IFM傳感器主要特點
IFM傳感器的特點包括:微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網絡化,它不僅促進了傳統產業的改造和更新換代,而且還可能建立新型工業,從而成為21世紀新的經濟增長點。微型化是建立在微電子機械系統(MEMS)技術基礎上的,已成功應用在硅器件上做成硅壓力IFM傳感器。
選型原則
要進行—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。因為,即使是測量同一物理量,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,則需要根據被測量的特點和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,國產還是進口,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。
靈敏度的選擇
通常,在IFM傳感器的線性范圍內,希望IFM傳感器的靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時,與被測量變化對應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,與被測量無關的外界噪聲也容易混入,也會被放大系統放大,影響測量精度。因此,要求IFM傳感器本身應具有較高的信噪比,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。當被測量是單向量,而且對其方向性要求較高,則應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。
頻率響應特性
IFM傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率范圍,必須在允許頻率范圍內保持不失真。實際上IFM傳感器的響應總有—定延遲,希望延遲時間越短越好。
IFM傳感器的頻率響應越高,可測的信號頻率范圍就越寬。
在動態測量中,應根據信號的特點(穩態、瞬態、隨機等)響應特性,以免產生過大的誤差。
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,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。當所要求測量精度比較低時,在一定的范圍內,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定性。影響IFM傳感器長期穩定性的因素除IFM傳感器本身結構外,主要是IFM傳感器的使用環境。因此,要使IFM傳感器具有良好的穩定性,IFM傳感器必須要有較強的環境適應能力。
在選擇IFM傳感器之前,應對其使用環境進行調查,并根據具體的使用環境選擇合適的IFM傳感器,或采取適當的措施,減小環境的影響。
IFM傳感器的穩定性有定量指標,在超過使用期后,在使用前應重新進行標定,以確定IFM傳感器的性能是否發生變化。
在某些要求IFM傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標定的場合,所選用的IFM傳感器穩定性要求更嚴格,要能夠經受住長時間的考驗。
精度
精度是IFM傳感器的一個重要的性能指標,它是關系到整個測量系統測量精度的一個重要環節。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*空壓機配件。
如果測量目的是定性分析的,選用重復精度高的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,則需自行設計制造IFM傳感器。自制IFM傳感器的性能應滿足使用要求。
選擇使用
對IFM傳感器數量和量程的選擇:
IFM傳感器數量的選擇是根據電子衡器的用途、秤體需要支撐的點數(支撐點數應根據使秤體幾何重心和實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,一些機電結合秤就應根據實際情況來確定選用IFM傳感器的個數。
IFM傳感器量程的選擇可依據秤的zui大稱量值、選用IFM傳感器的個數、秤體的自重、可能產生的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,其稱量的準確度就越高。但在實際使用時,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傳感器量程的計算公式是在充分考慮到影響秤體的各個因素后,經過大量的實驗而確定的。
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—秤體所采用支撐點的數量
K-0—保險系數,一般取值在1.2~1.3之間
K-1—沖擊系數
K-2—秤體的重心偏移系數
K-3—風壓系數
根據經驗,一般應使IFM傳感器工作在其30%~70%量程內,但對于一些在使用過程中存在較大沖擊力的衡器,如動態軌道衡、動態汽車衡、鋼材秤等,在選用IFM傳感器時,一般要擴大其量程,使IFM傳感器工作在其量程的20%~30%之內,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傳感器的準確度等級包括IFM傳感器的非線形、蠕變、蠕變恢復、滯后、重復性、靈敏度等技術指標。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過放大、A/D轉換等處理之后顯示稱量結果的。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,計算結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傳感器準確度選擇的時候,應使IFM傳感器的準確度略高于理論計算值,因為理論往往受到客觀條件的限制,如秤體的強度差一點,儀表的性能不是很好、秤的工作環境比較惡劣等因素都直接影響到秤的準確度要求,因此要從各方面提高要求,又要考慮經濟效益,確保達到目的。
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