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傳感器輸出信號測量儀檢測方法探討

發布時間:2021-01-09 09:37:23 |來源:網絡轉載

一、概述
稱重傳感器作為重點管理計量器具廣泛用於各類電子衡器,稱重傳感器生產過程中須對其輸出參數進行補償調試及出廠檢測;稱重傳感器的檢測通常用力標準機對傳感器施加規定的力,同時用傳感器輸出信號測量儀監測傳感器的輸出信號;目前國內大多數傳感器生產企業都采用以mV/V為測量單位的傳感器輸出信號測量儀作為傳感器的輸出信號的監測儀表;由於這種儀表是一種專用的測量儀表,不少計量檢測結構對其特性不夠了解,仍沿用數字電壓表的測量方法對其進行測試,因此測量結果帶有較大的測量不確定度,從而影響到傳感器的測量結果。
二、測量方法簡述

1.用精密電橋比對的方法進行測量
測量儀器:精密電橋、精密數字測量儀

稱重傳感器測量方法簡述圖

測量方法:在規定的條件下,在規定的時間內分別用精密數字測量儀及被測傳感器輸出信號測量儀對精密電橋進行測量,通過比較兩者的數據實現傳感器輸出信號測量儀的檢測
2.用標準信號源及精密數字電壓表進行間接測
測量儀器:標準信號源、精密數字電壓表

測量方法:在規定的條件下,用標準信號源將標準電壓信號送到傳感器輸出信號測量儀的輸入端,同時用數字電壓表監測傳感器輸出信號測量儀輸出端的激勵電壓,將兩者的比值作為標準值與傳感器輸出信號測量儀的讀數進行比較實現傳感器輸出信號測量儀的檢測。

稱重傳感器用標準信號源及精密數字電壓表進行間接測圖

3.用精密電橋及兩台數字電壓表進行簡介測量

測量儀器:精密電橋、數字電壓表
測量方法:在規定的條件下,將精密電橋接入傳感器輸出信號測量儀,用一台數字電壓表監測精密電橋的輸出信號,用另一台數字電壓表監測精密電橋的激勵電壓,將兩者的比值作為標準值與傳感器輸出信號測量儀的讀數進行比較實現傳感器輸出信號測量儀的檢測。
三、測量誤差分析

稱重傳感器用精密電橋及兩台數字電壓表進行簡介測量圖

由於傳感器輸出信號測量儀是采用比例法進行測量,其內部激勵電壓為低精度穩壓源,測量過程中激勵電壓的波動徳相對較大,盡管實際使用時測量到的相對輸出mV/V數非常穩定,怛測量過程中傳感器輸入激勵電壓及輸出的電壓同步波動,隻有在確保輸入激勵電床及輸出的電壓進行同步測量時,才能用外部儀表進行精密測量,這在實際操作時是非常困難的;另外傳感器輸出信號測量儀輸出端測得的電壓與儀表反饋的橋端電壓由於導線分壓關係並不一致,這將引入一個係統誤差。
用標準信號源、精密數字電壓表的方法對傳感器輸出信號測房儀進行測量時盡管輸入的標準信號比較穩定,但傳感器輸出信號測量儀輸出的是相對於即時激勵電壓的輸入信號,外部檢測到的實際激勵電壓無法保證與內部即時電壓同步,因而,由此能產生較大的測量誤差。
另外標準宜流小信號源自身的不確度也相對較大,精密數字電圧表直流小信號測最範闈的準確度也無法保證,因此,這種方法較少被采用。
四、試驗
(一)用精密電橋及兩台數字電壓表進行間接
測量,測景対象為2000型標準負荷測量儀;測量時將精密電橋接入2000型標準負荷測量儀,用一台數字電壓表監測2000型標準負荷測量儀的激勵電壓,另一台數字電壓表監測2000型標準負荷測量儀的輸出電莊,將兩塊數字電壓表讀數的比值作為標準值,通過比較,對2000型標準負荷測量儀進行檢測,為了觀察測量結果的複現性,在上午和下午各進行一次測量,測量數據見表1、表2。

稱重傳感器用數字電壓表進行間接測量表

稱重傳感器用數字電壓表進行間接測量表

稱重傳感器用數字電壓表進行間接測量表

(二)用精密電橋及精密數字測量儀MGCplus進行測量,測量時先用精密電橋接入精密數字測量儀測量精密電橋的數據作為標準數據,然後再用精密電橋接入2000型標準負荷測量儀測量精密電橋的數據,通過比較兩者數據進行測量,同樣在上午及下午各測量一次,測量數據見表3。

稱重傳感器用精密電橋及精密數字測量儀進行測量表

五、結果分析
在同一天用兩種方法對傳感器輸出信號測量儀進行測量,測量結果對照如下

傳感器輸出信號測量儀測量結果表

顯然,用精密數字測量儀測量時自己複現性誤差非常小,而用數字電壓表進行測量時標準值本身的複現性誤差遠遠大於被測儀表的複現性誤差,因此,其測量結果的不確定度非常大;另外從被測儀表的最大示值誤差來看,用數字電壓表測得的示值誤差遠遠大於用精密數字測量儀測得的示值誤差,由於2000型標準負荷測量儀的示值誤差通常0.01%左右,之所以測量結果達到0.03級,實際上是由於測量方法不合理帶來的係統誤差。

 

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