傳感器基本知識

傳感器原理，分類

l        傳感器制造流程

l        傳感器各項(xiàng)指標(biāo)意義及常見提問(需掌握)

l        各種傳感器特點(diǎn)及主要應(yīng)用場合(需掌握)

l        － 傳感器原理:   

原理：傳感器均大多為電阻應(yīng)變式稱重傳感器，傳感器由彈性體，電阻應(yīng)變敏感元件（應(yīng)變片）及變換電路組成。被測的重量作用在彈性體上，彈性體產(chǎn)生變形，貼在彈性體上的應(yīng)變片阻值隨之發(fā)生變化，然后由變化電路將電阻變化轉(zhuǎn)變成電壓變化輸出。使用時(shí)，根據(jù)傳感器標(biāo)定的數(shù)據(jù)，由傳感器的電壓變化值確定出被測重量。

簡化的橋路：

彈性體受力時(shí)，G1，G4拉伸，阻值變大，G2，G3壓縮，阻值變小，惠斯通電橋不平衡產(chǎn)生電壓輸出變化。
實(shí)際上，傳感器均需要各項(xiàng)補(bǔ)償（溫度，靈敏度等）才能達(dá)到一定的精度以滿足使用要求。所以實(shí)際的橋路要復(fù)雜一些。

分類：

按材料分有兩大類：鋼傳感器，鋁傳感器。
按用處分有兩大類：單用傳感器（一臺秤用一只傳感器），多用傳感器（一臺秤用幾只傳感器）
按受力原理分:

主要工序流程:
       傳感器生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)較多，工藝性強(qiáng)，有工藝品之稱。尤其測試比較多而且還要將彈性體送到外面去熱處理，鍍鎳等。所以生產(chǎn)周期相對要長一些。一般從彈性體機(jī)加工開始到成品出來約一個(gè)月左右。
各項(xiàng)主要指標(biāo)意義：
l        精度等級:(國標(biāo))由非線性，滯后，重復(fù)性，蠕變，零點(diǎn)溫度系數(shù)，靈敏度溫度系數(shù)六項(xiàng)指標(biāo)中最大的誤差確定。分為0.02,0.03,0.05等.
l        額定輸出：即靈敏度，傳感器承受最大稱量時(shí)，輸出值與激勵(lì)電壓之比。標(biāo)準(zhǔn)靈敏度有1，1。5，2，2。5，3mv/V 5檔，一般為2mv/V.
l        非線性：傳感器進(jìn)程校準(zhǔn)曲線與理論直線的偏差。
l        重復(fù)性：在相同的負(fù)荷及環(huán)境下，連續(xù)數(shù)次進(jìn)程所得傳感器輸出讀數(shù)之間的差值。
l        滯后：施加同一載荷時(shí)傳感器輸出讀數(shù)之間的最大差值，其中一次是進(jìn)程讀數(shù)，另一次是回程讀數(shù)。
l        零點(diǎn)輸出：傳感器零載時(shí)的輸出值。
l        蠕變：負(fù)荷不變，所有環(huán)境及其他變量不變的情況下，傳感器輸出隨時(shí)間的變化。（考核時(shí)間影響）
l        零點(diǎn)溫度系數(shù)：溫度變化引起的零點(diǎn)漂移。（考核溫度影響）
l        靈敏度溫度系數(shù)：溫度變化引起的零靈敏度漂移。（考核溫度影響）
l        補(bǔ)償溫度范圍：在此溫度范圍內(nèi)，傳感器各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合樣本所列的要求。
l        使用溫度范圍：傳感器可以正常工作的溫度范圍。
l        絕緣電阻：傳感器各接線端子與彈性體之間的電阻值，一般大于5000 M歐姆（50V電壓下）
l        安全超載：可以施加在傳感器的最大負(fù)載，此時(shí)傳感器在性能特性上不會(huì)產(chǎn)生超出規(guī)定值的永久性漂移。
l        極限超載：施加在傳感器的最大負(fù)載，此時(shí)傳感器不會(huì)產(chǎn)生彈性體結(jié)構(gòu)上的破壞。
l        防護(hù)等級：按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢驗(yàn)方法，外殼對防止固體異物進(jìn)入或水進(jìn)入所提供的保護(hù)程度。
IP65：塵密，防強(qiáng)烈噴水。   IP67：塵密，防短時(shí)間浸水影響。  IP68：塵密，防持續(xù)潛水影響。

常見提問:
1 C3(C2,C4,C5,C6等)與0.02級有何區(qū)別?
答: 0.02級是現(xiàn)在國內(nèi)比較習(xí)慣的評價(jià)傳感器的方法,是考核傳感器的各項(xiàng)分項(xiàng)指標(biāo).而C3是國際法制計(jì)量組織OIML R60[稱重傳感器計(jì)量規(guī)程]國際建議評價(jià)傳感器的方法(現(xiàn)行國標(biāo)也已等效采用OIML R60),是綜合傳感器各種誤差(如非線性,滯后,溫度誤差)的總誤差帶的概念,使用了誤差帶的概念后,就允許人們對構(gòu)成測試總誤差的各個(gè)分量進(jìn)行平衡,從而獲得所希望的最終結(jié)果.可以簡單的認(rèn)為C3比0.02級要求嚴(yán)格,相當(dāng)于0.017.并且C3是國際標(biāo)準(zhǔn),評價(jià)傳感器更合理.
參見下圖:

2 使用溫度和補(bǔ)償溫度有何區(qū)別?
答:補(bǔ)償溫度(-10度--+40度)覆蓋了絕大部分用戶的實(shí)際使用溫度范圍,傳感器是按照這個(gè)溫度補(bǔ)償并測試的,以保證在此溫度范圍內(nèi)傳感器各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是滿足要求的, 使用溫度(-20度-+60度)范圍是指在此溫度范圍內(nèi)傳感器可以正常工作,但是并不等于說傳感器的各項(xiàng)指標(biāo)就不保證了,只是我們生產(chǎn)廠家沒有去測試而已(因?yàn)榭紤]到浪費(fèi)能源等原因,沒有太多的必要),實(shí)際上我們的補(bǔ)償都是線性補(bǔ)償,一般來說都不會(huì)超差.

3 在外面如何初步判斷傳感器是否損壞?
答:在外面能夠測試的指標(biāo)只有輸入輸出阻抗,絕緣電阻及零點(diǎn)輸出大小.首先可以測試輸入或輸出阻抗,若輸入輸出阻抗超差很多(如350歐姆的傳感器輸入輸出阻抗已達(dá)600-700歐姆)則傳感器已損壞.接下來再測零點(diǎn)輸出,若傳感器激勵(lì)電壓為12.5V,則輸出 應(yīng)小于3 mV.若零點(diǎn)超差如十幾毫伏(輸入輸出阻抗是好的)則傳感器已超載過(產(chǎn)生塑性變形).若以上三項(xiàng)指標(biāo)都是好的,而秤讀數(shù)不穩(wěn)定則有可能傳感器絕緣電阻不好,可以測試傳感器的接線端子和彈性體之間的電阻,絕緣電阻應(yīng)該大于5000 M歐姆.一般,傳感器不會(huì)非線性,滯后,重復(fù)性損壞(這些性能是由傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定的).

4能否將傳感器電纜加長或減短?
答:原理上講是不好的,傳感器的靈敏度會(huì)改變,若是多用傳感器可能角差用接線盒調(diào)不過來(例如將一只傳感器的電纜線由10米剪到2米),若加長電纜式密封不好有可能將來有隱患.但單用傳感器問題不大,可以剪短但想加長電纜最好定作長電纜的傳感器.

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