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拉线位移传感器影响测量精度误差的三大因素
发布时间:2022-03-22   点击次数:57次
  拉线位移传感器影响测量精度误差的三大因素
  拉线位移传感器在设计、安装、检测、计量及使用过程中均需要考虑各种因素对误差的影响,下面我们介绍下以下三大因素。
  传感器的因素
  根据JJF1305—2011《线位移传感器校准规范》,典型的拉线式位移传感器的基本误差一般在±0.05%~±0.5%之间。选择时还要注意线性度、重复性、回程误差等参数。而在线性度上还要注意全量程百分比及测量数值的百分比的区别。如无法确定其误差应该用测长机等仪器对其校准。
  在分辨力选择上,建议按需求选择分辨力,够用即可。模拟信号传感器号称是理论无穷,实际使用时则受到仪表的精度及稳定性、重复性等的影响。而有的数字信号传感器号称分辨力0.001mm,但分辨力高的传感器有可能与读取速度低的显示仪表不匹配,造成数据丢失的问题。拉线式位移传感器按输出信号分模拟信号和数字信号。模拟信号分电压输出和电流输出。模拟信号应注意传输距离的问题,如果传输距离过大则严重影响精度。模拟信号会有信号干扰、稳定性、漂移及负载大小等问题。
  而数字输出分为方波脉冲信号或格雷码信号。数字信号一般不存在信号干扰、漂移等问题。数字输出型传感器一般要选增量型,否则无法分辨方向。传感器在内部结构上要注意其排线是否叠层,不叠层的结构可保证每圈行程一致,重复精度高。
  仪表的因素
  在选择二次仪表上要注意与传感器配套的问题。首先仪表在显示位数上,在比率设定的位数上都应满足整体精度的要求。有的显示仪表或者使用单片机时比率位数较少,这就影响了调整的精度。例如传感器的最大允许误差是±0.5%,而比率位数只能1%地调整,这样整体的精度最多只能达到±1%的精度。
  其次还要注意计数装置读取速度的问题。数字输出型的传感器在运动速度过快时存在严重丢数的情况。造成这种现象的原因是由于显示仪表或计数装置数据读取速度慢的原因,有些仪表是为计数器而设计的,这种仪表不能用在拉线位移传感器上。另外分辨力的因素也很重要。如需应用在速度较快的场合如运动速度大于0.5m/s,建议选择分辨力低的传感器或读取速度高的显示仪表。一般情况下对于0.01mm/脉冲的传感器,仪表的读取速度建议≥30Hz。
  安装位置及环境因素的影响
  安装时应尽量符合阿贝原理,以减少系统误差。阿贝原理是指在长度测量中,应将标准长度量(标准线)安放在被测长度量(被测线)的延长线上。另外尽量使传感器测量方向与运动方向平行。而如果是测量距离较长而且是水平安装的情况下应注意拉线自重带来的影响。在环境温度上应注意由于材料膨胀系数不同对精度的影响。如果是应用在户外且测量距离较长的,侧风的影响同样应予以考虑。
  但以上几个因素的影响对位移传感器都相对较低。比如安装时传感器测量方向与运动方向不平行,在1m长的测量长度上,与之垂直的方向偏移了10mm(肉眼可明显观察到)。但误差才增加了0.05mm,即0.005%,相对普通的拉线式位移传感器±0.05%~±0.5%的误差来说影响非常小。
  另外应根据使用环境选择相应的防护等级,包括传感器、仪表、转换器及连接线等。在恶劣的环境下如果没有相应的防护等级,使用都无法保证,更不用谈精度了。选择不锈钢的、耐腐蚀的拉线对长期使用是有保障的。
溧阳市金诚测试仪器厂

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