IFM傳感器主要特點(diǎn)
IFM傳感器的特點(diǎn)包括:微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化,它不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和更新?lián)Q代,而且還可能建立新型工業(yè),從而成為21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。微型化是建立在微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)基礎(chǔ)上的,已成功應(yīng)用在硅器件上做成硅壓力IFM傳感器。
選型原則
要進(jìn)行—個具體的測量工作,首先要考慮采用何種原理的IFM傳感器,這需要分析多方面的因素之后才能確定。因?yàn)椋词故菧y量同一物理量,也有多種原理的IFM傳感器可供選用,哪一種原理的IFM傳感器更為合適,則需要根據(jù)被測量的特點(diǎn)和IFM傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題:量程的大小;被測位置對IFM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;IFM傳感器的來源,國產(chǎn)還是進(jìn)口,價格能否承受,還是自行研制。
在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的IFM傳感器,然后再考慮IFM傳感器的具體性能指標(biāo)。
靈敏度的選擇
通常,在IFM傳感器的線性范圍內(nèi),希望IFM傳感器的靈敏度越高越好。因?yàn)橹挥徐`敏度高時,與被測量變化對應(yīng)的輸出信號的值才比較大,有利于信號處理。但要注意的是,IFM傳感器的靈敏度高,與被測量無關(guān)的外界噪聲也容易混入,也會被放大系統(tǒng)放大,影響測量精度。因此,要求IFM傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比,盡量減少從外界引入的干擾信號。
IFM傳感器的靈敏度是有方向性的。當(dāng)被測量是單向量,而且對其方向性要求較高,則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的IFM傳感器;如果被測量是多維向量,則要求IFM傳感器的交叉靈敏度越小越好。
頻率響應(yīng)特性
IFM傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍,必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真。實(shí)際上IFM傳感器的響應(yīng)總有—定延遲,希望延遲時間越短越好。
IFM傳感器的頻率響應(yīng)越高,可測的信號頻率范圍就越寬。
在動態(tài)測量中,應(yīng)根據(jù)信號的特點(diǎn)(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機(jī)等)響應(yīng)特性,以免產(chǎn)生過大的誤差。
線性范圍
IFM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(nèi),靈敏度保持定值。IFM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IFM傳感器時,當(dāng)IFM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(shí)際上,任何IFM傳感器都不能保證的線性,其線性度也是相對的。當(dāng)所要求測量精度比較低時,在一定的范圍內(nèi),可將非線性誤差較小的IFM傳感器近似看作線性的,這會給測量帶來極大的方便。
穩(wěn)定性
IFM傳感器使用一段時間后,其性能保持不變的能力稱為穩(wěn)定性。影響IFM傳感器長期穩(wěn)定性的因素除IFM傳感器本身結(jié)構(gòu)外,主要是IFM傳感器的使用環(huán)境。因此,要使IFM傳感器具有良好的穩(wěn)定性,IFM傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。
在選擇IFM傳感器之前,應(yīng)對其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查,并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的IFM傳感器,或采取適當(dāng)?shù)拇胧瑴p小環(huán)境的影響。
IFM傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo),在超過使用期后,在使用前應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定,以確定IFM傳感器的性能是否發(fā)生變化。
