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- 測力傳感器的標定方法
- 來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2015/8/13
傳感器的標定是通過實驗的方法找出傳感器輸出量與輸入量之間的關(guān)系,標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:
傳感器的標定是指利用某種標準器具對傳感器進行標度,對新研制或生產(chǎn)的傳感器進行全面的技術(shù)檢定,稱為標定;將傳感器在使用中進行的性能復(fù)測稱為校準,二者在本質(zhì)
上相同。
基本參數(shù)指標:
量程指標:量程范圍、過載能力。
靈敏度指標:靈敏度、分辨力、滿量程輸出。
精度有關(guān)指標:誤差、線性、滯后、重復(fù)性。
動態(tài)性能指標:固有頻率、阻尼比、時間常數(shù)、頻率響應(yīng)范圍。
環(huán)境參數(shù)指標:
溫度指標: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:
工作壽命、平均無故障時間、絕緣電阻、耐壓等。
其他指標:
供電方式(直流、交流、頻率、波形)
電壓范圍
標定的基本方法:
利用標準儀器產(chǎn)生已知的非電量(如標準力、壓力),作為輸入量,輸入到待標定的傳感器中,然后將傳感器的輸出量與輸入的標準量作比較,獲得一系列標準數(shù)據(jù)或曲線。
標定系統(tǒng)的組成:
被測非電量的標準發(fā)生器,如測力砝碼、環(huán)形測力機、活塞式壓力計等;被測非電量的標準測試系統(tǒng),如標準壓力傳感器、標準力傳感器、標準溫度計等;待標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確一致,標定應(yīng)按計量部門規(guī)定的檢定規(guī)程和管理辦法進行。
按此系統(tǒng),只能用上一級標準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準裝置。
工程測試所用傳感器的標定應(yīng)在與其使用條件相似的環(huán)境下進行,有時為了獲得較高的標定精度,可將傳感器與其配用的電纜、放大器等測試系統(tǒng)一起標定。
傳感器的標定分為動態(tài)標定和靜態(tài)標定:
靜態(tài)標定是指在靜態(tài)標準條件下,對傳感器的靜態(tài)特性、靜態(tài)靈敏度、非線性、滯后、重復(fù)性等指標的確定。
靜態(tài)標準條件
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。
標準儀器設(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),在標定傳感器時所采用的標準儀器及設(shè)備至少要比被標定的傳感器的精度高一個等級。只有這樣,通過標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)特性標定的方法:
對傳感器進行靜態(tài)特性標定時,首先要創(chuàng)造一個靜態(tài)標準條件,其次是選定等級與被標定傳感器的精度要求相適應(yīng)的標定用的儀器設(shè)備,然后才能對傳感器的靜態(tài)特性進行標定。
標定過程及步驟
。1)將傳感器全量程(測量范圍)分成若干等間隔點;
。2)根據(jù)傳感器量程分點情況,由小到大逐點輸入標準量值,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減小下來,同時記錄相應(yīng)的各輸出值;
。4)按(2)、(3)所述過程,對傳感器進行正、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。
與測量條件有關(guān)的事項:
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;指標要求;測量所需要的時間等。
與傳感器有關(guān)的事項:
其中有靜態(tài)特性指標;動態(tài)特性指標;模擬量還是數(shù)字量;輸出量及其數(shù)量級;被測物體產(chǎn)生的負載效應(yīng);校正周期;超標準過大的輸入信號的保護等。
與使用條件有關(guān)的事項
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。
與購買和維護有關(guān)的事項:
包括性能價格比;零配件的儲備;售后服務(wù)與維修制度、保修時間;交貨日期等。
選擇傳感器時要考慮的事項很多,但無需滿足所有的事項要求,應(yīng)根據(jù)實際使用的目的、指標、環(huán)境等,有不同的側(cè)重點。
例如,長時間連續(xù)使用的傳感器,就必須重視經(jīng)得起時間考驗等長期穩(wěn)定性問題;而對機械加工或化學(xué)分析等時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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