發(fā)布時(shí)間:2022-08-27 人氣: 來源:1
對德國HBM傳感器的靜態(tài)特性的要求是,輸入為0時(shí),輸出也為0,對于一定大小的輸入,根據(jù)某種對應(yīng)關(guān)系輸出的大小也是確定的。靜態(tài)特性表示德國HBM傳感器在被測量各值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的輸入-輸出的關(guān)系,其主要指標(biāo)是靈敏度、線性度、穩(wěn)定性、遲滯等 。
1、測量范圍與靈敏度
對于一定大小的輸入,輸入和輸出關(guān)系可表示為

若輸入變化 Δx ,則對應(yīng)輸出有 Δy 的變化,即

式中,k(x)為靈敏度系數(shù),表示輸出隨輸入變化的程度。
不管輸入值是多大,最理想是希望式(2-2)能成立。但實(shí)際上,要使式(2-2)成立,對輸入的范圍是有限制的。因?yàn)閭鞲衅髟捌渥儞Q電路的工作范圍都是有限的。例如,彈性元件在一定的彈性應(yīng)力作用下產(chǎn)生彈性形變,但超過了它的彈性極限就會(huì)產(chǎn)生塑性變形,傳感器原來的彈性形變特性就不能恢復(fù),因此必須限制彈性形變量,從而限制了它的工作范圍 。任何傳感器都有其測量范圍,一般來說靈敏度系數(shù)越大,測量范圍越窄。測量范圍又稱為量程,它用于表征傳感器能夠承受最大輸入量
的能力,其數(shù)值是傳感器的示值范圍上、下限之差。由于傳感器的輸出和輸入經(jīng)常是兩個(gè)不同的量,因此靈敏度可能是有量綱的參量(mV/mm 、mA/K 等)。
2、靈敏度界限
輸入 x 改變 Δx,輸出 y 改變 Δy,Δx 變小,Δy 也隨之變小,但一般來說Δx 小到某種程度,輸出就不再變化,這時(shí)的 Δx 稱為靈敏界限,有時(shí)也稱為分辨率。
存在靈敏度界限的主要原因有兩個(gè)方面。一方面是當(dāng)輸入變化很小時(shí),此變化被傳感器內(nèi)部吸收了,反映不到輸出端去。這猶如齒條和齒輪配合時(shí)多少總有空隙存在,如果 Δx 相當(dāng)于這個(gè)空隙,那么這個(gè) Δx 就無法傳遞出去。另一方面是傳感器輸出存在噪聲,如果傳感器相對于輸入的輸出小于噪聲電平時(shí),就很難把有用信號和噪聲區(qū)分開來。噪聲的振幅是按統(tǒng)計(jì)規(guī)律變化的,常用均方根值來評價(jià)噪聲電平,如果不加上最起碼的輸入值(使相對應(yīng)的輸出值與噪聲電平大小相當(dāng)),是得不到有用的輸出值的,這就給出了最低的靈敏度界限。
3、線性度
大多數(shù)德國HBM傳感器是按輸入和輸出的一定比例關(guān)系設(shè)計(jì)的,但實(shí)際上是實(shí)現(xiàn)不了的。對于一非線性靜態(tài)特性,線性度用來說明靜特性曲線偏離某種擬合直線的程度。通常從其最大偏差 ΔY m 與滿量程(測量范圍
的比值 ε L 來表示[圖2-2(a)],有


由于非線性是以某種擬合直線為基準(zhǔn)線而定的,故不同的擬合所得的線性度不同。常用的擬合方法有基準(zhǔn)線性擬合、獨(dú)立線性擬合、最小二乘法擬合等。很明顯,這種擬合將產(chǎn)生線性化誤差。圖2-2(b)所示的分段折線逼近曲線將有較高的擬合精度,分段越多,擬合精度越高。例如,傳感器后接微機(jī)系統(tǒng),線性補(bǔ)償將是非常容易的,可有效地提高傳感器的測量精度。
4、遲滯差
德國HBM傳感器的輸入逐漸增加到達(dá)某一值,與輸入由高到低逐漸減少到剛才相同值時(shí)的輸出值,在大多數(shù)情況下是不一致的,這叫作遲滯現(xiàn)象。遲滯現(xiàn)象是由于傳感元件的響應(yīng)受到輸入過程的影響而產(chǎn)生的。換句話說,這表明傳感元件有記憶功能。圖2-3表明了典型的遲滯特性曲線,它由輸入量增大的上升分支和輸出量減小的下降分支所對應(yīng)的輸出不同,其差值 ΔY 與滿量程值
之比為遲滯差。