在某些要求IFM傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標(biāo)定的場合,所選用的IFM傳感器穩(wěn)定性要求更嚴(yán)格,要能夠經(jīng)受住長時間的考驗(yàn)。
精度
精度是IFM傳感器的一個重要的性能指標(biāo),它是關(guān)系到整個測量系統(tǒng)測量精度的一個重要環(huán)節(jié)。IFM傳感器的精度越高,其價格越昂貴,因此,IFM傳感器的精度只要滿足整個測量系統(tǒng)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IFM傳感器中選擇比較便宜和簡單的IFM傳感器阿*空壓機(jī)配件。
如果測量目的是定性分析的,選用重復(fù)精度高的IFM傳感器即可,不宜選用量值精度高的;如果是為了定量分析,必須獲得的測量值,就需選用精度等級能滿足要求的IFM傳感器。
對某些特殊使用場合,無法選到合適的IFM傳感器,則需自行設(shè)計(jì)制造IFM傳感器。自制IFM傳感器的性能應(yīng)滿足使用要求。
選擇使用
對IFM傳感器數(shù)量和量程的選擇:
IFM傳感器數(shù)量的選擇是根據(jù)電子衡器的用途、秤體需要支撐的點(diǎn)數(shù)(支撐點(diǎn)數(shù)應(yīng)根據(jù)使秤體幾何重心和實(shí)際重心重合的原則而確定)而定。一般來說,秤體有幾個支撐點(diǎn)就選用幾只IFM傳感器,但是對于一些特殊的秤體如電子吊鉤秤就只能采用一個IFM傳感器,一些機(jī)電結(jié)合秤就應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來確定選用IFM傳感器的個數(shù)。
IFM傳感器量程的選擇可依據(jù)秤的zui大稱量值、選用IFM傳感器的個數(shù)、秤體的自重、可能產(chǎn)生的zui大偏載及動載等因素綜合評價來確定。一般來說,IFM傳感器的量程越接近分配到每個IFM傳感器的載荷,其稱量的準(zhǔn)確度就越高。但在實(shí)際使用時,由于加在IFM傳感器上的載荷除被稱物體外,還存在秤體自重、皮重、偏載及振動沖擊等載荷,因此選用IFM傳感器量程時,要考慮諸多方面的因素,保證IFM傳感器的安全和壽命。
IFM傳感器量程的計(jì)算公式是在充分考慮到影響秤體的各個因素后,經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)而確定的。
公式如下:
C=K-0K-1K-2K-3(Wmax+W)/N
C—單個IFM傳感器的額定量程
W—秤體自重
Wmax—被稱物體凈重的zui大值
N—秤體所采用支撐點(diǎn)的數(shù)量
K-0—保險系數(shù),一般取值在1.2~1.3之間
K-1—沖擊系數(shù)
K-2—秤體的重心偏移系數(shù)
K-3—風(fēng)壓系數(shù)
根據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般應(yīng)使IFM傳感器工作在其30%~70%量程內(nèi),但對于一些在使用過程中存在較大沖擊力的衡器,如動態(tài)軌道衡、動態(tài)汽車衡、鋼材秤等,在選用IFM傳感器時,一般要擴(kuò)大其量程,使IFM傳感器工作在其量程的20%~30%之內(nèi),使IFM傳感器的稱量儲備量增大,以保證IFM傳感器的使用安全和壽命。
要考慮各種類型IFM傳感器的適用范圍:
IFM傳感器的準(zhǔn)確度等級包括IFM傳感器的非線形、蠕變、蠕變恢復(fù)、滯后、重復(fù)性、靈敏度等技術(shù)指標(biāo)。在選用IFM傳感器的時候,不要單純追求高等級的IFM傳感器,而既要考慮滿足電子秤的準(zhǔn)確度要求,又要考慮其成本。
對IFM傳感器等級的選擇必須滿足下列兩個條件:
滿足儀表輸入的要求。稱重顯示儀表是對IFM傳感器的輸出信號經(jīng)過放大、A/D轉(zhuǎn)換等處理之后顯示稱量結(jié)果的。因此,IFM傳感器的輸出信號必須大于或等于儀表要求的輸入信號大小,即將IFM傳感器的輸出靈敏度代人IFM傳感器和儀表的匹配公式,計(jì)算結(jié)果須大于或等于儀表要求的輸入靈敏度。
滿足整臺電子秤準(zhǔn)確度的要求。一臺電子秤主要是由秤體、IFM傳感器、儀表三部分組成,在對IFM傳感器準(zhǔn)確度選擇的時候,應(yīng)使IFM傳感器的準(zhǔn)確度略高于理論計(jì)算值,因?yàn)槔碚撏艿娇陀^條件的限制,如秤體的強(qiáng)度差一點(diǎn),儀表的性能不是很好、秤的工作環(huán)境比較惡劣等因素都直接影響到秤的準(zhǔn)確度要求,因此要從各方面提高要求,又要考慮經(jīng)濟(jì)效益,確保達(dá)到目的。
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