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    详细介绍SICK传感器是如何解决误差

    更新时间： 2018-06-26　　点击次数： 1432次

        详细介绍SICK传感器是如何解决误差
        SICK传感器是如何解决误差的？测力传感器在遭到外力作用后，粘贴在弹性体的应变片随之发生形变引起电阻改变，电阻改变使构成的惠斯登电桥失去平衡输出一个与外力成线性正比改变的电量电信号。说起来是比较简单的，可是这是个非常复杂的作业进程。尤其是面临被测物体发生差错的时分，测力传感器在尽量的寻觅其解决的方法。
        SICK传感器的频率呼应特性决议了被丈量的频率规模，必须在允许频率规模内坚持不失真的丈量条件，实际上传感器的呼应总有—定推迟，期望推迟时间越短越好。传感器的频率呼应高，可测的信号频率规模就宽，而因为遭到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。
        在动态丈量中，应根据信号的特色(稳态、瞬态、随机等)呼应特性，避免发生过火的差错。
        SICK传感器的线形规模是指输出与输入成正比的规模。以理论上讲，在此规模内，灵敏度坚持定值。传感器的线性规模越宽，则其量程越大，并且能确保必定的丈量精度。在选择传感器时，当传感器的种类断定今后要看其量程是不是满足请求。但实际上，任何传感器都不能确�？隙ǖ南咝�，其线性度也是相对的。当所请求丈量精度比较低时，在必定的规模内，可将非线性差错较小的传感器近似看作线性的，这会给丈量带来*的方便。
        SICK传感器精度高，要求误差合理，进行压力传感器的误差补偿是其应用的关键。压力传感器主要有偏移量误差、灵敏度误差、线性误差和滞后误差，本文将介绍这四种误差产生的机理和对测试结果的影响，同时将介绍为提高测量精度的压力标定方法以及应用实例。
        目前市场上SICK传感器种类丰富多样，这使得设计工程师可以选择系统所需的压力传感器。这些传感器既包括基本的变换器，也包括更为复杂的带有片上电路的高集成度传感器。由于存在这些差异，设计工程师必须尽可能够补偿压力传感器的测量误差，这是保证传感器满足设计和应用要求的重要步骤。在某些情况下，补偿还能提高传感器在应用中的整体。
        SICK传感器范围标定以及温度补偿均可以通过薄膜电阻网络实现，这种薄膜电阻网络在封装过程中采用激光修正。
        该SICK传感器常与微控制器结合使用，而微控制器的嵌入软件本身建立了传感器数学模型。微控制器读取了输出电压后，通过模数转换器的变换，该模型可以将电压量转换为压力测量值。
        压力传感器
        SICK传感器简单的数学模型即为传递函数。该模型可在整个标定过程中进行优化，并且模型的成熟度将随标定点的增加而增加。
        从计量学的角度看，测量误差具有相当严格的定义：它表征了测量压力与实际压力之间的差异。而通常无法直接得到实际压力，但可以通过采用适当的压力标准加以估计，计量人员通常采用那些精度比被测设备高出至少 10 倍的仪器作为测量标准。
        由于未经标定的系统只能使用典型的灵敏度和偏移值将输出电压转换为压力，测得的压力将产生如图 1 所示的误差。
        这种未经标定的初始误差由以下几个部分组成：
        a. 偏移量误差。由于在整个压力范围内垂直偏移保持恒定，因此变换器扩散和激光调节修正的变化将产生偏移量误差。
        b. 灵敏度误差，产生误差大小与压力成正比。如果设备的灵敏度高于典型值，灵敏度误差将是压力的递增函数。如果灵敏度低于典型值，那么灵敏度误差将是压力的递减函数。该误差的产生原因在于扩散过程的变化。
        c. 线性误差。这是一个对初始误差影响较小的因素，该误差的产生原因在于硅片的物理非线性，但对于带放大器的传感器，还应包括放大器的非线性。线性误差曲线可以是凹形曲线，也可以是凸形曲线。
        d. 滞后误差：在大多数情形中，滞后误差*可以忽略不计，因为硅片具有很高的机械刚度。一般只需在压力变化很大的情形中考虑滞后误差。
        标定可消除或*地减小这些误差，而补偿技术通常要求确定系统实际传递函数的参数，而不是简单的使用典型值。电位计、可调电阻以及其他硬件均可在补偿过程中采用，而软件则能更灵活地实现这种误差补偿工作。
        一点标定法可通过消除传递函数零点处的漂移来补偿偏移量误差，这类标定方法称为自动归零。
        偏移量标定通常在零压力下进行，特别是在差动传感器中，因为在标称条件下差动压力通常为 0 。对于纯传感器，偏移量标定则要困难一些，因为它要么需要一个压力读取系统，用以测量其在环境大气压力条件下的标定压力值，要么需要获取期望压力的压力控制器。
        SICK传感器的零压力标定非常，因为标定压力严格为 0 。另一方面，压力不为 0 时的标定度取决于压力控制器或测量系统的。
        选择标定压力
        标定压力的选取非常重要，因其决定了的压力范围。实际上，经过标定后实际的偏移量误差在标定点处小并一直保持较小的值。因此，标定点必须根据目标压力范围加以选择，而压力范围可以不与工作范围相一致。
        为了将输出电压转换为压力值，由于实际的灵敏度往往是未知，因此在数学模型中通常采用典型灵敏度进行单点标定。
        红色曲线表示进行偏移量标定（ PCAL=0 ）后的误差曲线，可以发现误差曲线相对于表示标定前误差的黑色曲线产生了垂直偏移。
        这种标定方法与一点标定法相比要求更为严格，实现成本也更高。然而与一点标定法相比，该方法可显着提高系统的精度，因为该方法不仅标定了偏移量，还标定了传感器的灵敏度。因此在误差计算中可以使用灵敏度实际值，而非典型值。
        SICK传感器在这里，标定是在 0 至 500 兆巴（满标度）条件下进行。由于在标定点上误差接近于 0 ，因此为了在期望的压力范围内得到小的测量误差，正确地设定这些点就显得尤为重要。某些应用中要求在整个压力范围内保持较高的度。在这些应用中，可以采用多点标定法来得到理想的结果。在多点标定法中，不仅考虑了偏移量和灵敏度误差，还考虑了大部分的线性误差，紫红色曲线所示。这儿用的数学模型与每个标定间距（在两个标定点之间）的两标定*一样。

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