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  • 通過電渦流傳感器了解傳感器的基本特性(一)

    來源:聶   2024-04-01   瀏覽:1210

         傳感器的特性一般是指輸出與輸入之間的關系,可用數學函數、坐標曲線、圖標等方式表示。根據被測量狀態的不同,傳感器的特性可分為靜態特性和動態特性。今天,我們通過本公司的電渦流傳感器來了解下其靜態特征。

       首先,帶大家先了解下上海測振的電渦流位移傳感器YD9800.


    YD9800電渦流位移傳感器

    圖片1.png

    概況

    YD9800電渦流位移傳感器能測量被測體(須是金屬導體)與探頭端面的相對位置。由于其非接觸測量、長期工作可靠性高、靈敏度高、抗干擾能力強、響應速度快、不受油水等介質的影響,常被用于對大型旋轉機械的軸位移、軸振動、軸轉速等參數進行長期實時監測,可以分析出設備的工作狀況和故障原因,有效地對設備進行保護及進行預測性維修??蓽y量位移、振幅、轉速、尺寸、厚度、表面不平度等。從轉子動力學、軸承學的理論上分析,大型旋轉機械的運行狀態主要取決于其核心——轉軸,而電渦流位移傳感器能直接測量轉軸的狀態,測量結果可靠、可信。




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    技術參數

    工作溫度:-40 +85°C

    溫漂:≤0.05%/°C

    頻響:0~10kHz;幅頻特性1kHz處-1%、10kHz處-5%;相頻特性1kHz處-1°、 10kHz處-100

    互換性:誤差≤5%

    分辨率:0.05%

    靈敏度:1.346mA/mm

    線性誤差:≤1%FS

    輸出特性:

    1、負電壓輸出:-18Vdc~ -26Vdc   功耗≤12mA(不含輸出電流)

    2、4~20mA電流輸出 :+18Vdc~ +30Vdc   功耗≤12mA(不含輸出電流)

    防爆標志:Ex ia IIB T6 Ga


    通過對YD 9800的介紹,也提及到其線性度、分辨率、頻響等特性,這些都是傳感器的一些基本特性,接下來帶大家進一步了解。


    靜態特性



    靜態特性是指當輸入量為常量或變化極慢時,即被測量處于穩定狀態時的輸入量和輸出量關系。衡量靜態特性的重要指標有線性度、靈敏度、遲滯、重復性、分辨力、穩定性、漂移和可靠性等 。

    01
    線性度

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         振動傳感器在測試技術中是關鍵部件之一,它的作用主要是將機械量接收下來,并轉換為與之成比例的電量。振動傳感器并不是直接將原始要測的機械量轉變為電量,而是將原始要測的機械量作為振動傳感器的輸入量,然后由機械接收部分加以接收,形成另一個適合于變換的機械量,最后由機電變換部分再變換為電量。應用領域十分廣泛,例如工業自動化、機械設備監測、地震監測等。在機械設備監測中,監測機器設備的振動情況,及時發現潛在的故障,這對于預防性維護和確保設備的正常運行非常重要。

        線性度是指傳感器的輸出與輸入之間關系的靜態特性曲線偏離直線的程度,又稱為非線性誤差。輸出輸入關系可分為線性特征和非線性特征。從傳感器的性能看,希望具有線性關系,即具有理想的輸入輸出關系。但實際遇到的傳感器大多為非線性,如果不考慮遲滯和蠕變等因素,傳感器的輸出與輸入關系即可用一個多項式表示:y=a0+a1x+a2x2+…+an xn

        如果傳感器非線性的方次不高,輸入量變化范圍較小時,可用一條直線(切線或者割線)近似地代表實際曲線的一段,使傳感器輸出、輸入特性線性化。所采用的直線稱為擬合直線。實際特性曲線與擬合直線之間的偏差稱為傳感器的非線性誤差(或線性度),通常用相對誤差yL表示,即

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        ΔLmax為最大非線性絕對誤差;YFS為滿量程輸出值。

        由此可見,非線性誤差的大小是以一定的擬合直線為基準直線而得出的。擬合直線不同,非線性誤差也不同。

        在實際使用中,大部分傳感器的靜態特性曲線是非線性的??捎靡粭l直線(切線或割線)近似地代表實際曲線的一段,使輸入、輸出特性線性化,這條直線通常被稱為擬合直線。如圖一所示為幾種擬合直線。

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    02
    靈敏度

         靈敏度是指傳感器在穩定工作狀態下輸出變化量與輸入變化量之比。 用S來表示: 

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    式中,Δy為輸出量的增量;Δx為輸入量的增量。

        靈敏度表征傳感器對輸入量變化的反應能力。對于線性傳感器,它的靈敏度就是它的靜態特征的斜率,即s=Δy/Δx為常數,而對于非線性傳感器來說,靈敏度是一個隨著工作點變化的變化量,實際是該點的導數,用s=dy/dx表示,它實際上就是輸入特性曲線上某點的斜率,且靈敏度隨著輸入量的變化而變化。

    如圖二所示為非線性傳感器的輸入-輸出特性關系曲線。

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    03
    分辨力與閾值

        分辨力是指傳感器能夠檢測出的被測量的最小變化量。

        當被測量的變化量小于分辨力時,傳感器對輸入量的變化不會出現任何反應。對數字式儀表而言,如果沒有其他說明,可以認為該表的最后一位所表示的數值就是它的分辨力。分辨力如果以滿量程輸出的百分數表示時,則稱為分辨率。有時候該值相對滿量程輸入值的百分比表示,則稱為分辨率。

        閾值是指能使傳感器的輸出端產生可測變化量的最小被測輸入量值,即零點附近的分辨能力。有的傳感器在零位附近有嚴重的非線性,形成所謂“死區”,則將死區的大小作為閾值。

    04
    遲滯

         指傳感器在輸入量由小到大(正行程)和輸入量由大到?。ǚ葱谐蹋┳兓瘯r其輸入-輸出特性曲線不重合的程度,如果是同一大小的輸入量,傳感器正、反行程的輸出量的大小是不相等的,測量得到上升曲線和下降曲線出現不重合的現象,使傳感器特性曲線形成環狀,這種現象稱為遲滯。

        如圖所示為傳感器遲滯現象的曲線。

     遲滯誤差指對應同一輸入量的正、反行程輸出值之間的最大差值與滿量程值的百分比表示,即

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    傳感器出現遲滯現象主要是由傳感器中敏感元件材料的機械磨損、部件內部摩擦、積塵、電路老化、松動等原因引起的。




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