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基于應變計的傳感器和放大器的選擇和校準

作者:時間:2022-12-19來源:收藏

在選擇基于應變計的/組合來采集力、負載、壓力或扭矩等數據時,需要牢記幾個重要的考慮因素。除了測量范圍外,還必須考慮的靈敏度以及所需的激勵(電源)電壓。

本文引用地址:http://www.newmiphone.com/article/202212/441738.htm


在選擇基于應變計的/組合來采集力、負載、壓力或扭矩等數據時,需要牢記幾個重要的考慮因素。除了測量范圍外,還必須考慮傳感器和放大器的靈敏度以及所需的激勵(電源)電壓。


一旦您選擇了合適的傳感器/放大器組合并啟動并運行了DATAQ Instruments數據采集系統,您將需要顯示和獲取有意義的單位(lbs,psi等)。這是使用WinDaq數據采集軟件內置的校準功能實現的。


本應用筆記旨在為您提供必要的知識,幫助您選擇合適的應變計傳感器/放大器組合,并獲取準確、有意義的數據。


靈敏度(表壓系數)


靈敏度,有時稱為表壓系數,用于確定連接指定電源(激勵)電壓并施加物理量的傳感器的輸出電壓。將激勵電壓乘以靈敏度得到傳感器的滿量程輸出(圖 1)。


基于應變計的傳感器和放大器的選擇和校準

圖1- 施加10V激勵,靈敏度為3mV/V


傳感器的最大滿量程輸出為 30mV (10V * 3mV/V)。


瞬時輸出電壓與施加的物理量成正比。以0-100 psi壓力傳感器為例,它需要10V的激勵,靈敏度為2mV/V。施加 100 psi 時,傳感器將輸出 20mV(滿量程輸出),施加 50 psi 時,傳感器將輸出 10mV(滿量程輸出的一半)。


測量范圍


與基于應變計的傳感器一樣,放大器也有靈敏度規格。理想情況下,傳感器和放大器將具有相同的靈敏度,使您能夠利用傳感器的整個測量范圍(圖2)。


基于應變計的傳感器和放大器的選擇和校準

圖2-計算靈敏度比(R),R =傳感器靈敏度/放大器靈敏度= 3/3 = 1。


將探頭的滿量程測量范圍除以R,10,000 psi / 1 = 10,000 psi。


由于傳感器和放大器具有相同的靈敏度,因此放大器能夠放大傳感器的整個測量范圍(10,000 psi)。


如果換能器的靈敏度高于放大器,則換能器將未得到充分利用,靈敏度比將>1(圖3)。


基于應變計的傳感器和放大器的選擇和校準

圖3-計算靈敏度比(R),R =傳感器靈敏度/放大器靈敏度= 3 / 2 = 1.5。


將傳感器的滿量程測量范圍除以 R,10,000 psi / 1.5 = 6666.67 psi。


由于傳感器具有更高的靈敏度,放大器無法放大傳感器的整個范圍(10,000 psi),從而將滿量程測量范圍限制在6666.67 psi。


同樣重要的是要記住,雖然制造商可能會在目錄中將傳感器的靈敏度列為2mV/V,但實際靈敏度將在規格表中列為2.09mV/V或2.14mV/V。為了確保最準確的測量,在校準過程中必須考慮這些輕微的偏移(見下表1)。為了確保傳感器/放大器組合能夠容納您嘗試獲取的全部數據范圍,可能需要增大傳感器的尺寸(例如,如果您要測量0-120 psi,請選擇具有0-150 psi滿量程測量范圍的傳感器)。


如上所示,在選擇基于非放大應變計的傳感器時,請務必密切注意靈敏度?;趹冇嫷膫鞲衅骶哂?2mV/V 或 3mV/V 靈敏度,非常適合 DATAQ 儀器應變計放大器(DI-8B38-05、DI-8B38-02)。


校準


使用表 1 中概述的三個簡單步驟計算滿量程和基線值以輸入WinDaq。


基于應變計的傳感器和放大器的選擇和校準


計算滿量程和基線值后,使用WinDaq數據采集軟件中內置的“歐盟設置”功能來顯示有意義的工程單位。


使用應用示例1(表1):


在傳感器未施加壓力的情況下,從“編輯”下拉菜單中選擇“工程單位設置”

保持較低電平,伏特不變,并在低電平,歐盟框中輸入 0(零)

在“上層,伏特”框中輸入 5,在“上層,歐盟”框中輸入 150

將歐盟標簽更改為“psi”

點擊“確定”


基于應變計的傳感器和放大器的選擇和校準


WinDaq 現在已擴展到顯示工程單位 (psi)。


結論


要使用基于應變計的傳感器/放大器組合顯示和獲取準確、有意義的數據,必須密切注意傳感器和放大器的靈敏度以及所需的電源(激勵)電壓。




關鍵詞: 傳感器 放大器

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