傳感器測(cè)量的方法
測(cè)量方法是實(shí)現(xiàn)測(cè)量過程所采用的具體方法,應(yīng)該根據(jù)被測(cè)量的性質(zhì)、特點(diǎn)和測(cè)量任務(wù)的要求來選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法。
1.按照測(cè)量過程的特點(diǎn)分類:可將測(cè)量方法分為直接測(cè)量和間接測(cè)量。
(1)直接測(cè)量
直接測(cè)量是針對(duì)被測(cè)量選用專用儀表進(jìn)行測(cè)量,直接獲取被測(cè)量值的過程。
(2)間接測(cè)量
用直接測(cè)量法得到與被測(cè)量有確切函數(shù)關(guān)系的一些物理量,然后通過計(jì)算求得被測(cè)量值的過程成為間接測(cè)量。
2.按照檢測(cè)時(shí)對(duì)偏差的處理方式:可以分為偏差式測(cè)量、零位式測(cè)量和微差式測(cè)量。
(1)偏差式測(cè)量
用事先標(biāo)定好的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量,根據(jù)被測(cè)量引起顯示器的偏移值直接讀取被測(cè)量的值。
(2)零位式測(cè)量
將被測(cè)量x與某一已知標(biāo)準(zhǔn)量s完全抵消,使作用到檢查儀表上的效應(yīng)等于零。
(3)微差式測(cè)量
將零位測(cè)量和偏差測(cè)量結(jié)合起來,把被測(cè)量的大部分抵消,選用靈敏度較高的儀表測(cè)量剩余部分的數(shù)值,被測(cè)量便等于標(biāo)準(zhǔn)量和儀表偏差值之和。
3.根據(jù)傳感器是否與被測(cè)量對(duì)象直接接觸:可分為接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量。
(1)接觸式測(cè)量
檢測(cè)儀表的傳感器與被測(cè)對(duì)象直接接觸,承受被測(cè)參數(shù)的作用,感受其變化,從而獲得信號(hào),并測(cè)量其信號(hào)大小的方法,稱接觸式測(cè)量。
(2)非接觸式測(cè)量
檢測(cè)儀表的傳感器不與被測(cè)對(duì)象直接接觸,而是間接承受被測(cè)參數(shù)的作用,感受其變化,從而獲得信號(hào),以達(dá)到測(cè)量目的的方法,稱非接觸式測(cè)量。
電子密度計(jì)是將現(xiàn)代微電子技術(shù)與阿基米德原理相結(jié)合而研發(fā)出來的新型密度測(cè)試儀器。
原理
采用阿基米德原理,通過浮力與密度計(jì)算公式的推導(dǎo)與變換形成等式;
首先利用高精密電子分析天平分別計(jì)算出待測(cè)樣品在空氣中的重量(W1)和在水中之重量(W2),并計(jì)算出W1-W2值;
水的密度默認(rèn)為ρ=1g/cm3,通過V樣品=V排水建立等式,即可計(jì)算出樣品的密度值:
ρ=W1/(W1-W2)xρ水,此為固體計(jì)算公式。
如果待測(cè)樣品為液體,則先利用一個(gè)已知體積和密度的標(biāo)準(zhǔn)塊作為參考物,通過水的密度ρ水與標(biāo)準(zhǔn)塊在空氣中重量(W1)水中重量(W2)得出計(jì)算公式:
ρ液=(W1-W2)/標(biāo)準(zhǔn)塊Vxρ標(biāo)準(zhǔn)
電子密度計(jì)改變了傳統(tǒng)密度測(cè)試的繁瑣操作,實(shí)現(xiàn)了不規(guī)則固體、高黏度、懸浮液、乳化液、膠狀體、腐蝕性液體等樣品的快速準(zhǔn)確測(cè)量。
能滿足現(xiàn)代產(chǎn)品生產(chǎn)及新材料研究過程中對(duì)樣品密度的精確測(cè)量要求。
光柵是由很多等節(jié)距的透光的縫隙或不透光的刻線均勻、相間排列而成的光電器件。
光柵式傳感器(optical grating transducer)指采用光柵疊柵條紋原理測(cè)量位移的傳感器。光柵是在一塊長(zhǎng)條形的光學(xué)玻璃上密集等間距平行的刻線,刻線密度為 10~100線/毫米。由光柵形成的疊柵條紋具有光學(xué)放大作用和誤差平均效應(yīng),因而能提高測(cè)量精度。傳感器由標(biāo)尺光柵、指示光柵、光路系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)四部分組成(見圖)。標(biāo)尺光柵相對(duì)于指示光柵移動(dòng)時(shí),便形成大致按正弦規(guī)律分布的明暗相間的疊柵條紋。這些條紋以光柵的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度移動(dòng),并直接照射到光電元件上,在它們的輸出端得到一串電脈沖,通過放大、整形、辨向和計(jì)數(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)輸出,直接顯示被測(cè)的位移量。傳感器的光路形式有兩種:一種是透射式光柵,它的柵線刻在透明材料(如工業(yè)用白玻璃、光學(xué)玻璃等)上;另一種是反射式光柵,它的柵線刻在具有強(qiáng)反射的金屬(不銹鋼)或玻璃鍍金屬膜(鋁膜)上。這種傳感器的優(yōu)點(diǎn)是量程大和精度高。光柵式傳感器應(yīng)用在程控、數(shù)控機(jī)床和三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)構(gòu)中,可測(cè)量靜、動(dòng)態(tài)的直線位移和整圓角位移。在機(jī)械振動(dòng)測(cè)量、變形測(cè)量等領(lǐng)域也有應(yīng)用。
光柵的分類
光柵傳感器的結(jié)構(gòu)
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