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地磅稱(chēng)重傳感器知識(shí)早知道

更新時(shí)間:2014-07-26 瀏覽次數(shù):8590

 

   根據(jù)被測(cè)量的變化狀態(tài),可以把傳感器的輸人量分為靜態(tài)量和動(dòng)態(tài)量?jī)深?lèi)。靜態(tài)量指?jìng)鞲衅鞯妮斎肓繛榉€(wěn)定狀態(tài)信號(hào)或變化其緩慢的準(zhǔn)靜態(tài)信號(hào):動(dòng)態(tài)量指?jìng)鞲衅鞯妮斎肓繛橹芷谛盘?hào)屈變信號(hào)或隨機(jī)信號(hào)等隨時(shí)間變化的信號(hào)。無(wú)論是靜態(tài)量還是動(dòng)態(tài)旦,傳感器的輸出量(通常是電量)都必須不失真地重現(xiàn)被測(cè)量的變化,這取決于傳感器的基本特性,即輸出一輸入特性傳感器的基本特性可以用靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性描述。

 

    一般來(lái)說(shuō),傳感器輸出與輸入關(guān)系可用微分方程表達(dá)。理論上,將微分方程中的一階及以上的微分項(xiàng)取為零時(shí),便可得到靜態(tài)特性,因此,傳感器的靜態(tài)特性只是動(dòng)態(tài)特性的一個(gè)特例。實(shí)際上.傳感器的靜態(tài)特性包括非線(xiàn)性和隨機(jī)性等因索*如果把這些因素都引入微分方程.將使問(wèn)題復(fù)雜化。為避免這種情況,總是把傳感器的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性分開(kāi)考慮。

 

    傳感器的靜態(tài)特性

 

    傳感器的靜態(tài)特性是指?jìng)鞲衅髟诒粶y(cè)量處于穩(wěn)定狀態(tài)下的輸出輸入關(guān)系。傳感器的靜態(tài)特性是在靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)工作條件下測(cè)定的。

 

    人們通常希望傳感器的輸出與輸入成*的對(duì)應(yīng)關(guān)系,而且呈線(xiàn)性關(guān)系。但在一般請(qǐng)況下,輸出與輸入關(guān)系不會(huì)*符合所期望的線(xiàn)性關(guān)系。同時(shí)由于存在著遲滯、蠕變摩擦、間隙和松動(dòng)等因素,以及外界條件的影響,使輸出與輸入對(duì)應(yīng)關(guān)系的*性也難以實(shí)現(xiàn)衡量傳感器靜態(tài)特性的主要指標(biāo)有量程、線(xiàn)性度、遲滯、重復(fù)性、靈敏度、漂移等。

 

    1、測(cè)量范圍和量程

    傳感器所能測(cè)量的zui大被測(cè)量(即輸入量)的數(shù)值稱(chēng)為測(cè)量上限,zui小被測(cè)量稱(chēng)為測(cè)量下限。用測(cè)量L限和測(cè)量下限表示的測(cè)量區(qū)間,稱(chēng)為測(cè)量范圍。測(cè)量范圍有單向(只有正向或負(fù)向)、雙向?qū)ΨQ(chēng)、雙向不對(duì)稱(chēng)和無(wú)零值等幾種。

    測(cè)量上限和測(cè)量下限的代數(shù)差為量程,即量程=測(cè)量上限—測(cè)量下限

 

    2、線(xiàn)性度

    傳感器的輸出輸入關(guān)系或多或少地存在非線(xiàn)性問(wèn)題。在不考慮遲滯、蠕變、不穩(wěn)定性等因素的情況下,靜態(tài)特性曲線(xiàn)可用實(shí)際測(cè)試獲得。在獲得特性曲線(xiàn)后,可以說(shuō)問(wèn)題已經(jīng)解決。但是為了標(biāo)定和數(shù)據(jù)處理的方便,希望得到線(xiàn)性關(guān)系:這時(shí)可采用方法,其中包括計(jì)算機(jī)硬件或軟件補(bǔ)償,進(jìn)行線(xiàn)性化處理。一般說(shuō)來(lái),這些辦法都比較復(fù)雜。所以在非線(xiàn)性誤差不太大的倩況下,總是采用直線(xiàn)擬合的方法來(lái)線(xiàn)性化。

    在采用直線(xiàn)擬合線(xiàn)性化時(shí),輸出輸入的校正曲線(xiàn)與其擬合直線(xiàn)之間的zui大偏差,就稱(chēng)為非線(xiàn)性誤差或線(xiàn)性度,通常用相對(duì)誤差yL來(lái)表示。

 

