- 介紹傳感器的一個新技術參量
- 來源：賽斯維傳感器網 發(fā)表于 2011/5/7
最近國外傳感器生產廠家在其技術參量中增加了新的一個參量：電流校準（值）、英文名稱為“Current calibzation”。也有記為mv/v/Ω校準（值）。它的定義是“額定輸出（Rated Output）”與“輸出阻抗（Output Resistance）”之比。其量綱為電流，所以定義為電流校準。該電流值被校準在參考值的0.05%以內。在參量表中記為≤0.05%。有了該參量使我們在傳感器并聯使用時變得很容易，可以節(jié)省衡器四角平衡調節(jié)的時間。更重要的是在更換傳感器時可以無需重新校準，保持原來的校準數據。
為敘述其物理概念，先回顧以往衡器四角平衡時，傳感器的調節(jié)方法。圖1為電壓調節(jié)電路，通過串聯在電源激勵電壓與傳感器電橋電路中的電阻或電位器，達到改變傳感器的輸出電壓，在衡器偏載校驗時，通過這樣的調節(jié)可使四角調平衡。圖2為電流調節(jié)電路，通過調節(jié)跨接在電橋輸出端的電位器，達到調節(jié)電橋輸出的分流電流。同樣也能達到衡器四角平衡。顯而易見，這兩種調節(jié)方法，在更換傳感器時，必須對衡器進行重新校。
圖1 電壓調節(jié)電路 圖2 電流調節(jié)電路
而具有電流校準或mv/v/Ω校準的傳感器就可以在更換傳感器后，無需重新校準。其原理如下：為了簡化問題，我們考慮兩只傳感器并聯的情況，所得的結論推廣到多只傳感器是不困難。根據Thevenin等效電路原理，可將一個復雜的系統簡化為一個電壓源和一輸出阻抗串聯的等效電路，故兩只并聯傳感器可簡化為圖3的等效電路。系統的輸出電壓為：
其中V1和V2為電壓源，R2和R2為輸出阻抗。從式中可以看出，在傳感器并聯時要求輸出相等。實質上是要求傳感器的短路電流mv/v/Ω值相等。而不是要求輸出電壓相等。以上等效電路、使用Norton等效電路原理，可轉化為電流型等效電路。如圖4所示。由圖4有：
目前衡器生產廠家，對其產品的電流校準參量值可控制在0.05%以內。在偏載調整時，以往通常只要求并聯傳感器具有相同的靈敏度值，即使是對并聯傳感器的輸出阻抗也要求匹配。但由于在以上兩種調節(jié)線路，接入了串接電阻或輸出端跨接了分流電阻，這就破壞了原來的匹配條件，原來的靈敏度值和輸出阻抗值已變得無意義。
圖3 并聯電壓等效電路圖4 并聯電流等效電路
眾所周知，造成四角誤差的原因：一是傳感器，二是受力的機械系統的狀況。以往的調整時，是偏重通過對傳感器的調整，來使偏載誤差達到所需的要求。這往往會造成并聯傳感器之間工作狀況有較大的差異，實際是反映出衡器在四個角的工作受力態(tài)有很大的差異，對一臺設計優(yōu)良的衡器是不應當的。一臺工作狀態(tài)良好的衡器應當是每個角的受力狀態(tài)是一致的，即在偏載調整時，應著重對每個角受力狀況的調節(jié)，而不是過分的借助于對傳感器的工作條件的調整。在使用電流校準值一致的傳感器的衡器時，是通過設計和機械調節(jié)達到偏載測量的計量要求，而不調節(jié)傳感器的輸出電壓或電流。因為此種情況、傳感器在出廠前已調整到足夠的一致，即mv/v/Ω值在0.05%以內。這樣調整的優(yōu)點在于，首先衡器處在均勻的受力狀態(tài)，其次在更換傳感器時，無需對衡器重新校準，衡器仍可“保持”原有的校準值。
圖5
現舉例如下，若新傳感器的開路輸出電壓值或靈敏度值，比被更換的傳感器高2%，此時由于這些傳感器的電流校準值（mv/v/Ω）是一致的。若將該傳感器直接接入原線路，此時的輸出電壓為：
而
此時，在與源來的重量被稱重時，更換后的輸出就要比更換前高出百分之一，這是我們所不希望的。這樣的情況在以往更換傳感器時是不可避免的現象。但是，在使用具有電流校準傳感器時，就很容易來避免這樣的情況。在所述例子中，只需在并聯傳感器的輸出端并接一阻值為51Ω的電阻，就可以使衡器仍保持更換傳感器的工作狀況，無需重復校準，此結果可根據圖5電路的計算得到：
并接上51Ω電阻后三個電阻的并聯值仍等于更換前的電阻值R/2。這樣使并接后的輸出電壓值仍“保持”更換前的值，達到無需重新校準的目的。近年來，為了滿足國際建議和國家標準的要求，國外在對衡器校準方面，作了一些工作，特別是對大型衡器。如倉儲秤、大罐稱重、汽車衡等的校準。上述的電流校準參量的使用，數字系統的無砝碼校準，就是這方面的例子。這些方法對節(jié)約資金、節(jié)省勞力方面是值得我們推廣的，特別對工業(yè)、冶金、礦山領域使用的衡器，具有非常積極的意義。(end)
轉載請注明來源：賽斯維傳感器網（www.h1476.cn）
- 如果本文收錄的圖片文字侵犯了您的權益，請及時與我們聯系，我們將在24內核實刪除，謝謝！
