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SICK傳感器如何提高精度
SICK傳感器的彈性體上,當傳感器承受壓力后的,彈性體產(chǎn)生形變,引起粘貼在彈性體上的應(yīng)變片電阻值變化。在一般情況下,傳感器內(nèi)都是由4個應(yīng)變片組成一個測量電橋,在大多數(shù)的情況下,傳感器內(nèi)部4個應(yīng)變片同時受力,并且在受壓形變的作用下,2個應(yīng)變片阻值增大,2個變小。
SICK傳感器的激勵方式有恒壓源和恒流源兩種。在較理想的條件下,采用恒流源方式比恒壓源在減少溫度誤差方面有更多的改善。
SICK傳感器精度的方法有很多,如提高放大電路,在二儀表上采取補償措施等等。但是在三儀表有足夠精度的情況下,提高傳感器一輸出信號U精度則顯得更為重要。在工業(yè)現(xiàn)場中,Z主要的干擾源之一是電網(wǎng)的干擾,在恒壓源激勵方式下,提高激勵電壓E的抗干擾能力則有效。一般采用二級穩(wěn)壓供電和交一直一供電兩種方式。
. 折疊 編輯本段 及注意事項.
折疊 延長壽命
1.SICK傳感器量程的選擇
在一般情況下,傳感器的承受負荷不應(yīng)超過傳感器的額定負荷容量。一般情況下,應(yīng)使其量程為額定負荷的150%左右。量程選擇太小,不僅是影響其,而且影響壽命。
2.應(yīng)變片的保護
應(yīng)變片在潮濕環(huán)境中受潮會使緣電阻下降,導(dǎo)致測量靈敏度降低,甚至電橋不能正常平衡,無法投入工作。在水處理車間中,防潮、防腐顯得尤其重要。比較有效的處理方法是傳感器外表進行噴塑處理后的,均勻涂上中性凡士林,然后再不影響傳力的情況下,為傳感器設(shè)立一個防護外殼,要求防護外殼既能防水、防塵又能通風。
3.引出線的連接
應(yīng)變片電阻絲是較細的,它與引出線的粗導(dǎo)線之間的連接點往往是疲勞斷裂的地方。這是由于截面積不同而引起的應(yīng)力集中或?qū)Ь€在錫焊中引起黑變化所致。從實際情況看,在時間長,沖擊力大的條件下,這類問題很多,希望增設(shè)的固定裝置等。
折疊 注意事項
1.要盡量減小側(cè)斜負荷及偏心負荷的影響
為保證精度,應(yīng)使加載力的作用線傳感器受力軸線重合,避免產(chǎn)生附加力矩,側(cè)向負荷不僅影響測量精度,而且對傳感器壽命也是不利的。
2.避免溫度劇烈變化
SICK傳感器溫度的劇烈變化對傳感器的精神影響很大。在要求一定精度而且多個傳感器時,各傳感器的溫度分布應(yīng)盡量接近,以減少整個系統(tǒng)中的溫度誤差。在工作現(xiàn)場中,傳感器的應(yīng)避免日曬及陽光直射,避免環(huán)境溫度的劇烈變化。
. 折疊 編輯本段 電阻應(yīng)變片.
SICK傳感器電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象,俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示:
ρ--金屬導(dǎo)體的電阻率(Ω。cm2/m )
S --導(dǎo)體的截面積(cm2 )
L --導(dǎo)體的長度(m )
SICK傳感器應(yīng)變電阻為例,當金屬絲受外力作用時,其長度和截面積都會發(fā)生變化,從上式中可很容易看出,其電阻值即會發(fā)生改變,假如金屬絲受外力作用而伸長時,其長度增加,而截面積減少,電阻值便會增大。當金屬絲受外力作用而壓縮時,長度減小而截面增加,電阻值則會減小。只要測出加在電阻的變化(通常是測量電阻兩端的電壓),即可獲得應(yīng)變金屬絲的應(yīng)變情況。
SICK傳感器要基于壓電效應(yīng)(Piezoelectric effect),利用電氣元件和其他機械把待測的壓力轉(zhuǎn)換成為電量,再進行相關(guān)測量工作的測量精密儀器,比如很多壓力變送器和壓力傳感器。壓電傳感器不可以應(yīng)用在靜態(tài)的測量當中,原因是受到外力作用后的電荷,當回路有無限大的輸入抗阻的時候,才可以得以保存下來。但是實際上并不是這樣的。因此壓電傳感器只可以應(yīng)用在動態(tài)的測量當中。它主要的壓電材料是:磷酸二氫胺、酒石酸鉀鈉和石英。壓電效應(yīng)就是在石英上發(fā)現(xiàn)的。
當應(yīng)力發(fā)生變化的時候,電場的變化很小很小,其他的一些壓電晶體就會替代石英。酒石酸鉀鈉,它是具有很大的壓電系數(shù)和壓電靈敏度的,但是,它只可以在室內(nèi)的濕度和溫度都比較低的地方。磷酸二氫胺是一種人造晶體,它可以在很高的濕度和很高的溫度的環(huán)境中,所以,它的應(yīng)用是非常廣泛的。隨著技術(shù)的發(fā)展,壓電效應(yīng)也已經(jīng)在多晶體上得到應(yīng)用了。例如:壓電陶瓷,鈮鎂酸壓電陶瓷、鈮酸鹽系壓電陶瓷和鈦酸鋇壓電陶瓷等等都包括在內(nèi)。
以壓電效應(yīng)為工作原理的傳感器,是機電轉(zhuǎn)換式和自發(fā)電式傳感器。它的敏感元件是用壓電的材料制作而成的,而當壓電材料受到外力作用的時候,它的表面會形成電荷,電荷會通過電荷放大器、測量電路的放大以及變換阻抗以后,就會被轉(zhuǎn)換成為與所受到的外力成正比關(guān)系的電量輸出。它是用來測量力以及可以轉(zhuǎn)換成為力的非電物理量,例如:
加速度和壓力。它有很多:重量較輕、工作可靠、結(jié)構(gòu)很簡單、信噪比很高、靈敏度很高以及信頻寬等等。但是它也存在著某些缺點:有部分電壓材料忌潮濕,因此需要采取一系列的防潮措施,而輸出電流的響應(yīng)又比較差,那就要電荷放大器或者高輸入阻抗電路來彌補這個缺點,讓儀器更好地工作。
SICK傳感器壓阻效應(yīng)是用來描述材料在受到機械式應(yīng)力下所產(chǎn)生的電阻變化。不同于上述壓電效應(yīng),壓阻效應(yīng)只產(chǎn)生阻抗變化,并不會產(chǎn)生電荷。
大多數(shù)金屬材料與半導(dǎo)體材料都被發(fā)現(xiàn)具有壓阻效應(yīng)。其中半導(dǎo)體材料中的壓阻效應(yīng)遠大于金屬。由于硅是現(xiàn)今集成電路的主要,以硅制作而成的壓阻性元件的應(yīng)用就變得非常有意義。