《传感器知识》word版.doc

传感器基础知识称重传感器称重传感器实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。用传感器茵先要考虑传感器所处的实际工作环境，这点对正确选用称重传感器至关重要，它关系到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命，乃至整个衡器的可靠性和安全性。在称重传感器主要技术指标的基本概念和评价方法上，新旧国标有质的差异传统概念上，负荷传感器是称重传感器、测力传感器的统称，用单项参数评价它的计量特性。旧国标将应用对象和使用环境条件完全不同的“称重”和“测力”两种传感器合二为一来考虑，对试验和评价方法未给予区分。旧国标共有21项指标，均在常温下进行试验；并用非线性、滞后误差、重复性误差、蠕变、零点温度附加误差以及额定输出温度附加误差6项指标中的最大误差，来确定称重传感器准确度等级，分别用0.02、0.03、0.05表示。 称重传感器概念称重传感器是一种能够将重力转变为电信号的力电转换装置，是电子衡器的一个关键部件。称重传感器按转换方法分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、刺激变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等8类，以电阻应变式使用最广。灵敏度科技名词定义中文名称：灵敏度 英文名称：sensitivity 定义1：仪表、传感器等装置与系统的输出量的增量与输入量增量的比。 应用学科：航空科技（一级学科）；飞行控制、导航、显示、控制和记录系统（二级学科） 定义2：计量仪器的响应变化值除以相应激励变化值。 应用学科：机械工程（一级学科）；机械工程(3)总论（二级学科）；仪器仪表特性（三级学科） 定义3：系统参数的变化对系统状态的影响程度。 应用学科：生态学（一级学科）；数学生态学（二级学科）非线性科技名词定义中文名称：非线性 英文名称：nonlinearity 定义：在规定工作范围内，器件、网络或传输媒介不符合叠加原理的工作属性。 应用学科：通信科技（一级学科）；通信原理与基本技术（二级学科） 非线性即non-linear ，是指输出输入既不是正比例的情形。如宇宙形成初的混沌状态。自变量与变量之间不成线性关系，成曲线或抛物线关系或不能定量,这种关系叫非线性关系。滞后科技名词定义中文名称：滞后 英文名称：retardation 定义：黏弹性物体在加载、卸载时需经历一段时间方能完成应变的现象。 应用学科：水利科技（一级学科）；岩石力学、土力学、岩土工程（二级学科）；岩石力学（水利）（三级学科） 【释义】 1. 一个现象与另一密切相关的现象相对而言的落后迟延;尤指物理上的果没有及时跟着因而出现,或指示器对所记录的改变了的情况反应迟缓。如：电流滞后于电压。蠕变科技名词定义中文名称：蠕变 英文名称：creep 其他名称：徐变 定义1：金属在高温和低于屈服强度的应力作用下，材料塑性变形量随时间延续而增加的现象。 应用学科：电力（一级学科）；热工自动化、电厂化学与金属（二级学科） 定义2：材料在常应力作用下，变形随时间的延续而缓慢增长的现象。 应用学科：水利科技（一级学科）；工程力学、工程结构、建筑材料（二级学科）；工程力学（水利）（三级学科） 零点输出在室内条件下，所加被测量为零时传感器的输出输入阻抗科技名词定义中文名称：输入阻抗 英文名称：input impedance 定义：电路的输入端电压与输入端电流的相量之比。 应用学科：电力（一级学科）；通论（二级学科） 输出阻抗科技名词定义中文名称：输出阻抗 英文名称：output impedance 定义：在电路输出端所视入的电路一侧的阻抗。 应用学科：电力（一级学科）；通论（二级学科）绝缘电阻insulation resistance 绝缘物在规定条件下的直流电阻。 绝缘电阻是电气设备和电气线路最基本的绝缘指标。对于低压电气装置的交接试验，常温下电动机、配电设备和配电线路的绝缘电阻不应低于0.5M(对于运行中的设备和线路，绝缘电阻不应低于1M/kV)。