古代傳感器在道理與構(gòu)造上千差萬別，怎樣依據(jù)詳細(xì)的丈量目標(biāo)、丈量工具以及丈量情況公道地選用傳感器，是在停止某個(gè)量的丈量時(shí)起首要處理的成績(jī)。當(dāng)傳感器斷定之后，與之相配套的丈量辦法跟丈量裝備也就能夠斷定了。丈量成果的成敗，在很年夜水平上取決于傳感器的選用能否公道。
1、依據(jù)丈量工具與丈量情況斷定傳感器的類
要停止—個(gè)詳細(xì)的丈量任務(wù)，起首要斟酌采取何種道理的傳感器，這須要剖析多方面的要素之后才干斷定。由于，即便是丈量統(tǒng)一物理量，也有多種道理的傳感器可供選用，哪一種道理的傳感器更為適合，則須要依據(jù)被丈量的特色跟傳感器的應(yīng)用前提斟酌以下一些詳細(xì)成績(jī)：量程的年夜小;被測(cè)地位對(duì)傳感器體積的請(qǐng)求;丈量方法為打仗式仍是非打仗式;旌旗燈號(hào)的引出辦法，有線或長(zhǎng)短打仗丈量;傳感器的起源，國(guó)產(chǎn)仍是入口，價(jià)錢是否蒙受，仍是自行研制。
在斟酌上述成績(jī)之后就能斷定選用何品種型的傳感器，而后再斟酌傳感器的詳細(xì)機(jī)能指標(biāo)。
2、敏銳度的抉擇
平日，在傳感器的線性范疇內(nèi)，盼望傳感器的敏銳度越高越好。由于只有敏銳度高時(shí)，與被丈量變更對(duì)應(yīng)的輸出旌旗燈號(hào)的值才比擬年夜，有利于旌旗燈號(hào)處置。但要留神的是，傳感器的敏銳度高，與被丈量有關(guān)的外界噪聲也輕易混入，也會(huì)被縮小體系縮小，影響丈量精度。因而，請(qǐng)求傳感器自身應(yīng)存在較高的信噪比，盡員增加從外界引入的廠擾旌旗燈號(hào)。
傳感器的敏銳度是無方向性的。當(dāng)被丈量是單向量，并且對(duì)其偏向性請(qǐng)求較高，則應(yīng)抉擇別的偏向敏銳度小的傳感器;假如被丈量是多維向量，則請(qǐng)求傳感器的穿插敏銳度越小越好。
3、頻率呼應(yīng)特征
傳感器的頻率呼應(yīng)特征決議了被丈量的頻率范疇，必需在答應(yīng)頻率范疇內(nèi)堅(jiān)持不掉真的丈量前提，現(xiàn)實(shí)上傳感器的呼應(yīng)總有—定耽誤，盼望耽誤時(shí)光越短越好。
傳感器的頻率呼應(yīng)高，可測(cè)的旌旗燈號(hào)頻率范疇就寬，而因?yàn)樵獾綐?gòu)造特征的影響，機(jī)器體系的慣性較年夜，因有頻率低的傳感器可測(cè)旌旗燈號(hào)的頻率較低。
在靜態(tài)丈量中，應(yīng)依據(jù)旌旗燈號(hào)的特色(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機(jī)等)呼應(yīng)特征，免得發(fā)生過分的偏差。
4、線性范疇
傳感器的線形范疇是指輸出與輸入成正比的范疇。以實(shí)踐上講，在此范疇內(nèi)，敏銳度堅(jiān)持定值。傳感器的線性范疇越寬，則其量程越年夜，而且能保障必定的丈量精度。在抉擇傳感器時(shí)，當(dāng)傳感器的品種斷定當(dāng)前起首要看其量程能否滿意請(qǐng)求。
但現(xiàn)實(shí)上，任何傳感器都不克不及保障相對(duì)的線性，其線性度也是絕對(duì)的。當(dāng)所請(qǐng)求丈量精度比擬低時(shí)，在必定的范疇內(nèi)，可將非線性偏差較小的傳感器近似看作線性的，這會(huì)給丈量帶來極年夜的便利。
5、穩(wěn)固性
傳感器應(yīng)用一段時(shí)光后，其機(jī)能堅(jiān)持穩(wěn)定化的才能稱為穩(wěn)固性。影響傳感器臨時(shí)穩(wěn)固性的要素除傳感器自身構(gòu)造外，重要是傳感器的應(yīng)用情況。因而，要使傳感用具有精良的穩(wěn)固性，傳感器必需要有較強(qiáng)的情況順應(yīng)才能。
在抉擇傳感器之前，應(yīng)答其應(yīng)用情況停止考察，并依據(jù)詳細(xì)的應(yīng)用情況抉擇適合的傳感器，或采用恰當(dāng)?shù)霓k法，減小情況的影響。傳感器的穩(wěn)固性有定量指標(biāo)，在超越應(yīng)用期后，在應(yīng)用前應(yīng)從新停止標(biāo)定，以斷定傳感器的機(jī)能能否產(chǎn)生變更。
在某些請(qǐng)求傳感器能臨時(shí)應(yīng)用而又不克不及等閑調(diào)換或標(biāo)定的場(chǎng)所，所選用的傳感器穩(wěn)固性請(qǐng)求更嚴(yán)厲，要可能禁受住長(zhǎng)時(shí)光的磨練。