5、穩(wěn)定性
在德國HBM傳感器的輸入端加入同樣大小的輸入時(shí),最理想的情況是,不管什么時(shí)候,輸出值的大小始終保持不變。但實(shí)際上隨著時(shí)間的推移,大多數(shù)的傳感器特性都會(huì)改變。對同一大小的輸入,即使環(huán)境條件完全一樣,所得的輸出值較之以前也有所不同,這是因?yàn)閭鞲性驑?gòu)成傳感器的部件的特性隨著時(shí)間的推移而發(fā)生了變化,產(chǎn)生一種稱為經(jīng)時(shí)變化的現(xiàn)象,即使是長期放置,不同的傳感器也會(huì)產(chǎn)生不同的經(jīng)時(shí)變化現(xiàn)象。特性變化與使用次數(shù)有關(guān)的傳感器,受到經(jīng)時(shí)變化現(xiàn)象的影響更大。
使用德國HBM傳感器時(shí),如果對元件施加不當(dāng)?shù)耐饬虿槐匾丶訜?,就?huì)產(chǎn)生不可逆變化,這樣的變化累積下去勢必引起傳感器特性的變化。
德國HBM傳感器在連續(xù)使用過程中,即使輸入保持一定,有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)輸出朝一個(gè)方向偏移的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象叫作漂移,輸入值是0也會(huì)發(fā)生漂移,稱為零漂現(xiàn)象。
有時(shí)在接通電源的時(shí)候,傳感器的工作會(huì)不穩(wěn)定,因而會(huì)產(chǎn)生較大的漂移,這時(shí)傳感器內(nèi)部的發(fā)熱量尚未達(dá)到正常值,因而工作點(diǎn)下跌,但這樣的漂移是暫時(shí)性的,最終會(huì)自行消失,達(dá)到正常狀態(tài)所需的時(shí)間叫升溫時(shí)間。因此接通電源后,在升溫時(shí)間內(nèi)最好避免使用傳感器。
不穩(wěn)定性的隨機(jī)性較大,故較難用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理,盡管目前已發(fā)展有不少校正零漂和時(shí)漂的算法,但比校正非線性來說顯然要困難得多。因此穩(wěn)定性對傳感器來說是一個(gè)非常重要的特性 。達(dá)不到一定穩(wěn)定程度的傳感器是不能用的。新開發(fā)的傳感器如果穩(wěn)定性很差,還不足以稱為傳感器,只能說是研究了一種新的物理或化學(xué)的轉(zhuǎn)換方法。
★ 德國HBM:稱重傳感器-- Z6F,C16I,C16A,RTN,HLCB1, PW2D,PW6D,PW2C,PW6K,PW6C,PW10A,PW12C,PW16A,PW22,S40A,C2等系列
★ 德國HBM:扭矩/力傳感器 -- T40B,T22,T5,U9C,C9C,S9M,U2B,S2M等系列
★ 德國HBM:稱重儀表/變送器 -- WE2111,RM4220, BM40,AE101, AE301,EM201等系列
★ 美國世銓celtron:傳感器 -- STC,HBB,LPS,LOC,PSD,LCD,MBB,SQB等系列
★ 特迪亞Tedea-huntleigh: --3410,616,355,1015,1040,1022,1260,120,1241,240等系列
★ 美國傳力Transcell :傳感器-- BSS,BSH,DBSL,SBST,CR,SBS,BAB等系列
★ 梅特勒托利多:稱重傳感器-- TSC,TSB,MTB,GD,SLB415,SLB215,MT1022,MT1260,MT1241,SB,SBS,SBH等系列
★ METTLER TOLEDO:數(shù)字傳感器—GDD,SLC720,0760,PDX,SLC820等系列
★ 梅特勒托利多:控制儀表 -- IND331,IND245,IND320L,IND230,IND560,B520,IND110,WM0800,AJB等系列
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