改善传感器:改善传感器性能的技术途径

2021/11/09 06:45 · 传感器知识资讯 ·  · 改善传感器:改善传感器性能的技术途径已关闭评论
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改善传感器:改善传感器性能的技术途径改善传感器性能的技术途径一.传感器噪声及其减小措施传感器噪声是指除了被测信号之外在传感器中出现的一切不需要的信号。它可由传感器内部产生,也可从外部随信号传递而混入。一般而言,噪声是呈不规则的变化,单交流噪声这样的周期性的波动,广义上也是噪声

改善传感器:改善传感器性能的技术途径  第1张

改善传感器:改善传感器性能的技术途径

改善传感器性能的技术途径
一.传感器噪声及其减小措施
传感器噪声是指除了被测信号之外在传感器中出现的一切不需要的信号。它可由传感器内部产生,也可从外部随信号传递而混入。一般而言,噪声是呈不规则的变化,单交流噪声这样的周期性的波动,广义上也是噪声。
传感器内部产生的噪声包括敏感元件,转换元件和转换电路元件等产生的噪声以及电源产生的噪声。例如光电真空管放射不规则电子,半导体载流子扩散等产生的噪声。降低元件的温度可减小热噪声,对电源变压器采用静电屏蔽可减小交流脉动噪声等。
从外部混入传感器的躁声,按其产生原因可分为机械噪声(如振动,冲击)、音响噪声、热噪声(如因热辐射使元件相对位移或性能变化)、电磁噪声和化学噪声等。对振动等机械噪声可采用防振台或将传感器固定在质量很大的基础台上加以抑制;而消除音响噪声的有效办法是把传感器用隔音器材围上或放在真空容器里;消除电磁噪声的有效办法是屏蔽和接地或使传感器远离电源线,或使输出线屏蔽,输出线绞拧在一起等。
二.改善传感器性能的技术途径

 
Ⅰ.结构、材料与参数的合理选择
根据实际的需要和可能,合理选择材料、结构设计传感器,确保主要指标,放弃对次要指标的要求,以求得到高的性价比,同时满足使用要求,即使对于主要的参数也不能盲目追求高指标。
Ⅱ.差动技术
差动技术是非常有效的一种方法,如电阻应变式传感器、电感式传感器、电容式传感器中都应用了差动技术,不仅减小了非线性,而且灵敏度提高了一倍,抵消了共模误差。
Ⅲ.平均技术
常用的平均技术有误差平均效应和数据平均处理。常用的多点测量方案与多次采样平均就是这样的例子。
Ⅳ.稳定性处理
造成传感器性能不稳定的原因是:随着时间的推移或环境条件的变化,构成传感器的各种材料与元器件性能将发生变化。为了提高传感器性能的稳定性,应该对材料、元器件或传感器整体进行必要的稳定性处理。使用传感器时,如果测量要求较高,必要时也应对附加的调整元件、后接电路的关键元器件进行老化处理。
Ⅴ.屏蔽、隔离与干扰抑制
屏蔽、隔离与干扰抑制可以有效削弱或消除外界影响因素对传感器的作用。如对于电磁干扰,可以采取屏蔽、隔离措施,也可以用滤波等方法抑制。
Ⅶ.零示法、微差法与闭环技术?
这些传感器可供设计或应用传感器时,用以消除或削弱系统误差。
Ⅷ.补偿与校正
补偿与校正可以利用电子技术通过线路(硬件)来解决;也可以采用微型计算机通过软件来实现。
Ⅸ.集成化、智能化与信息融合?
集成化、智能化与信息融合将大大扩大传感器的功能,改善传感器的性能,提高性价比。

