超声波传感器的基本参数

带你认识基本的传感器特性参数

文章来源：易择传感资讯网-专业的传感器行业综合信息平台

传感器的关键性能参数有多种，其中最为基本的有：量程、灵敏度、线性度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、带宽，本文将对这些参数进行一一介绍。

量程

每个传感器都有自身的测量范围，被测量处在这个范围内时，传感器的输出信号才是有一定的准确性的。

传感器的量程XFS、满量程输出值YFS、测量上限Xmax、测量下限Xmin的关系见下图。

灵敏度

传感器的灵敏度是指其输出变化量ΔY与输入变化量ΔX的比值，可以用k表示。对于一个线性度非常高的传感器来说，也可认为等于其满量程输出值YFS与量程XFS的比值。灵敏度高通常意味着传感器的信噪比高，这将会方便信号的传递、调理及计算。

k=ΔYΔX

线性度

传感器的线性度又称非线性误差，是指传感器的输出与输入之间的线性程度。理想的传感器输入-输出关系应该是程线性的，这样使用起来才最为方便。但实际中的传感器都不具备这种特性，只是不同程度的接近这种线性关系。

实际中有些传感器的输入-输出关系非常接近线性，在其量程范围内可以直接用一条直线来拟合其输入-输出关系。有些传感器则有很大的偏离，但通过进行非线性补偿、差动使用等方式，也可以在工作点附近一定的范围内用直线来拟合其输入-输出关系。

选取拟合直线的方法很多，上图表示的是用最小二乘法求得的拟合直线，这是拟合精度最高的一种方法。实际特性曲线与拟合直线之间的偏差称之为传感器的非线性误差δ,其最大值与满量程输出值YFS的比值即为线性度γL。

γ𝐿=±δYFS×100%

迟滞 当输入量从小变大或从大变小时，所得到的传感器输出曲线通常是不重合的。也就是说，对于同样大小的输入信号，当传感器处于正行程或反行程时，其输出值是不一样大的，会有一个差值ΔH，这种现象称为传感器的迟滞。

产生迟滞现象的主要原因包括传感器敏感元件的材料特性、机械结构特性等，例如运动部件的摩擦、传动机构间隙、磁性敏感元件的磁滞等等。迟滞误差γH的具体数值一般由实验方法得到，用正反行程最大输出差值ΔHmax的一半对其满量程输出值YFS的比值来表示。

第1

卷第1

期

1980

年2月仪器仪

C

HI

NEEJ

ONA

LOF表学

报】。

CI

ENIFIC

INM

EN。

电涡流传感

器的

基本原

理分析与

参数选择’

谭祖

根陈

守川

谭祖根付教授

【

提要】

本文讨论了

电涡

流传感器的基本原理,

指出

输入

量可以

变换为传感器的Q值、

等效阻

抗、

等效电感三个参数,

因

此采用

相应的

测量线路,

可以

把电涡

流传感器分成三

种

类型。

文

中对三种类型

进行了比

较。

此外,

还分析了

传感器线

圈参数对仪表线性范围、灵敏

度的影响。

一、

前-习山山

目

在

机械

振动技术研究和连续

监视过

程中,

一再提出了无

接触测量

问题。

作为无接触测量

的传感器,

以

前用

得最多的是电

感式和电

容式两

种,电

感传感器虽然

使用可

靠,

但是

体积

大,

测量的线性

范围小,

电

容传感器的体积小,

结构简单,

灵敏度高,

但是测量

的范围

小,

测量

值受介质和电

磁场的影响较大,

在现场使

用亦有困

难,

因此都

不能满足实际

使用

中的要求。

为了

克服上

述两

种传感器的缺点,

发展了一

种建

立在电涡

流原理上的传

感器,

即电涡流传感

器。

它可以

把位移、

振幅、

厚度、

尺寸、

裂纹…

等参数变换成电量来

进行测量,

并

且具有侧

量线性范围大,

结构简单,

不受油污

等介质的影响,

频响宽,

抗干

扰能力

强等优点。

国外

已用于

汽轮机、

空

气压

缩机…

等旋转轴

的径向振动测量

与轴向位移测量,

并用来作为连续监

控装置。

浙江

大学动态测试技术与仪器教研组于

76年开始,

先后

与三机部608

所,

624所,

杭州自动化仪器厂

等兄弟单位协作,

研制成功了电涡流

式位移振幅测量仪和电

厂汽轮机监视

用位移计、

振动计、

偏心

度计等。

国内其

它一些

兄弟单位亦在进行这方面

仪

器的研制工作。

在研制过程中遇

到了一些

关于

电涡

流传感器的基本理论问题。

因此本文将

对电涡

流传

感器

的

基本原

理作一分

析,

并对影响传感器性能的一些主

要参数进行讨

论。

最后配以相

应的测量线

路,

对电涡流

传感器进

行分类,

并加以比较讨论。

.本文

于19了9

年5月收到。

114

仪器仪表学

报第1

卷

二、

电

涡流传

感器的

原理分析

电涡

流传感器主要是一只固

定于

框架

上的扁平

体积传感器参数设置

说明： EC4即4MA， 对应的距离值一般设为2.5M (约98.4英寸)

