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拉繩位移傳感器誤差來源是什么?

發表時間:2020/7/29

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    因為拉繩位移傳感器在設計、安裝、檢測、計量及使用過程中均需要考慮各種因素對誤差的影響。


    下面通過初步分析,尋找出不同的因素帶來的誤差。


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    1、拉繩位移傳感器原理及應用


    拉繩位移傳感器是利用高柔韌性復合鋼絲來丈量位移的。鋼絲通過彈簧被繞于滾筒之上,榆次將位移轉變成旋轉運動。滾筒直接與一個精密旋轉編碼器連接在一起,位移量從而轉變成電流、電壓或數字脈沖形式輸出。


    在使用時,將位移傳感器安裝在一個固定位置上,拉繩連接在移動物體上,拉繩直線運動和移動物體運動軸線對準,物體運動時位移傳感器即輸出數字信號。拉繩位移傳感器可用于丈量運動間隔、運動速度、感應位置或限位傳感器、記實機械運動次數的計算器等。應用領域有測試、儀器計算、運輸、機器人、液壓裝置、氣動裝置、產業自動化、運動控制等。丈量間隔從幾十毫米到十幾米不等,應用較為廣泛。


    2、傳感器的因素


    根據JJF 1305-2011《線位移傳感器校準規范》,典型的拉繩位移傳感器的基本誤差一般在±0.05%~±0.5%之間。選擇時還要留意線性度、重復性、回程誤差等參數。而在線性度上還要留意全量程百分比以及丈量數值的百分比的區別。如無法確認其誤差應該用測長機等儀器對其校準。


福建体育彩票官方网    在分辨力選擇上,建議按需求選擇分辨力,夠用即可。模擬信號傳感器號稱式理論無限,實際使用時則受到儀器的精度及不亂性、重復性等的影響。而有的數字信號傳感器號稱分辨力0.001mm,但分辨力高的傳感器有可能與讀取速度低的顯示儀表不匹配,造成數據丟失的題目。


    拉繩位移傳感器按輸出信號分模擬信號和數字信號。模擬信號分為電壓輸出和電流輸出。模擬信號應留意傳輸間隔的題目,假如傳輸間隔過大則嚴峻影響精度。模擬信號會有信號干擾、不亂性、漂移及負載大小等題目。


    而數字輸出分為方波脈沖輸出和格雷碼信號。數字信號一般不存在信號干擾、漂移等題目、數字輸出型傳感器一般要選擇增量型,否則無法分辨方向。


福建体育彩票官方网    傳感器在內部結構上要留意其排線是否疊層,不疊層的結構可保證每圈行程一致、重復精度高。


    3、儀表的因素


    在選擇二次儀表上要留意與傳感器配套的題目。首先儀表在顯示位數上,在比率設定的位數上都應知足整體精度的要求。有的顯示儀表或者使用單片機時比率位數較少,這就影響了調整的精度。例如傳感器的最大答應誤差是±0.5%,而比率位數只能1%地調整,這樣影響的精度最多只能達到±0.1%的精度。


福建体育彩票官方网    其次還要留意計數裝置讀取速度的題目。數字輸出型的傳感器在運動速渡過快時存在嚴峻丟失數據的情況。造成這種現象的原因是因為顯示儀表或者計數裝置數據讀取慢的原因、有些儀表是為計數器而設計的,這種儀表不能用在拉線式位移傳感器上。另外分辨力的因素也很重要如需應用在速度較快的場合如運動速度>0.5m/s,建議選擇分辨力低的傳感器或者讀取速度高的顯示儀表。一般情況下對于0.01mm/脈沖的傳感器,儀表的讀取速度建議≥30Hz。


    4、安裝位置及環境因素的影響


福建体育彩票官方网    安裝時應盡量符合阿貝原理,以減少系統誤差。阿貝原理是指在長度丈量中,應將尺度長度量(尺度線)安放在被測長度量(被測線)的延長線上。另外盡量使傳感器丈量方向與運動方向水平。而假如是丈量間隔較長而且是而且是水平安裝的情況下應留意拉線自重帶來的影響。


    在環境題目上應留意因為材料膨脹系數不同于對精度的影響。假如是應用在戶外且丈量間隔較長的,側風的影響同樣應予以考慮。


福建体育彩票官方网    但以上幾個因素的影響對位移傳感器都相對較低。如安裝時傳感器丈量方向與運動方向不平行,在1m長的丈量長度上,與之垂直的方向偏移了10mm(肉眼可顯著觀察到)。但誤差才增加了0.05mm,即0.005 %,相對普通的拉繩位移傳感器4-0.05%~4-0.5%的誤差來說影響非常小。


    另外應根據使用環境選擇相應的防護等級,包括傳感器、儀表、轉換器及連接線等。在惡劣的環境下假如沒有相應的防護等級,使用都無法保證,更不用談精度了。選擇不銹鋼的、耐侵蝕的拉線對長期使用是有保障的。


    結語


福建体育彩票官方网    總體來說傳感器的因素及儀表的因素對整體精度影響較大應予以重點考慮。讀者可根據自身的情況,參考以上幾點,科學公道地選擇傳感器及顯示儀表,盡量排除各類影響誤差的因素,進步整體精度。