改善传感器:改善传感器性能的技术途径  第2张

改善传感器:改善传感器性能的技术途径_1

北极星自动化网讯:为改善传感器的性能,可采取下列技术途径。
1.差动技术
差动技术是传感器中普遍采用的技术。它的应用可显著减小温度变化等对传感器精度的影响,抵消丁共模误差,减小非线性误差、增大灵敏度等。采用差动技术用于消除或减小由于结构原因引起的共模误差(如温度误差)的原理如下;设有一传感器,其输出为另一相同的传感器,但使其输入量符号相反(例如位移传感器使之反向移动),则它的输于是,总输出消除了零位输出和偶次非线性项,得到了对称于原点曲相当宽的近似线性范围,减小了非线性,而且使灵敏度提高了一倍,抵消了共模误差。
2.平均技术
常用的平均技术有误差平均效应和数据平均处理。误差平均效应的原理是:利用n个传感器单元同时感受被测量,因而其输出将是这些单元输出的总和。假如将每一个单元可能带来的误差均看作随机误差。
误差平均效应在光栅、感应同步器、磁栅、容栅等传感器中部取得明显的效果。传感器中,误差平均效应对某些工艺性缺陷造成的误差同样能起到弥补作用。按照同样的到了,如果将相同条件下的测量重复n次或者经行n次采样,然后经行数据平均处理,随机误差也会减少n倍。因此凡被测对象允许进行多次重复测量(或采样),都可以采用上法减小随机误差;对于带有微机芯片的智能化传感器.实现起来尤为方便。
需要指出的是,上述误差平均效应与数据平均处理的原理不仅在设计传感器时可以采纳,就是在应用传感器时亦可效法,不过这时应将整个测量系统视作对象。常用的多点测量方案与多次采样平均就是这样的例子。
3.零示法和微差法
零示法和微差法可供设计或应用传感器时,用以消除或减小系统误差。
零示法可消除指示仪表不准而造成的误差。采用这种方法时,被测旦对指示仪表的作用与已知的标难量对它的作用相互平衡,使指示仪表示零,这时被测量就等于已知的标准量。机械天平是零示法的典型的例子。零示法在传感器技术中应用的实例是平衡电桥。
微差法是在零示法的基础广发展起来的,由于零示法要求被测量与标准量应完全相等,因而要求标准量能连续可变,这往往不易做到。但是,如果标推量与被测量的差值减小到一定程度,那么由于它们的相互抵消作用,就能使指示仪表的误差影响大大削弱,这就是微差法的原理。
4.闭环技术
由于科学技术和生产的发展,对传感器提出了更高的要求:频响宽,动态范围大.高的灵敏度、分辨力角度以及高的稳定性、重发件和可靠性。由敏感元件、转换元件、测量电路、放大等环节组成的开环传感器很难满足上述要求;利用反馈技术使传感器构成闭环平衡式传感器.组成闭环匠馈测量系统.格能满足上述各种要求。
闭环传感器是利用反馈技术构成的。传感器和伺服放大电路是闭环系统的前向环节,反向传感器是反馈环节。
为了提高传感器件能的稳定性,应该对材料、元器件或传感器整体进行必要的稳定性处理。结构材料的时效处助、冰冷处理,永磁材料的时间老化、温度老化、机械老化及交流稳磁处理,电气元件的老化筛选等。
在使用传感器时,苦测量要求较向,必要时也应对附加的调整元件、后续电路的关键器件进行老化处理。
改善传感器:改善传感器性能的技术途径  第3张

改善传感器:改善传感器性能的技术途径有哪些

你好,车辆的传感器,平时注意检查一下连接线是否可靠?平时拆卸零件过程当中不要擦碰传感器。

1) 传感器按构成原理,可分为( )型和( )型两大类,一般由(敏感元件)、(转换元件)、(转换电路)三部分组成。为了改善其性能,可采用下列技术途径()、()、()、()、()。(2)列举三种电传感器(压电式传感器)、(光电式传感器)和(热电偶传感器)。最常用的螺管型差动变压器式传感器是(电感)式的。光电器件按测量原理可分放大器为(外光电式)和(内光电式)两种。莫尔条纹有()、()、()三个重要特性。电容应变片的温度误差包括()和()。(3)压电传感器的前置放大器有(电压放大器)、(电荷放大器)。电容传感器的转换电路可用谐调振幅和调频电路外,较多采用的电路还有()、()、()、()。电热阻传感器的测量引线有()、()、()。(4)传感器能检测到的最小输入增量为(分辨率)。

改善传感器:改善传感器误操作的静噪对策

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信号调节 - LVDT/RVDT 输出类型?(VDC):
0 – 10

励磁电压?(Vrms):
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信号特征

励磁频率?(kHz):
7.5

主体特性

信号调节 - LVDT/RVDT 重量?(g):
117

机械附件

信号调节 - LVDT/RVDT 安装?:
DIN 3

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即插即用加速度计传感器类型?:
电缆组件

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-00 341A-240 即插即用加速度传感器

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产品类型特性

即插即用加速度计传感器类型?:
电缆组件

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4000A-005-060 4000A-005-060 即插即用加速度传感器

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产品类型特性

加速度计类型?:
MEMS DC

即插即用加速度计传感器类型?:
直流响应即插即用加速度计

结构特性

电气连接?:
一体式电缆

电气特征

满量程输出电压?(VDC):
±2

励磁电压?(VDC):
8 – 36

零加速输出?(mV):
±100

励磁电流?(mA):
5

信号特征

频率响应?(Hz):
0-300

主体特性

轴数?:
1

重量?:
7?g?[?.245?oz?]

...

