《机械工程测试技术基础第3版配套教学课件作者熊诗波黄长艺第三章 测试3 11》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械工程测试技术基础第3版配套教学课件作者熊诗波黄长艺第三章 测试3 11（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十一节传感器的选用原则及标定 一 传感器的选用原则 1 灵敏度 根据测试目的与实际条件 合理地选用或设计传感器 总的原则是技术上合理 经济上节约 要达到这点 必须考虑到一系列因素的影响 1 一般讲传感器的灵敏度越高越好 当传感器的灵敏度高时 被测量有一微小的变化 传感器就有较大的输出 2 灵敏度越大 外噪声也越容易混入 故要检测微小量值 又要干扰小 则要求信噪比越大越好 3 当被测量是个向量时 则要求传感器在该方向上的灵敏度越高越好 在测量二维或三维向量时 要求传感器的交叉灵敏度越小越好 4 和灵敏度紧密相关的是测量范围 除非有专门的非线性校正措施 最大输入量 被测量和干扰量之和 不应使传感
2、器进入非线性区域 更不能进入饱和区 显然 过高的灵敏度会缩小其运用的测量范围 2 响应特性 1 在所测量的频率范围内 传感器的响应特性必须满足不失真测试条件 2 响应的延迟时间越短越好 3 物性型传感器 光敏元件 霍尔元件等 响应快 可工作频率范围宽 结构型传感器 机械式 电感式 电容式等 由于结构中机械系统惯性的限制 其固有频率低 可工作频率较低 4 动态测试中 传感器的响应特性对测试结果有直接影响 如果传感器的输出信号能紧紧追踪急速变化的输入信号 则此传感器的响应特性就越好 因此 选用时要充分考虑到被测量的变化特点 如稳态 瞬变 随机等 3 线性范围 1 线性范围是指输入与输出成比例关系的
3、范围 2 线性范围越宽 表明传感器的工作量程越大 3 传感器在线性区域内工作 是保证测量精确度的基本条件 4 任何传感器在任一区域都保持绝对线性关系是不易做到的 只要能满足测量的精确度 可以在其近似线性区域内应用 5 必要时 可进行非线性补偿 采用硬件或软件进行 6 若输入与输出之间不是线性关系 但已知其确定规律 可用软件储存好曲线再查找或查表法 4 可靠性 1 可靠性是指产品在规定的条件下 在规定的时间内 完成规定功能的能力 2 只有产品的性能参数 尤其是主要参数 均处于规定的误差范围内才能视为完成规定的功能 3 为保证传感器在应用中具有高的可靠性 事先应选用设计 制造良好 使用条件适宜的传
4、感器 使用过程中 应严格保持规定的使用条件 尽量减轻使用条件的不良影响 4 要根据测试的要求及经济性来选用相应可靠性的产品 5 精确度 1 传感器的精确度表示传感器的输出与被测量的真值相一致的程度 2 因传感器处于测试系统的输入端 故传感器的精确度对这个系统的影响很大 3 并非精确度越高越好 还应考虑到经济性 应从实际出发 尤其应从测试的目的出发来选择精确度 4 对于定性分析 只须获得相对比较值 不须绝对量值 则要求传感器的精密度高 见下页 精密度 指同一个人用同样的方法 使用同一台测量设备 对一个固定不变的被测量进行多次测量所得结果的最大差异 又称重复精度 反映了随机误差的大小 准确度 指仪
5、器示植 测量值 偏离真值的程度 反映测量仪器的系统误差的大小 精确度 随机误差和系统误差的综合评定指标 即通常所说的精度 5 对于定量分析 必须获得精确量值 要求传感器有足够高的精确度 6 稳定性 1 稳定性表示传感器经长期使用后 其输出特性不发生变化的性能 2 影响传感器稳定性的因素是时间与环境 7 测量方式 3 为保证稳定性 在选用传感器之前 应对使用环境进行调查 以选择较合适的传感器类型 在使用中要定期校准 对传感器做出适当调整 或采取相应的补偿措施 1 测量方式是指传感器在实际条件下的工作方式 如接触与非接触测量 在线与非在线测量 破坏性检验与非破坏性检验 2 工作方式不同对传感器的要
6、求也不同 机械系统中 运动部件的被测量 如回转轴的偏心误差 振动等 往往要非接触测量 因为若用接触式测量不仅造成对被测系统的影响 且难以做到 宜采用电容式 涡流式 霍尔元件等 若用应变片 则应配遥测应变仪 B 若是模拟实验可采用破坏性检验 若被测对象本身就是产品或构件 宜采用非破坏性检验 A 如电涡流探伤 超声波探伤 核辐射测厚等 C 在线测试是与实际情况更接近一致的测试方式 尤其是实现自动化过程的控制与检测系统 必须在现场实时条件下进行检测 实现在线测试是比较困难的 对测试系统和传感器都有一定的特殊要求 如可靠性高 动态响应性好等 8 与后续电路仪器的匹配 调理 处理电路 仪器 显示记录仪器等 如阻抗匹配 负载效应 各环节的灵敏度 量程范围 动态响应 精确度 线性等的匹配 9 其他 传感器的选用还应兼顾结构简单 体积小 重量轻 价格便宜 易于维修 便于携带等 二 传感器的标定 静态标定的目的是确定传感器的静态特性指标 如线性度 灵敏度 滞后和重复性等 传感器的标定分为静态标定和动态标定两种 动态标定的目的是确定传感器的动态特性指标 如频率响应 时间常数 固有频率和阻尼比等
