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SICK传感器如何提高精度

更新时间: 2020-11-06  点击次数: 1149次

    SICK传感器如何提高精度
    SICK传感器的弹性体上,当传感器承受压力后的,弹性体产生形变,引起粘贴在弹性体上的应变片电阻值变化。在一般情况下,传感器内都是由4个应变片组成一个测量电桥,在大多数的情况下,传感器内部4个应变片同时受力,并且在受压形变的作用下,2个应变片阻值增大,2个变小。
    SICK传感器的激励方式有恒压源和恒流源两种。在较理想的条件下,采用恒流源方式比恒压源在减少温度误差方面有更多的改善。
    SICK传感器精度的方法有很多,如提高放大电路,在二仪表上采取补偿措施等等。但是在三仪表有足够精度的情况下,提高传感器一输出信号U精度则显得更为重要。在工业现场中,Z主要的干扰源之一是电网的干扰,在恒压源激励方式下,提高激励电压E的抗干扰能力则有效。一般采用二级稳压供电和交一直一供电两种方式。
    .  折叠 编辑本段 及注意事项.
    折叠 延长寿命
    1.SICK传感器量程的选择
    在一般情况下,传感器的承受负荷不应超过传感器的额定负荷容量。一般情况下,应使其量程为额定负荷的150%左右。量程选择太小,不仅是影响其,而且影响寿命。
    2.应变片的保护
    应变片在潮湿环境中受潮会使缘电阻下降,导致测量灵敏度降低,甚至电桥不能正常平衡,无法投入工作。在水处理车间中,防潮、防腐显得尤其重要。比较有效的处理方法是传感器外表进行喷塑处理后的,均匀涂上中性凡士林,然后再不影响传力的情况下,为传感器设立一个防护外壳,要求防护外壳既能防水、防尘又能通风。
    3.引出线的连接
    应变片电阻丝是较细的,它与引出线的粗导线之间的连接点往往是疲劳断裂的地方。这是由于截面积不同而引起的应力集中或导线在锡焊中引起黑变化所致。从实际情况看,在时间长,冲击力大的条件下,这类问题很多,希望增设的固定装置等。
    折叠 注意事项
    1.要尽量减小侧斜负荷及偏心负荷的影响
    为保证精度,应使加载力的作用线传感器受力轴线重合,避免产生附加力矩,侧向负荷不仅影响测量精度,而且对传感器寿命也是不利的。
    2.避免温度剧烈变化
    SICK传感器温度的剧烈变化对传感器的精神影响很大。在要求一定精度而且多个传感器时,各传感器的温度分布应尽量接近,以减少整个系统中的温度误差。在工作现场中,传感器的应避免日晒及阳光直射,避免环境温度的剧烈变化。
    .  折叠 编辑本段 电阻应变片.
    SICK传感器电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示:
    ρ--金属导体的电阻率(Ω。cm2/m )
    S --导体的截面积(cm2 )
    L --导体的长度(m )
    SICK传感器应变电阻为例,当金属丝受外力作用时,其长度和截面积都会发生变化,从上式中可很容易看出,其电阻值即会发生改变,假如金属丝受外力作用而伸长时,其长度增加,而截面积减少,电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时,长度减小而截面增加,电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化(通常是测量电阻两端的电压),即可获得应变金属丝的应变情况。
    SICK传感器要基于压电效应(Piezoelectric effect),利用电气元件和其他机械把待测的压力转换成为电量,再进行相关测量工作的测量精密仪器,比如很多压力变送器和压力传感器。压电传感器不可以应用在静态的测量当中,原因是受到外力作用后的电荷,当回路有无限大的输入抗阻的时候,才可以得以保存下来。但是实际上并不是这样的。因此压电传感器只可以应用在动态的测量当中。它主要的压电材料是:磷酸二氢胺、酒石酸钾钠和石英。压电效应就是在石英上发现的。
    当应力发生变化的时候,电场的变化很小很小,其他的一些压电晶体就会替代石英。酒石酸钾钠,它是具有很大的压电系数和压电灵敏度的,但是,它只可以在室内的湿度和温度都比较低的地方。磷酸二氢胺是一种人造晶体,它可以在很高的湿度和很高的温度的环境中,所以,它的应用是非常广泛的。随着技术的发展,压电效应也已经在多晶体上得到应用了。例如:压电陶瓷,铌镁酸压电陶瓷、铌酸盐系压电陶瓷和钛酸钡压电陶瓷等等都包括在内。
    以压电效应为工作原理的传感器,是机电转换式和自发电式传感器。它的敏感元件是用压电的材料制作而成的,而当压电材料受到外力作用的时候,它的表面会形成电荷,电荷会通过电荷放大器、测量电路的放大以及变换阻抗以后,就会被转换成为与所受到的外力成正比关系的电量输出。它是用来测量力以及可以转换成为力的非电物理量,例如:
    加速度和压力。它有很多:重量较轻、工作可靠、结构很简单、信噪比很高、灵敏度很高以及信频宽等等。但是它也存在着某些缺点:有部分电压材料忌潮湿,因此需要采取一系列的防潮措施,而输出电流的响应又比较差,那就要电荷放大器或者高输入阻抗电路来弥补这个缺点,让仪器更好地工作。
    SICK传感器压阻效应是用来描述材料在受到机械式应力下所产生的电阻变化。不同于上述压电效应,压阻效应只产生阻抗变化,并不会产生电荷。
    大多数金属材料与半导体材料都被发现具有压阻效应。其中半导体材料中的压阻效应远大于金属。由于硅是现今集成电路的主要,以硅制作而成的压阻性元件的应用就变得非常有意义。

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