6、精度
精度是傳感器的一個(gè)主要的機(jī)能指標(biāo)，它是關(guān)聯(lián)到全部丈量體系丈量精度的一個(gè)主要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價(jià)錢越昂貴，因而，傳感器的精度只有滿意全部丈量體系的精度請(qǐng)求就能夠，不用選得過高。如許就能夠在滿意統(tǒng)一丈量目標(biāo)的諸多傳感器當(dāng)選擇比擬廉價(jià)跟簡(jiǎn)略的傳感器。
假如丈量目標(biāo)是定性剖析的，選用反復(fù)精度高的傳感器即可，不宜選用相對(duì)量值精度高的;假如是為了定量剖析，必需取得準(zhǔn)確的丈量值，就需選用精度品級(jí)能滿意請(qǐng)求的傳感器。對(duì)某些特別應(yīng)用場(chǎng)所，無奈選到適合的傳感器，則需自行計(jì)劃制作傳感器?？思簜鞲衅鞯臋C(jī)能應(yīng)滿意應(yīng)用請(qǐng)求。
北京中儀華世公司生產(chǎn):裝配熱電偶、鎧裝熱電偶、耐磨熱電偶、防爆熱電偶、多點(diǎn)熱電偶、吹氣熱電偶、高溫防腐熱電偶、微細(xì)鎧裝熱電偶、壓簧固定熱電偶、多點(diǎn)隔爆熱電偶等等。
1、傳感器測(cè)量適用于多大壓力值?
答:首先需要了解的是對(duì)應(yīng)系統(tǒng)中所需要的最大壓力值。那么所需要選配的壓力傳感器壓力范圍最大值應(yīng)該達(dá)到系統(tǒng)所需最大壓力值的1.5倍。這些額外的壓力范圍是由于許多的系統(tǒng)，特別是水壓和過程控制，存在壓力尖峰或者連續(xù)的脈沖。這些尖峰可能會(huì)達(dá)到“最大”壓力的五至十倍，有可能造成傳感器的損壞。連續(xù)的高壓脈沖，接近或者超過傳感器的最大額定壓力，也會(huì)縮短傳感器的壽命。所以僅僅提高傳感器額定壓力并不是萬全之策，因?yàn)檫@會(huì)犧牲傳感器的分辨率。也可以使用緩沖器來減弱尖峰,但是這也僅僅是一個(gè)折中方案，因?yàn)檫@會(huì)降低傳感器的響應(yīng)速度。
2、傳感器需要達(dá)到什么樣的精度?
答:精確度是行業(yè)內(nèi)通俗用來描述傳感器輸出誤差常用的一個(gè)術(shù)語。它來源于非線性，遲滯，不可重復(fù)性，溫度，零點(diǎn)平衡，校正和濕度效應(yīng)。通常下我們將精確度指定為非線性，遲滯和不可重復(fù)性的綜合影響。對(duì)許多傳感器來說，“精確度”會(huì)由于溫度，零點(diǎn)平衡等因素而比標(biāo)稱值更低。擁有更高精確度的傳感器的成本會(huì)更高，那么所對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)真是需要這么高的精確度嗎?使用高精確度傳感器和低分辨率儀器組成的系統(tǒng)其實(shí)是一種低效率的解決方案。
3、傳感器的耐溫性如何?
答:壓力傳感器，像所有物理設(shè)備系統(tǒng)一樣，會(huì)在極端溫度的環(huán)境下會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤甚至無法使用。一般每個(gè)傳感器將會(huì)有兩個(gè)溫度范圍，分別是工作范圍和補(bǔ)償范圍。補(bǔ)償范圍包含在工作范圍之內(nèi)。
工作范圍是指在這個(gè)范圍內(nèi)，傳感器通電后可以暴露在介質(zhì)中而不會(huì)發(fā)生損壞。但是，這并不表示當(dāng)處于補(bǔ)償范圍以外的時(shí)候其性能也能達(dá)到標(biāo)稱的規(guī)格(溫度系數(shù))。
補(bǔ)償范圍一般是在工作范圍之內(nèi)的一段更狹窄的范圍。在這個(gè)范圍內(nèi)，傳感器確保可以達(dá)到標(biāo)稱的規(guī)格。溫度的改變通過兩種方法影響傳感器，其一是造成零點(diǎn)漂移，其二是影響整個(gè)量程的輸出。傳感器規(guī)格說明應(yīng)該將這些誤差以下列形式列出：±x%滿量程/°C,±x%讀數(shù)/°C,±x%整個(gè)溫度補(bǔ)償范圍內(nèi)滿量程，或者±x%整個(gè)溫度補(bǔ)償范圍內(nèi)讀數(shù)。如果沒有這些參數(shù)會(huì)給你在使用中造成不確定。那么傳感器輸出的改變是由于壓力變化還是溫度變化呢?在理解如何使用傳感器的時(shí)候，溫度效應(yīng)將是最復(fù)雜的部分。
4、選擇何種輸出?
