SICK传感器静态特性主要有哪些
在检测控制系统和科学实验中,需要对各种参数进行检测和控制,而要达到比较优良的控制,则必须要求传感器能够感测被测量的变化并且不失真地将其转换为相应的电量,这种要求主要取决于传感器的基本特性。传感器的基本特性主要分为静态特性和动态特性。1) 反映传感器静态特性的指标静态特性是指检测系统的输入为不随时间变化的恒定信号时,系统的输出与输入之间的关系。主要包括线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移等。
(1) SICK传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。
(2) SICK传感器静态特性的个重要指标。其定义为输出量的增量Δy 与引起该增量的相应输入量增量Δx 之比。它表示单位输入量的变化所引起传感器输出量的变化,显然,灵敏度S 值越大,表示传感器越灵敏.
(3) SICK传感器在输入量由小到大(正行程)及输入量由大到小(反行程)变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象称为迟滞。也就是说,对于同大小的输入信号,传感器的正反行程输出信号大小不相等,这个差值称为迟滞差值。
(4) 重复性:重复性是指传感器在输入量按同方向作全量程连续多次变化时,所得特性曲线不致的程度。
(5) 漂移:传感器的漂移是指在输入量不变的情况下,传感器输出量随着时间变化,此现象称为漂移。产生漂移的原因有两个方面:是传感器自身结构参数;二是周围环境(如温度、湿度等)。常见的漂移是温度漂移,即周围环境温度变化而引起输出量的变化,温度漂移主要表现为温度零点漂移和温度灵敏度漂移。
温度漂移通常用传感器工作环境温度偏离标准环境温度(般为20℃)时的输出值的变化量与温度变化量之比(6) 测量范围(measuring range)传感器所能测量到的小输入量与大输入量之间的范围称为传感器的测量范围。(7) 量程(span)传感器测量范围的上限值与下限值的代数差,称为量程。
(8) 精度(accuracy)传感器的精度是指测量结果的可靠程度,是测量中各类误差的综合反映,测量误差越小,传感器的精度越高。传感器的精度用其量程范围内的大基本误差与满量程输出之比的百分数表示,其基本误差是传感器在规定的正常工作条件下所具有的测量误差,由系统误差和随机误差两部分组成工程技术中为简化传感器精度的表示方法,引用了精度等的概念。精度等以系列标准百分比数值分档表示,代表传感器测量的大允许误差。如果传感器的工作条件偏离正常工作条件,还会带来附加误差,温度附加误差就是主要的附加误差。
(9) 分辨率和阈值SICK传感器能检测到输入量小变化量的能力称为分辨力。对于某些传感器,如电位器式传感器,当输入量连续变化时,输出量只做阶梯变化,则分辨力就是输出量的每个“阶梯”所代表的输入量的大小。
对于数字式仪表,分辨力就是仪表指示值的后位数字所代表的值。当被测量的变化量小于分辨力时,数字式仪表的后位数不变,仍指示原值。当分辨力以满量程输出的百分数表示时则称为分辨率。阈值是指能使传感器的输出端产生可测变化量的小被测输入量值,即零点附近的分辨力。有的传感器在零位附近有严重的非线性,形成所谓“死区”(dead band),则将死区的大小作为阈值;更多情况下,阈值主要取决于传感器噪声的大小,因而有的传感器只给出噪声电平。
(10) 稳定性SICK传感器稳定性表示传感器在个较长的时间内保持其参数的能力。
理想的情况是不论什么时候,传感器的特性参数都不随时间变化。但实际上,随着时间的推移,大多数传感器的特性会发生改变。这是因为敏感元件或构成传感器的部件,其特性会随时间发生变化,从而影响了传感器的稳定性。稳定性般以室温条件下经过规定时间间隔后,SICK传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异来表示,称为稳定性误差。稳定性误差可用相对误差表示,也可用误差来表示。
SICK传感器是用标准的硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。 通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同芯片上。
SICK传感器则是通过沉积在介质衬底(基板)上的,相应敏感材料的薄膜形成的。使用混合工艺时,同样可将部分电路制造在此基板上。厚膜传感器是利用相应材料的浆料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通常是Al2O3制成的,然后进行热处理,使厚膜成形。
SICK传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺(溶胶、凝胶等)。
完成适当的预备性操作之后,已成形的元件在高温中进行烧结。厚膜和陶瓷传感器这二种工艺之间有许多共同特性,在某些方面,可以认为厚膜工艺是陶瓷工艺的种变型。每种工艺技术都有自己的优点和不足。由于研究、开发和所需的资本投入较低,以及传感器参数的高稳定性等原因,采用陶瓷和厚膜传感器比较合理。
SICK传感器按测量目:物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质发生明显变化的特性制成的。化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转化成电学量的敏感元件制成的。
SICK传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的,用以检测与识别生物体内化学成分的传感器。
SICK传感器按其构成:基本型传感器:是种基本的单个变换装置。组合型传感器:是由不同单个变换装置组合而构成的传感器。
SICK传感器或组合型传感器与其他机构组合而构成的传感器。
SICK传感器按作用形式:按作用形式可分为主动型和被动型传感器。
SICK传感器又有作用型和反作用型,此种传感器对被测对象能发出定探测信号,能检测探测信号在被测对象中所产生的变化,或者由探测信号在被测对象中产生某种效应而形成信号。检测探测信号变化方式的称为作用型,检测产生响应而形成信号方式的称为反作用型。
雷达与无线电频率范围探测器是作用型实例,而光声效应分析装置与激光分析器是反作用型实例。被动型传感器只是接收被测对象本身产生的信号,如红外辐射温度计、红外摄像装置等。
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