    由此可見(jiàn),非線(xiàn)性誤差的大小是以一定的擬合直線(xiàn)為基準(zhǔn)直線(xiàn)而得出的。擬合直線(xiàn)不同.非線(xiàn)性誤差也不同。所以,選擇擬合直線(xiàn)的主要出發(fā)點(diǎn),應(yīng)是獲得zui小的非線(xiàn)性誤差。另外,還應(yīng)考慮使用是否方便,計(jì)算是否簡(jiǎn)便。

    目前常用的擬合方法有;①理論擬合;②過(guò)零旋轉(zhuǎn)擬合;③端點(diǎn)擬合;④端點(diǎn)平移擬合;⑤zui小二乘擬合等。

 

    3、遲滯

    遲滯誤差又稱(chēng)回程誤差G回程誤差常用誤差表爾。檢測(cè)回程誤差時(shí),可選擇幾個(gè)測(cè)試點(diǎn)。對(duì)選擇個(gè)輸入信號(hào),傳感器正行程及反行程中輸出信號(hào)差值的zui大者即為回程誤差。形成遲滯的因素包括傳感器機(jī)械結(jié)構(gòu)中的摩擦、游隙和結(jié)構(gòu)材料受力變形的滯后現(xiàn)象等。

 

    4、重復(fù)性

    重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟谌砍梯斎氚赐环较蜃鬟B續(xù)多次變動(dòng)時(shí)所得的特性曲線(xiàn)不一致的程度。

 

    5、靈敏度

    傳感器輸出的變化量AY與引起此變化量的輸入變化量AI之比即為其靜態(tài)靈敏度

 

    由此可見(jiàn).傳感器校準(zhǔn)曲線(xiàn)的斜率就是其靈敏度。線(xiàn)性傳感器,其特性是斜率處處相同.靈敏度A是一常數(shù)c以擬合直線(xiàn)作為其特性的傳感器,也認(rèn)為其靈敏度為一常數(shù),與輸入量的大小無(wú)關(guān)。

 

    6、分辨力

    分辨力是指?jìng)鞲衅髂軝z測(cè)到的zui小的輸入增量。有些傳感器,當(dāng)輸入量連續(xù)變化時(shí),輸出量只作階躍變化,則分辨力就是輸出量的每個(gè)階躍高度所代表的輸入量的大小。

    分辨力用值表示:用與滿(mǎn)量程的百分?jǐn)?shù)表示時(shí)稱(chēng)為分辨力。

 

    7、閉值

    闡值是指使傳感器輸出瑞產(chǎn)生可測(cè)變化量的zui小被測(cè)輸入量值,即零位附近的分辨力。有的傳感器在零位附近有嚴(yán)重的非線(xiàn)性,形成所謂“死區(qū)”,則將死區(qū)的大小作為閱值。在更多情況下,閉值主要取決于傳感器的噪聲大小,因此,有的傳感器只給出噪聲電平。

    8、穩(wěn)定性

    穩(wěn)定性是指?jìng)鞲衅髟谙喈?dāng)長(zhǎng)工作時(shí)間內(nèi)保持其性能的能力。因此穩(wěn)定性又稱(chēng)長(zhǎng)期穩(wěn)定性。穩(wěn)定性通常是在室溫條件下,經(jīng)過(guò)一定工作時(shí)間間隔后,用傳感器的輸出與起始標(biāo)定時(shí)的輸出之間的差值來(lái)表示。穩(wěn)定性誤差可用相對(duì)誤差表示,也可用誤差表示。

 

    9、漂移

    漂移是指在一定時(shí)間間隔內(nèi),傳感器的輸出存在著與被測(cè)輸入量無(wú)關(guān)的、不需要的變化。移常包括零點(diǎn)漂移和靈敏度漂移。

    軍點(diǎn)漂移或靈敏度漂移可分為時(shí)間漂移和溫度漂移,簡(jiǎn)稱(chēng)時(shí)漂和溫漂。時(shí)漂是指在規(guī)定的條件下,零點(diǎn)或靈敏度隨時(shí)間有理侵的變化;溫漂是指由周?chē)鷾囟茸兓鸬牧泓c(diǎn)或靈敏度的變化

 

    10、靜態(tài)誤差

    靜態(tài)誤差是指?jìng)鞲衅髟谄淙砍虄?nèi)任一點(diǎn)的輸出值與其理論值的偏離程度。

    靜態(tài)誤差的求取方法如下:把全部輸出數(shù)據(jù)與擬臺(tái)直線(xiàn)上對(duì)應(yīng)值的殘差,看成是隨機(jī)分布,靜態(tài)誤差是一項(xiàng)綜合性指標(biāo).它基本上包括了前面敘述的非線(xiàn)性誤差、遲滯誤差、重復(fù)性誤差、靈敏度誤差等??噙@幾項(xiàng)誤差是隨機(jī)的、立的、正態(tài)分布的,也可以把這幾個(gè)單項(xiàng)誤差綜合而得。

 

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