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位移傳感器如何選型_位移傳感器選用一般有哪些選擇

2018年02月08日 15:33 網絡整理 作者: 用戶評論(0

  位移傳感器又名線性傳感器,位移是和物體的位置在運動過程中的移動有關的量,位移的測量方式所涉及的范圍是相當廣泛的。喜歡關注物體移動的變化,位移傳感器能夠最快的傳送你想要的數據。位移傳感器在工業、水利以及液位的計量等方面的應用,它的用法簡單,精度高,穩定性好,在選型上要怎么看呢?

  位移傳感器的選用原則

  1、根據測量對象與測量環境確定傳感器的類型

  要進行—個具體的測量工作,首先要考慮采用何種原理的傳感器,需要根據被測量的特點和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題:量程的大??;被測位置對傳感器體積的要求;測量方式為接觸式還是非接觸式;信號的引出方法,有線或是非接觸測量;確定選用何種類型的傳感器,然后再考慮傳感器的具體性能指標。

  2、靈敏度的選擇

  通常,在傳感器的線性范圍內,希望傳感器的靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時,與被測量變化對應的輸出信號的值才比較大,有利于信號處理。但要注意的是,傳感器的靈敏度高,與被測量無關的外界噪聲也容易混入,也會被放大系統放大,影響測量精度。因此,要求傳感器本身應具有較高的信噪比,盡員減少從外界引入的廠擾信號。傳感器的靈敏度是有方向性的。當被測量是單向量,而且對其方向性要求較高,則應選擇其它方向靈敏度小的傳感器;如果被測量是多維向量,則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。

  3、線性范圍

  位移傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講,在此范圍內,靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬,則其量程越大,并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時,當傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。但實際上,任何傳感器都不能保證絕對的線性,其線性度也是相對的。當所要求測量精度比較低時,在一定的范圍內,可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的,這會給測量帶來極大的方便。

  4、頻率響應特性

  位移傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率范圍,必須在允許頻率范圍內保持不失真的測量條件,實際上傳感器的響應總有—定延遲,希望延遲時間越短越好。傳感器的頻率響應高,可測的信號頻率范圍就寬,而由于受到結構特性的影響,機械系統的慣性較大,因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低。在動態測量中,應根據信號的特點(穩態、瞬態、隨機等)響應特性,以免產生過火的誤差。

  5、精度

  精度是傳感器的一個重要的性能指標,它是關系到整個測量系統測量精度的一個重要環節。傳感器的精度越高,其價格越昂貴,因此,傳感器的精度只要滿足整個測量系統的精度要求就可以,不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器。

  如果測量目的是定性分析的,選用重復精度高的傳感器即可,不宜選用絕對量值精度高的;如果是為了定量分析,必須獲得精確的測量值,就需選用精度等級能滿足要求的傳感器。

  6、穩定性

  傳感器使用一段時間后,其性能保持不變化的能力稱為穩定性。影響傳感器長期穩定性的因素除傳感器本身結構外,主要是傳感器的使用環境。因此,要使傳感器具有良好的穩定性,傳感器必須要有較強的環境適應能力。在選擇傳感器之前,應對其使用環境進行調查,并根據具體的使用環境選擇合適的傳感器,或采取適當的措施,減小環境的影響。傳感器的穩定性有定量指標,在超過使用期后,在使用前應重新進行標定,以確定傳感器的性能是否發生變化。在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標定的場合,所選用的傳感器穩定性要求更嚴格,要能夠經受住長時間的考驗。

  位移傳感器的選型以及規格參數

  第一、位移量程。行程范圍指檢測的最大距離有多大,這是最直接參考因素。一般意義上,50mm以下的稱為小量程,50mm-3000mm稱為大量程,3000mm以上的為超大量程。

  小量程的應該選LVDT位移傳感器、電阻式位移傳感器等,大量程的選磁致伸縮位移傳感器、光柵式位移傳感器、拉繩式位移傳感器等等。

  第二、輸出信號。傳感器輸出的信號常規的有4-20mA、0-5V、0-10V、RS485、無線等等。

  第三、線性誤差。位移線性度,比如行程1mm,線性誤差為0.25%,表示為被測物體移動1mm的時候,檢測值為1mm±0.0025mm。

  第四、分辨率。分辨率是指傳感器可感受到的被測量的最小變化的能力。也就是說,如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當輸入變化值未超過某一數值時,傳感器的輸出不會發生變化,即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當輸入量的變化超過分辨率時,其輸出才會發生變化。

  第五、重復精度。重復精度。同一位置重復檢測的誤差,一般以一萬次計,用百分比表示,如重復精度為0.01%FS。

  第六、精度。計算值或估計值與真實值之間的接近程度。關于精度,這里需要重點說明一下,因為“精度”這個詞常規意義上解釋為最大誤差,一般是線性誤差與位移量程的乘積,比如行程1mm,線性誤差為0.25%,那么精度為0.0025mm,表示為真實值1mm的時候,檢測值為1±0.0025mm.

  這許多人會把精度與重復精度、線性誤差、分辨率混為一談,這里需要區別開來。這幾個參數意義不同,相互影響,精度不是越高越好,如果精度高于分辨率,精度沒有任何意義。

  現在很多商家為了得到客戶的青睞,常在“高精度”概念上做文章,要么混淆重復精度、分辨率的概念,要么隱藏溫漂系數,或是對產品進行系數校正。

  第七、溫度漂移。也稱零點漂移。傳感器工作受外界溫度影響,外界溫度的變化對傳感器數值的輸出有一定的影響。精度高的產品,溫漂系數一定要低,否則環境溫度變化,對產品的輸出值影響比值大,高精度變得沒有任何意義。

  第八、傳感器工作環境。比如產品是否需要具備耐高低溫,是否需要具備防塵防水防油以及抗電磁波輻射的功能。有些傳感器對的環境的粉塵比較敏感,比如光柵傳感器的工作環境一定要干凈,傳感器需要經常擦拭干凈,否則會影響檢測,而超聲波、激光傳感器非接觸式測量給安裝帶來很大的便利,但是如果檢測量程小或者環境粉塵大,會極大程度上影響傳感器工作。

  第九、工作壽命。傳感器工作都有一定的期限,影響傳感器壽命的多數是內部的作用元器件,一般把傳感器分為接觸式和非接觸式,電子尺或電位器(電阻式)因碳刷有機械摩擦,為接觸式傳感器,工作壽命比較短,如果頻繁檢測的話,甚至幾個月時間就需要換。內部作用元器件不接觸的“非接觸式位移傳感器”壽命比較長。而傳感器與被測物體不接觸的“不接觸式位移傳感器”的工作壽命取決于傳感器的電子元器件的工作壽命。

  第十、安裝方式。這里涉及到傳感器的機械尺寸、固定方式。

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( 發表人:姚遠香 )

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