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基本传感器选用的原则

时间:2023-06-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:在智能化传感器的设计思想中,基本传感器并非一定要线性,只需要其重复性和稳定性好。基本传感器的非线性可用微处理器补偿,只要把表示传感器特性的数据及参数存入存储器中,就能用来补偿非线性。可通过远程通信和控制功能,现场校验基本传感器。总之,在智能化传感器中基本传感器的某些不易在系统中进行补偿的固有缺陷,应考虑在传感器本体生产阶段实现补偿,然后在系统中再对其进行改善。

基本传感器选用的原则

按系统的组成划分,智能传感器包括基本传感器(传感器本体)、信号调理电路、接口(A/D、D/A等)、微处理器系统和软件等。基本传感器是智能传感器的基础,在很大程度上决定着智能传感器的性能,因此其选用、设计至关重要。基本传感器的选用原则如下。

第一,采用微结构方式。目前的微结构传感器,特别是其中的硅传感器、光纤传感器以及石英陶瓷等材料制作的先进传感器,因其优良的物理性质,或与硅集成电路工艺良好的相容性,或易构成阵列式,这些都为设计智能传感器提供了基础。

第二,选用具有准数字或直接数字输出的传感器。为省去A/D和D/A变换,需要进一步提高智能化传感器的精度,发展直接输出数字或准数字信号的传感器,并与微处理器控制系统配套,例如,无需A/D变换的硅谐振式传感器。

第三,优先考虑重复性和稳定性指标。以往传感器的设计和生产最希望传感器的输出-输入为线性。在智能化传感器的设计思想中,基本传感器并非一定要线性,只需要其重复性和稳定性好。基本传感器的非线性可用微处理器补偿,只要把表示传感器特性的数据及参数存入存储器中,就能用来补偿非线性。

然而,传感器的迟滞和重复性仍是相当棘手的问题,主要原因是引起迟滞和重复性误差的机理非常复杂,无规律可循,利用微处理器不能彻底消除它们的影响,只能有所改善。因此,在基本传感器的设计和生产阶段,应从材料选用、结构设计、热处理和稳定处理以及生产检验上采取合理而有效的措施,力求减小传感器的迟滞误差和重复性误差。(www.xing528.com)

第四,减小材料缺陷和内在特性对长期稳定性的影响。传感器的输出信号并不是一直稳定的,而是会随时间发生变化,即漂移,这个误差难以解决,是系统性误差。应在传感器的生产阶段解决问题,从而保证输出信号的稳定性,通过克服材料的缺陷,保证材料的精度,使输出信号可以长期稳定。可通过远程通信和控制功能,现场校验基本传感器。

第五,改善动态特性。传感器在实际测量背景下的动态响应改善,可在掌握其具体的应用背景的动态特性规律的基础上,考虑是从硬件途径还是软件途径进行。

总之,在智能化传感器中基本传感器的某些不易在系统中进行补偿的固有缺陷,应考虑在传感器本体生产阶段实现补偿,然后在系统中再对其进行改善。

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