EC20即20MA，对应的距离值一般设为0.25M（约9.84英寸）

(注：你们的传感器显示单位为英寸)

参数设置：

1、按MENU键直到EC4出现，等一会出现的数值是当前测量的液面距离值，再按向上键一次，显示为默认值（216），如果用这个值，就按下SET键，锁定这个值为新EC4的设定值，如果不用这个值，就按向上或向下键增加或减少这个数值，直到所需值（如2.5M对应98.4）出现后，按下SET键，输入这个值做为EC4的新设定值。

（应将216改为98.4英寸，EC20时将8改为9.8英寸即可）

2、按MENU直到EC20出现，过程及设置方法同上

3、继续按住MENU键会出现以下等参数项：

SAF1/SAF2/SAF3：失败------安全设置：

SAF1：如果信号LOST，当前测量值将增到22MA

SAF2：如果信号LOST，当前测量值将减少到4MA

SAF3：如果信号LOST，当前测量保持恒定数值

按下MENU键，直到SAF1，SAF2，或SAF3出现，按住SET键当需要的设置出现时，松开SET键，最后显示的设置将被保存，要改变，重新设置即可。

4、FAST/SLOW：响应平均值

FAST：是标准设置，每秒钟两个响应信号，取平均值，每秒更新。

SLOW：剧烈干扰时用，前10秒的信号平均值。

当用SAF1/2/3时，FAST为前30秒，SLOW为前2.5分钟

5、ALIN：校验模式：

ON/OFF：校验模式开/闭

按下MENU键直到ALIN出现，继续按住MENU，直到OFF出现，按下SET键，从OFF变成ON，松开SET键，传感器就处于ALIN校验模式。

6、MAXR：最大量程：216英寸 （5 .484M）

按下MENU键直到MAXR出现，继续按MENU一次，出现一个数值，这个值是当前设定的最大值，如果继续用这个值，按下SET键保存，如果不用这个值，就用向上或向下键来增大或减少这个值到期望值，然后按下SET键保存设置。

称重传感器的原理与技术参数基本定义

随着技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料

的快速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，

称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置，从以前不能称重的大型罐、料斗等重量计

测以及吊车秤、汽车秤等计测控制，到混合分配多种原料的配料系统、生产工艺中的自动检

测和粉粒体进料量控制等，都应用了称重传感器，目前，称重传感器几乎运用到了所有的称

重领域。

1．高速定量分装系统

本系统由微机控制称重传感器的称重和比较，并输出控制信号，执行定值称量，控制外

部给料系统的运转，实行自动称量和快速分装的任务。

系统采用MCS-51单片机和V/F电压频率变换器等电子器件，其硬件电路框图如图1所

示，用8031作为中央处理器，BCD拔码盘作为定值设定输入器，物料装在料斗里，其重量

使传感器弹性体发生变形，输出与重量成正比的电信号，传感器输出信号经放大器放大后，

输入V/F转换器进行A/D转换，转换成的频率信号直接送入8031微处理器中，其数字量由

微机进行处理。微机一方面把物重的瞬时数字量送入显示电路，显示出瞬时物重，另一方面

则进行称重比较，开启和关闭加料口、放料于箱中等一系列的称重定值控制。

图1 原理框图

在整个定值分装控制系统中，称重传感器是影响电子秤测量精度的关键部件，选用

GYL-3应变式称重测力传感器。四片电阻应变片构成全桥桥路，在所加桥压U不变的情况

下，传感器输出信号与作用在传感器上的重力和供桥桥压成正比，而且，供桥桥压U的变

化直接影响电子称的测量精度，所以要求桥压很稳定。毫伏级的传感器输出经放大后，变成

了0-10V的电压信号输出，送入V/F变换器进行A/D转换，其输出端输出的频率信号加到

单片机8031定时器1的计数、输入端T1上。在微机内部由定时器0作计数定时，定时器0

的定时时间由要求的A/D转换分辩率设定。