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傳感器的靈敏度
靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化y對(duì)輸入量變化x的比值。
它是輸出一輸入特性曲線(xiàn)的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線(xiàn)性關(guān)系,則靈敏度S是一個(gè)常數(shù)。否則,它將隨輸入量的變化而變化。
【RTN/4.7t/VEN】附件靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如,某位移傳感器,在位移變化1mm時(shí),輸出電壓變化為200mV,則其靈敏度應(yīng)表示為200mV/mm。
當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時(shí),靈敏度可理解為放大倍數(shù)。
提高靈敏度,可得到較高的測(cè)量精度。但靈敏度愈高,測(cè)量范圍愈窄,穩(wěn)定性也往往愈差。
傳感器常用術(shù)語(yǔ)
1.傳感器
能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。通常有敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。
① 敏感元件是指?jìng)鞲衅髦心苤苯樱ɑ蝽憫?yīng))被測(cè)量的部分。
② 轉(zhuǎn)換元件指?jìng)鞲衅髦心茌^敏感元件感受(或響應(yīng))的北側(cè)量轉(zhuǎn)換成是與傳輸和(或)測(cè)量的電信號(hào)部分。
③ 當(dāng)輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí),則稱(chēng)為變送器。
2.測(cè)量范圍
在允許誤差限內(nèi)被測(cè)量值的范圍。
3. 量程
測(cè)量范圍上限值和下限值的代數(shù)差。
4. 精確度
被測(cè)量的測(cè)量結(jié)果與真值間的*程度。
5.從復(fù)性
在所有下述條件下,對(duì)同一被測(cè)的量進(jìn)行多次連續(xù)測(cè)量所得結(jié)果之間的符合程度:
相同測(cè)量方法:
相同觀測(cè)者:
相同測(cè)量?jī)x器:
相同地點(diǎn):
相同使用條件:
在短時(shí)期內(nèi)的重復(fù)。
6. 分辨力
傳感器在規(guī)定測(cè)量范圍圓可能檢測(cè)出的被測(cè)量的zui小變化量。
7. 閾值
能使傳感器輸出端產(chǎn)生可測(cè)變化量的被測(cè)量的zui小變化量。
8. 零位
使輸出的值為zui小的狀態(tài),例如平衡狀態(tài)。
9. 激勵(lì)
為使傳感器正常工作而施加的外部能量(電壓或電流)。
10. zui大激勵(lì)
在市內(nèi)條件下,能夠施加到傳感器上的激勵(lì)電壓或電流的zui大值。
11. 輸入阻抗
在輸出端短路時(shí),傳感器輸入的端測(cè)得的阻抗。
12. 輸出
有傳感器產(chǎn)生的與外加被測(cè)量成函數(shù)關(guān)系的電量。
霍耳式位移傳感器 它的測(cè)量原理是保持霍耳元件(見(jiàn)半導(dǎo)體磁敏元件)的激勵(lì)電流不變,并使其在一個(gè)梯度均勻的磁場(chǎng)中移動(dòng),則所移動(dòng)的位移正比于輸出的霍耳電勢(shì)。磁場(chǎng)梯度越大,靈敏度越高;梯度變化越均勻,霍耳電勢(shì)與位移的關(guān)系越接近于線(xiàn)性。圖2中是三種產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)的磁系統(tǒng):a系統(tǒng)的線(xiàn)性范圍窄,位移Z=0時(shí),霍耳電勢(shì)≠0;b系統(tǒng)當(dāng)Z<2毫米時(shí)具有良好的線(xiàn)性,Z=0時(shí),霍耳電勢(shì)=0;c系統(tǒng)的靈敏度高,測(cè)量范圍小于1毫米。圖中N、S分別表示正、負(fù)磁極?;舳轿灰苽鞲衅鞯膽T性小、頻響高、工作可靠、壽命長(zhǎng),因此常用于將各種非電量轉(zhuǎn)換成位移后再進(jìn)行測(cè)量的場(chǎng)合。
光電式位移傳感器 它根據(jù)被測(cè)對(duì)象阻擋光通量的多少來(lái)測(cè)量對(duì)象的位移或幾何尺寸。特點(diǎn)是屬于非接觸式測(cè)量,并可進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。光電式位移傳感器常用于連續(xù)測(cè)量線(xiàn)材直徑或在帶材邊緣位置控制系統(tǒng)中用作邊緣位置傳感器。
主要特性參數(shù):
標(biāo)稱(chēng)阻值:電位器上面所標(biāo)示的阻值。
重復(fù)精度:此參數(shù)越小越好.
分辨率:位移傳感器所能反饋的zui小位移數(shù)值.此參數(shù)越小越好.導(dǎo)電塑料位移傳感器分辨率為無(wú)窮小.
允許誤差:標(biāo)稱(chēng)阻值與實(shí)際阻值的差值跟標(biāo)稱(chēng)阻值之比的百分?jǐn)?shù)稱(chēng)阻值偏差,它表示電位器的精度。允許誤差一般只要在
±20%以?xún)?nèi)就符合要求,因?yàn)橐话阄灰?/span>傳感器是以分壓的方式來(lái)使用,具體電阻的大小對(duì)傳感器的數(shù)據(jù)采集沒(méi)有影響.
線(xiàn)性精度:直線(xiàn)性誤差.此參數(shù)越小越好.
壽命:導(dǎo)電塑料位移傳感器都在200萬(wàn)次以上.
常用傳感器特性:
導(dǎo)電塑料位移傳感器:
用特殊工藝將DAP(鄰苯二甲酸二稀丙脂)電阻漿料覆在絕緣機(jī)體上,加熱聚合成電阻膜,或?qū)AP電阻粉熱塑壓在絕緣基體的凹槽內(nèi)形成的實(shí)心體作為電阻體。特點(diǎn)是:平滑性好、分辯力優(yōu)異耐磨性好、壽命長(zhǎng)、動(dòng)噪聲小、可靠性*、耐化學(xué)腐蝕。用于宇宙裝置、飛機(jī)雷達(dá)天線(xiàn)的伺服系統(tǒng)等。
繞線(xiàn)位移傳感器:是將康銅絲或鎳鉻合金絲作為電阻體,并把它繞在絕緣骨架上制成。繞線(xiàn)電位器特點(diǎn)是接觸電 阻小,精度高,溫度系數(shù)小,其缺點(diǎn)是分辨力差,阻值偏低,高頻特性差。主要用作分壓器、變阻器、儀器中調(diào)零和工作點(diǎn)等。
金屬玻璃鈾位移傳感器:
用絲網(wǎng)印刷法按照一定圖形,將金屬玻璃鈾電阻漿料涂覆在陶瓷基體上,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。特點(diǎn)是:阻值范圍寬,耐熱性好,過(guò)載能力強(qiáng),耐潮,耐磨等都很好,
是很有前途的電位器品種,缺點(diǎn)是接觸電阻和電流噪聲大。
金屬膜位移傳感器:
金屬膜電位器的電阻體可由合金膜、金屬氧化膜、金屬箔等分別組成。特點(diǎn)是分辨力高、耐高溫、溫度系數(shù)小、動(dòng)噪聲小、平滑性好。
磁敏式位移傳感器:
消除了機(jī)械接觸,壽命長(zhǎng)、可靠性高,缺點(diǎn):對(duì)工作環(huán)境要求較高.
光電式位移傳感器:
消除了機(jī)械接觸,壽命長(zhǎng)、可靠性高,缺點(diǎn):數(shù)字信號(hào)輸出,處理煩瑣.