答:一般的傳感器都有毫伏輸出，或者電壓放大，或者毫安，或者頻率輸出。所選擇的輸出類型依賴于所選的傳感器與系統(tǒng)控制或者顯示部件之間的距離，噪音，以及其他電氣干擾，還有是否需要放大，較佳放置放大器的位置等。對(duì)于許多的原始設(shè)備制造商來說，他們的控制元件和傳感器距離很短，所以毫伏輸出一般就足夠了而且成本較低。
如果需要傳感器輸出放大，那么使用另外一個(gè)有內(nèi)置放大器的傳感器更加簡(jiǎn)單。在長(zhǎng)距離電纜，或者有大電氣噪音區(qū)域內(nèi)，就需要毫安輸出或者頻率輸出了。在有很強(qiáng)射頻干擾和電磁干擾的環(huán)境中，也就需要考慮在毫安和頻率輸出外在額外增加一些屏蔽或這過濾設(shè)備了。
一般常用的光柵是在玻璃片上刻出大量平行刻痕制成，刻痕為不透光部分，兩刻痕之間的光滑部分可以透光，相當(dāng)于一狹縫。
精制的光柵，在1cm寬度內(nèi)刻有幾千條乃至上萬條刻痕。
這種利用透射光衍射的光柵稱為透射光柵，還有利用兩刻痕間的反射光衍射的光柵;
如在鍍有金屬層的表面上刻出許多平行刻痕，兩刻痕間的光滑金屬面可以反射光，這種光柵成為反射光柵。
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。
光柵由標(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。
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。
光柵傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理
光柵傳感器的結(jié)構(gòu)均由光源、主光柵、指示光柵、通光孔、光電元件這幾個(gè)主要部分構(gòu)成。
1、光源：
鎢絲燈泡，它有較小的功率，與光電元件組合使用時(shí)，轉(zhuǎn)換效率低，使用壽命短。
半導(dǎo)體發(fā)光器件，如砷化鎵發(fā)光，可以在范圍內(nèi)工作，所發(fā)光的峰值波長(zhǎng)為，與硅光敏的峰值波長(zhǎng)接近;
因此，有很高的轉(zhuǎn)換效率，也有較快的響應(yīng)速度。
2、光柵付：
由柵距相等的主光柵和指示光柵組成。
主光柵和指示光柵相互重疊，但又不完全重合。
兩者柵線間會(huì)錯(cuò)開一個(gè)很小的夾角，以便于得到莫爾條紋。
一般主光柵是活動(dòng)的，它可以單獨(dú)地移動(dòng)，也可以隨被測(cè)物體而移動(dòng);
其長(zhǎng)度取決于測(cè)量范圍。指示光柵相對(duì)于光電器件而固定。
3、通光孔：
通光孔是發(fā)光體與受光體的通路，一般為條形狀，其長(zhǎng)度由受光體的排列長(zhǎng)度決定，寬度由受光體的大小決定。
它是帖在指示光柵板上的。
4、受光元件：
受光元件是用來感知主光柵在移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生莫爾條紋的移動(dòng)，從而測(cè)量位移量。
在選擇光敏元件時(shí)，要考慮靈敏度、響應(yīng)時(shí)間、光譜特性、穩(wěn)定性、體積等因素。
將主光柵與標(biāo)尺光柵重疊放置，兩者之間保持很小的間隙，并使兩塊光柵的刻線之間有一個(gè)微小的夾角θ，如圖所示。
當(dāng)有光源照射時(shí)，由于擋光效應(yīng)（對(duì)刻線密度≤50條/mm的光柵）或光的衍射作用（對(duì)刻線密度≥100條/mm的光柵），與光柵刻線大致垂直的方向上形成明暗相間的條紋。
在兩光柵的刻線重合處，光從縫隙透過，形成亮帶；
在兩光柵刻線的錯(cuò)開的地方，形成暗帶；這些明暗相間的條紋稱為莫爾條紋。
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