低压电器及其连接电缆和二次回路的绝缘电阻一般不应低于1M；在比较潮湿的环境不应低于0.5M；二次回路小母线的绝缘电阻不应低于10M。I类手持电动工具的绝缘电阻不应低于2M。 绝缘电阻：加直流电压于电介质，经过一定时间极化过程结束后，流过电介质的泄漏电流对应的电阻称绝缘电阻。 注意：使用电笔时一定不可以将其中的绝缘电阻替换成普通电阻。 计算公式： R=RvU极间/（U+U-）110 Rv为表计电阻，U极间为表计测得电阻，U+为正极对地电压，U-为负极对地电压。 称重传感器实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。用传感器茵先要考虑传感器所处的实际工作环境，这点对正确选用传感器至关重要，它关系到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命，乃至整个衡器的可靠性 新手使用称重传感器扫盲知识对于称重传感器来说很多的用户对于一些关键术语往往是摸不着边际，以下就是我认为比较重要的，我把它列举了下来：重量： Weight是 质量习惯上的别名。物体的重量是它的质量与重力加速度的乘积。毛重： Gross weight被称载荷(包括存放物品或物料的容器、包装物或运载车辆等在内)的总皮重： tare, tare weight, light weight存放物品或物料的空容器、卷轴芯体、包装物、运载车辆或从毛重中计算出来的修正或扣除等的重量，对于容器或车辆，有时也称为“空重”。净重： net weight被称载荷去除了皮重后的重量。偏载： eccentric load作用方向与称重传感器主轴平行但不共心的载荷。砝码 ： weight一种规定了形状、材料、表面品质、标准值及最大允许误差等结构性能和计量学性能，用于配合衡器不测定物资质量的实物量具。在称重、试验或检定等活动中，它用于与被称载荷进行比较的一个有明确质量的、通常是金属的物体，如游跎、试验砝码等。秤量： weighing capacity, capacity指不计最大加皮重时，衡器承载器上可称量的最大载荷值，有时也称“额定秤量”。最大秤量(Max)： maximum capacity(Max)非自动衡器中，指不计加皮重的衡器可称量的最大载荷的值。自动轨道衡中，指按设计规定单次动态称量的轨道衡的最大载荷；累计料斗秤中，指能自动称量最大不连续载荷的能力；皮带秤中，指称量单元称重时，在输送机皮带上称量的最大瞬时载荷；装料自动秤中，指单次称量循环的最大预置称量值。国际法制计量组织规定以符号Max表示最大秤量。最小载荷： minimum load指低于此载荷时，称量结果将会产生过大的相对误差的载荷值。称量范围： weighing range衡器最小秤量与最大秤量之间的范围。又称衡量范围或称重范围重量范围 ： weight ranges通过装在自动指示秤内的电子或机电元件，增加该秤的自动指示范围，一般其增量等于读数面的秤量。量程 ： span衡器称量范围上下限的差值。对于称重传感器，指最小死载荷(或空载)与额定载荷输出之间的差。有时还可理解为“跨度”，诸如一构件作横向弯曲支撑间的距离或一台衡器接近截面平面间的距离即为跨度。分度值 ： scale interval, value of a scale division衡器标尺标记分度所代表的质量值。滞后 ： hysteresis由于施加载荷的方向(加载和卸载)不同，衡器或称重传感器对同一载荷给出不同响应值的特性。蠕变： creep对于一定类型的弹簧秤或称重传感器，因长时间加载后引起的、在没有增加载荷时存在的一个额外的形变或输出变化的过程。最大允许检定误差： maximum permissible verification errors技术标准或检定规程中规定的使用中衡器的最大允许误差叫做最大允许检定误差。 使用称重传感器时应该注意哪些事项呢？在日常生活当中称重传感器的使用也是越来越普遍聊，那么使用称重传感器时应该注意哪些事项呢？因为电阻应变式称重传感器本身是一种坚固、耐用、可靠的机电产品。但为了保证测试精度，但仍有许多在使用中要注意的问题，下面列出一些基本要求。要轻拿轻放，尤其是由合金铝制作弹性体的小容量传感器，任何冲击、跌落，对其计量性能均可能造成极大损害。 