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溫度傳感器的基礎知識

來源:滄州新得坤電子科技 發布時間:2012-6-26 9:35:18
國家標準GB7665-87對傳感器下的定義是:“能感受規定的被測量并按照一定的規律轉換成可用信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將檢測感受到的信息,按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。
現代傳感器在原理與結構上千差萬別,如何根據具體的測量目的、測量對象以及測量環境合理選用傳感器,是在進行某個量時首先要解決的問題。當傳感器確定之后,與之相配套的測量方法和測量設備也可以確定了。測量結果的成敗,在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。
1、根據測量對象與測量環境確定傳感器的類型:要進行一個具體的測量工作,首先要考慮采用何種原理的傳感器,這需要分析多方面的因素之后才能確定。因為,即使測量同一物理量,也有多種原理的傳感器可供選用,那一種原理的傳感器更為合適,則需要根據被測量的特點和傳感器的使用條件考慮以下具體問題:量程的大小;被測位置對傳感器的體積要求;測量方式為接觸式或非接觸式;信號的引出方法,有線或是非接觸測量;傳感器的來源,是進口還是國產的,價格能否接受,還是自行研制。
2、靈敏度的選擇:通常,在傳感器的線性范圍內,希望傳感器的靈敏度越高越好,因為只有靈敏度高時,與被測量變化對應的輸出信號才比較大有利于信號處理。但要注意的是,傳感器的靈敏度高,與被測量無關的外界噪聲也容易混入,也會被放大系統放大,影響測量精度,因此要求傳感器本身具有很高的信噪比,盡量減少從外界引入的廠憂信號。傳感器的靈敏度是有方向性的。當被測量是單向量,而且對其方向性要求較高,則應選擇其它方向靈敏度小的傳感器,如果被測量是多維向量,則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。
3、頻率響應特性:傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率范圍,必須在允許頻率范圍內保持不失真的測量條件,實際上傳感器的響應總有一定的延遲,希望延遲越短越好。傳感器的頻率響應高,可測的信號頻率范圍就寬,而由于受到結構特性的影響,機械系統的慣性較大,因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低。在動態測量中,應根據信號的特點(穩態、隨機等)響應特性,以免產生過火的誤差。
4、線性范圍:傳感器的線性范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。從理論上講,在此范圍內,靈敏度保持定值,傳感器的線性范圍越寬,則其量程越大,并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時,當傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。但實際上,任何傳感器都不能保證絕對的線性,其線性度也是相對的。當所要求測量精度比較低時,在一定的范圍內可以將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性,這會給測量帶來極大的方便。
5、穩定性:傳感器使用一段時間后,其性能保持不變化的能力稱穩定性。影響傳感器長期穩定的因素除傳感器本身結構外,主要是傳感器的使用環境。因此,要使傳感器具有良好的穩定性,傳感器必須要有較強的環境適應能力。在選擇傳感器之前,應對其使用環境進行,并根據具體的使用環境選擇合適的傳感器,或采取適當的措施,減少環境影響。在某些要求傳感器能長期使用而又輕易更換或標定的場合,所選用的傳感器穩定性要求更嚴格,要能夠經受住長時間的考驗。
6、精度:精度是傳感器的一個重要的性能指標,它是關系到整個測量系統測量精度的一個重要環節。傳感器的精度越高,其價格越昂貴,因此,傳感器的精度只要滿足整個測量系統的精度要求就可以,不必選得過高,這樣就可以在滿足同一測量的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器。如果測量目的是定性分析的,選用重復精度高的傳感器即可,不宜選用絕對量值精度高的;如果是為了定量分析,必須獲得精確的測量值,就需選用精度等級能滿足要求的傳感器。對某些特殊使用場合,無法選到合適的傳感器,則需自行設計制造傳感器,自制傳感器的性能應滿足使用要求。

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