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- 測力傳感器的標(biāo)定方法
- 來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2015/8/13
傳感器的標(biāo)定是通過實(shí)驗(yàn)的方法找出傳感器輸出量與輸入量之間的關(guān)系,標(biāo)定后在傳感器的使用說明書中給出有關(guān)性能參數(shù),這些性能參數(shù)是使用者選用傳感器的依據(jù)。
定義:
傳感器的標(biāo)定是指利用某種標(biāo)準(zhǔn)器具對傳感器進(jìn)行標(biāo)度,對新研制或生產(chǎn)的傳感器進(jìn)行全面的技術(shù)檢定,稱為標(biāo)定;將傳感器在使用中進(jìn)行的性能復(fù)測稱為校準(zhǔn),二者在本質(zhì)
上相同。
基本參數(shù)指標(biāo):
量程指標(biāo):量程范圍、過載能力。
靈敏度指標(biāo):靈敏度、分辨力、滿量程輸出。
精度有關(guān)指標(biāo):誤差、線性、滯后、重復(fù)性。
動態(tài)性能指標(biāo):固有頻率、阻尼比、時(shí)間常數(shù)、頻率響應(yīng)范圍。
環(huán)境參數(shù)指標(biāo):
溫度指標(biāo):工作溫度范圍,溫度誤差,溫度漂移,溫度系數(shù)。
其他環(huán)境參數(shù):抗潮濕、抗介質(zhì)腐蝕能力、抗電磁干擾能力等。
可靠性指標(biāo):
工作壽命、平均無故障時(shí)間、絕緣電阻、耐壓等。
其他指標(biāo):
供電方式(直流、交流、頻率、波形)
電壓范圍
標(biāo)定的基本方法:
利用標(biāo)準(zhǔn)儀器產(chǎn)生已知的非電量(如標(biāo)準(zhǔn)力、壓力),作為輸入量,輸入到待標(biāo)定的傳感器中,然后將傳感器的輸出量與輸入的標(biāo)準(zhǔn)量作比較,獲得一系列標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)或曲線。
標(biāo)定系統(tǒng)的組成:
被測非電量的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生器,如測力砝碼、環(huán)形測力機(jī)、活塞式壓力計(jì)等;被測非電量的標(biāo)準(zhǔn)測試系統(tǒng),如標(biāo)準(zhǔn)壓力傳感器、標(biāo)準(zhǔn)力傳感器、標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)等;待標(biāo)定傳感器所配接的信號調(diào)節(jié)器、顯示器和記錄器等,其精度是已知的。為了保證各種量值的準(zhǔn)確一致,標(biāo)定應(yīng)按計(jì)量部門規(guī)定的檢定規(guī)程和管理辦法進(jìn)行。
按此系統(tǒng),只能用上一級標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定下級傳感器及配套的儀器;如果待定的傳感器精度較高,可以跨級使用更高級的標(biāo)準(zhǔn)裝置。
工程測試所用傳感器的標(biāo)定應(yīng)在與其使用條件相似的環(huán)境下進(jìn)行,有時(shí)為了獲得較高的標(biāo)定精度,可將傳感器與其配用的電纜、放大器等測試系統(tǒng)一起標(biāo)定。
傳感器的標(biāo)定分為動態(tài)標(biāo)定和靜態(tài)標(biāo)定:
靜態(tài)標(biāo)定是指在靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下,對傳感器的靜態(tài)特性、靜態(tài)靈敏度、非線性、滯后、重復(fù)性等指標(biāo)的確定。
靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件
是指沒有加速度、震動、沖擊(除非這些參數(shù)本身就是被測量),環(huán)境溫度一般(20±5)℃,相對濕度不大于85%,大氣壓力為(101308±7998)Pa的情況。
標(biāo)準(zhǔn)儀器設(shè)備的精度等級的確定:
按照國家規(guī)定,各種量值傳遞系統(tǒng),在標(biāo)定傳感器時(shí)所采用的標(biāo)準(zhǔn)儀器及設(shè)備至少要比被標(biāo)定的傳感器的精度高一個(gè)等級。只有這樣,通過標(biāo)定確定的傳感器的靜態(tài)性能才是可靠的,精度才是可信的。
靜態(tài)特性標(biāo)定的方法:
對傳感器進(jìn)行靜態(tài)特性標(biāo)定時(shí),首先要創(chuàng)造一個(gè)靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件,其次是選定等級與被標(biāo)定傳感器的精度要求相適應(yīng)的標(biāo)定用的儀器設(shè)備,然后才能對傳感器的靜態(tài)特性進(jìn)行標(biāo)定。
標(biāo)定過程及步驟
(1)將傳感器全量程(測量范圍)分成若干等間隔點(diǎn);
(2)根據(jù)傳感器量程分點(diǎn)情況,由小到大逐點(diǎn)輸入標(biāo)準(zhǔn)量值,并記錄下與各輸入值相對應(yīng)的輸出值。
。3)將輸入值再由大到小逐點(diǎn)減小下來,同時(shí)記錄相應(yīng)的各輸出值;
。4)按(2)、(3)所述過程,對傳感器進(jìn)行正、反行程反復(fù)循環(huán)多次測試,將得到的輸出—輸入測試數(shù)據(jù)用表格列出或畫成曲線。
(5)對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理,根據(jù)處理結(jié)果,可以確定傳感器的線性度、靈敏度、滯后和重復(fù)性等靜態(tài)特性指標(biāo)。
與測量條件有關(guān)的事項(xiàng):
包括測量的目的;被測試量的選擇;測量范圍;輸入信號的最大值;頻帶寬度;指標(biāo)要求;測量所需要的時(shí)間等。
與傳感器有關(guān)的事項(xiàng):
其中有靜態(tài)特性指標(biāo);動態(tài)特性指標(biāo);模擬量還是數(shù)字量;輸出量及其數(shù)量級;被測物體產(chǎn)生的負(fù)載效應(yīng);校正周期;超標(biāo)準(zhǔn)過大的輸入信號的保護(hù)等。
與使用條件有關(guān)的事項(xiàng)
包括傳感器的設(shè)置場所;環(huán)境條件(溫度、濕度、振動等);測量時(shí)間;與其它設(shè)備的連接及距離;所需功率容量等。
與購買和維護(hù)有關(guān)的事項(xiàng):
包括性能價(jià)格比;零配件的儲備;售后服務(wù)與維修制度、保修時(shí)間;交貨日期等。
選擇傳感器時(shí)要考慮的事項(xiàng)很多,但無需滿足所有的事項(xiàng)要求,應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用的目的、指標(biāo)、環(huán)境等,有不同的側(cè)重點(diǎn)。
例如,長時(shí)間連續(xù)使用的傳感器,就必須重視經(jīng)得起時(shí)間考驗(yàn)等長期穩(wěn)定性問題;而對機(jī)械加工或化學(xué)分析等時(shí)間比較短的工序過程,則需要靈敏度和動態(tài)特性較好的傳感器。
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