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4000A-050-030 4000A-050-030 即插即用加速度传感器

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产品类型特性

加速度计类型?:
MEMS DC

即插即用加速度计传感器类型?:
直流响应即插即用加速度计

结构特性

电气连接?:
一体式电缆

电气特征

满量程输出电压?(VDC):
±2

励磁电压?(VDC):
8 – 36

零加速输出?(mV):
±100

励磁电流?(mA):
5

信号特征

频率响应?(Hz):
0-800

主体特性

轴数?:
1

重量?:
7?g?[?.245?oz?]

...

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603-0100-120 603-0100-120 速率和惯性传感器

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产品类型特性

速率和惯性传感器类型?:
Rate Sensors/Gyros

电气特征

励磁电压?(VDC):
5 – 16

尺寸

尺寸 MM?:
20.8 x 20.8 x 14.5

使用环境

工作温度范围?:
-40 – 105?°C?[?-40 – 221?°F?]

包装特性

速率和惯性传感器包装?:
Anodized Aluminium

其他

精确度?:
±0.5% Non-Linearity

FS 范围 (±) DEG/SEC?:
100...

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-00 610-12K-276 速率和惯性传感器

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产品类型特性

速率和惯性传感器类型?:
Rate Sensors/Gyros

电气特征

励磁电压?(VDC):
5 – 16

尺寸

尺寸 MM?:
14.6 x 10.2 x 7.6

使用环境

工作温度范围?:
-40 – 105?°C?[?-40 – 221?°F?]

包装特性

速率和惯性传感器包装?:
Anodized Aluminium

其他

精确度?:
±0.5% Non-Linearity

FS 范围 (±) DEG/SEC?:
...

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-000 -000 位置传感器配套仪表

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电气特征

线路电源电压要求?(VDC):
±12, ±15

信号调节 - LVDT/RVDT 输出类型?(VDC):
±10

励磁电压?(Vrms):
3

信号特征

励磁频率?(kHz):
2.5 – 10

机械附件

信号调节 - LVDT/RVDT 安装?:
Printed Circuit Board Edge or Terminal Block

使用环境

工作温度范围?:
-1 – 55?°C?[?30 – 130?°F?]

其他

传感器类型?:
带 5 或 6 根导线的 LVDT 或 RVDT

传感器通道?:
1

...

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-000 -000 线性位移传感器 - LVDT

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使用环境

工作温度范围?:
5 – 60?°C?[?41 – 140?°F?]

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7104A-0050 7104A-0050 即插即用加速度传感器

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产品类型特性

加速度计类型?:
IEPE

即插即用加速度计传感器类型?:
交流响应即插即用加速度计

结构特性

电气连接?:
10-32 同轴连接器

电气特征

满量程输出电压?(VDC):
±5

励磁电压?(VDC):
18 – 30

励磁电流?(mA):
2 – 10

信号特征

频率响应?(Hz):
0.3-

主体特性

轴数?:
1

重量?:
8.6?g?[?.303?oz?]

材料?:
不锈钢

...

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-020 -020 倾角传感器和倾角仪

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结构特性

接口?:
模拟

电气特征

电源电压?(VDC):
12 – 24

模拟接口?(mA):
4 – 20

端接特性

倾角传感器和测斜仪安装?:
垂直

尺寸

尺寸?(mm):
最多 70

倾角传感器和测斜仪精确度?(°):
最多 +/- .5

分辨率?(°):
最多 +/- .01

使用环境

测量原理?:
液体

工作温度范围?:
-25 – 60?°C?[?-13 – 140?°F?]

包装特性

倾...

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-00 AST4300AP4P1000 压力传感器

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产品类型特性

压力传感器类型?:
非易燃压力变送器

压力类型?:
测量仪

结构特性

压力端口/接头?:
1/4 MNPT

电气连接?:
10 英尺导管

电气特征

压力传感器电源电压?(V):
10 – 28

主体特性

端口材料?:
316L

使用环境

压力?:
344.73?bar?[?5000?psi?]

工作温度范围?:
-40 – 80?°C?[?-40 – 176?°F?]

操作/应用

耐压范围?:
2X,最小值

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-00 AST4600AP4W1000 压力传感器

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产品类型特性

压力传感器类型?:
防爆型压力变送器

压力类型?:
测量仪

结构特性

压力端口/接头?:
1/4 MNPT

电气连接?:
导管 2 m 引线

电气特征

压力传感器电源电压?(V):
10 – 28

主体特性

端口材料?:
316L

使用环境

工作温度范围?(°C):
-40 – 85

工作温度范围?(°F):
-40 – 185, -40 – 185

操作/应用

耐压范围?:
2X,最小值

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