傳感器基本知識

傳感器原理，分類

l        傳感器制造流程

l        傳感器各項指標意義及常見提問(需掌握)

l        各種傳感器特點及主要應用場合(需掌握)

l        － 傳感器原理:   

原理：傳感器均大多為電阻應變式稱重傳感器，傳感器由彈性體，電阻應變敏感元件（應變片）及變換電路組成。被測的重量作用在彈性體上，彈性體產生變形，貼在彈性體上的應變片阻值隨之發生變化，然后由變化電路將電阻變化轉變成電壓變化輸出。使用時，根據傳感器標定的數據，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，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生電壓輸出變化。
實際上，傳感器均需要各項補償（溫度，靈敏度等）才能達到一定的精度以滿足使用要求。所以實際的橋路要復雜一些。

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:
       傳感器生產工藝環節較多，工藝性強，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。所以生產周期相對要長一些。一般從彈性體機加工開始到成品出來約一個月左右。
各項主要指標意義：
l        精度等級:(國標)由非線性，滯后，重復性，蠕變，零點溫度系數，靈敏度溫度系數六項指標中最大的誤差確定。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，輸出值與激勵電壓之比。標準靈敏度有1，1。5，2，2。5，3mv/V 5檔，一般為2mv/V.
l        非線性：傳感器進程校準曲線與理論直線的偏差。
l        重復性：在相同的負荷及環境下，連續數次進程所得傳感器輸出讀數之間的差值。
l        滯后：施加同一載荷時傳感器輸出讀數之間的最大差值，其中一次是進程讀數，另一次是回程讀數。
l        零點輸出：傳感器零載時的輸出值。
l        蠕變：負荷不變，所有環境及其他變量不變的情況下，傳感器輸出隨時間的變化。（考核時間影響）
l        零點溫度系數：溫度變化引起的零點漂移。（考核溫度影響）
l        靈敏度溫度系數：溫度變化引起的零靈敏度漂移。（考核溫度影響）
l        補償溫度范圍：在此溫度范圍內，傳感器各項技術指標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載，此時傳感器在性能特性上不會產生超出規定值的永久性漂移。
l        極限超載：施加在傳感器的最大負載，此時傳感器不會產生彈性體結構上的破壞。
l        防護等級：按標準規定的檢驗方法，外殼對防止固體異物進入或水進入所提供的保護程度。
IP65：塵密，防強烈噴水。   IP67：塵密，防短時間浸水影響。  IP68：塵密，防持續潛水影響。

常見提問:
1 C3(C2,C4,C5,C6等)與0.02級有何區別?
答: 0.02級是現在國內比較習慣的評價傳感器的方法,是考核傳感器的各項分項指標.而C3是國際法制計量組織OIML R60[稱重傳感器計量規程]國際建議評價傳感器的方法(現行國標也已等效采用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,就允許人們對構成測試總誤差的各個分量進行平衡,從而獲得所希望的最終結果.可以簡單的認為C3比0.02級要求嚴格,相當于0.017.并且C3是國際標準,評價傳感器更合理.
參見下圖:

2 使用溫度和補償溫度有何區別?
答:補償溫度(-10度--+40度)覆蓋了絕大部分用戶的實際使用溫度范圍,傳感器是按照這個溫度補償并測試的,以保證在此溫度范圍內傳感器各項技術指標是滿足要求的, 使用溫度(-20度-+60度)范圍是指在此溫度范圍內傳感器可以正常工作,但是并不等于說傳感器的各項指標就不保證了,只是我們生產廠家沒有去測試而已(因為考慮到浪費能源等原因,沒有太多的必要),實際上我們的補償都是線性補償,一般來說都不會超差.

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只有輸入輸出阻抗,絕緣電阻及零點輸出大小.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600-700歐姆)則傳感器已損壞.接下來再測零點輸出,若傳感器激勵電壓為12.5V,則輸出 應小于3 mV.若零點超差如十幾毫伏(輸入輸出阻抗是好的)則傳感器已超載過(產生塑性變形).若以上三項指標都是好的,而秤讀數不穩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,絕緣電阻應該大于5000 M歐姆.一般,傳感器不會非線性,滯后,重復性損壞(這些性能是由傳感器結構設計決定的).

4能否將傳感器電纜加長或減短?
答:原理上講是不好的,傳感器的靈敏度會改變,若是多用傳感器可能角差用接線盒調不過來(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.

hao．剛入行，希望多發表