称重传感器的构造原理金属电阻具有阻碍电流流动的性质，即具有电阻（），其阻值依金属的种类而异。同一种金属丝，一般来讲，越是细长，其电阻值就越大。当金属电阻丝受外力作用而伸缩时，其电阻值就会在某一范围内增减。因此，将金属丝（或膜）紧贴在被测物体上，而且这种丝或膜又很细或很薄，粘贴又十分完善，那麽，当被测物体受外力而伸缩时，金属电阻丝（膜）也会按比例伸缩，其阻值也会相应变化。称重传感器就是将金属电阻应变片粘贴在金属称重梁上进行测量重量信号的。缩，其阻值也会相应变化。称重传感器就是将金属电阻应变片粘贴在金属称重梁上进行测量 称重传感器蠕变的理解称重传感器的蠕变，是指传感器在恒定的环境中（如温度、湿度等）和其它可变化量保持不变(如力产生系统稳定性、加载和装夹条件等），当传感器快速施加恒定载荷和快速卸掉恒定载荷后的一段时间内，其输出的电信号随时间的延续而变化的特性。一般常见的蠕变特性有两种：一种为正蠕变，一种为负蠕变，传感器的输出信号随着时间的延续而增加，最后趋于稳定的过程为正蠕变特性曲线；输出信号随着时间的延续而减小，最后趋于稳定的过程为负蠕变特性曲线 称重传感器的测量原理称重传感器采用金属电阻应变计组成测量桥路，利用金属电阻丝在张力作用下伸长变细，电阻增加的原理，即金属电阻随所受应变而变化的效应而制成的(应变，就是尺寸的变化)。称重传感器安装和使用注意事项设计加载装置及安装时应保证加载力的作用线与称重传感器受力轴线重合，使倾斜负荷和偏心负荷的影响减至最小。按本说明中的传感器量程选定确定所用传感器的额定载荷传感器应放在干燥透风无侵蚀性气体的室内要避开附近有大功率设备，传感器信号属于mv级别信号，抗干扰能力很差沿途线路不得与动力电缆水平敷设屏蔽接地良好，屏蔽线只能单头接地，并不得与动力线共用接地信号与桥压不要接错 称重传感器技术参数基本定义（1）额定载荷：传感器在规定技术指标范围内能够测量的最大轴向负荷。但实际使用时，一般只用额定量程的2/31/3。 （2）允许使用负荷（或称安全过载）：称重传感器允许施加的最大轴向负荷。允许在一定范围内超负荷工作。一般为120%150%。 （3）极限负荷（或称极限过载）：称重传感器能承受的不使其丧失工作能力的最大轴向负荷。意即当工作超过此值时，传感器将会受到损坏。 （4）灵敏度： 输出增量与所加的负荷增量之比。通常每输入1V电压时额定输出的mV。 （5）非线性： 这是表征此传感器输出的电压信号与负荷之间对应关系的精确程度的参数。 （6）重复性： 重复性表征传感器在同一负荷在同样条件下反复施加时，其输出值是否能重复一致，这项特性更重要，更能反映传感器的品质。国标对重复性的误差的表述：重复性误差可与非线性同时测定同一试验点上3次测量的实际输出信号值之间的最大差值（mv）。 （7）滞后： 滞后的通俗意思是：逐级施加负荷再依次卸下负荷时，对应每一级负荷，理想情况下应有一样的读数，但事实上下一致，这不一致的程度用滞后误差这一指标来表示。国标中是这样来计算滞后误差的：同一试验点上3次行程实际输出信号值的算术平均与3次上行程实际输出信号值的算术平均之间的最大差值（mv）。 （8）蠕变和蠕变恢复：要求从两个方面检验传感器的蠕变误差：其一是蠕变：在5-10秒时间无冲击地加上额定负荷，在加荷后5-10秒读数，然后在30分钟内按一定的时间间隔依次记下输出值。其二是蠕变恢复：尽快去掉额定负荷（在5-10秒时间内），卸荷后在5-10秒内立即读数，然后在30分钟内按一定的时间间隔依次记下输出值。 （9）允许使用温度：规定了此称重传感器能适用的场合。例常温传感器一般标注为：-20 - +70。高温传感器标注为：-40 - 250。 （10）温度补偿范围：说明此传感器在生产时已在这样的温度范围内进行了补偿。例常温传感器一般标注为-10 - +55。 （11）零点温度影响（俗称零点温漂）：表征此传感器在环境温度变化时它的零点的稳定性。一般以每10范围内产生的漂移为计量单位。 （12）输出灵敏系数的温度影响（俗称系数温漂）：此参数表征此传感器在环境温度变化时输出灵敏度的稳定性。一般以每10范围内产生的漂移为计量单位。 （13）输出阻抗：在额定技术条件下,传感器的输出的电阻值S+ S- I+