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      應(yīng)變傳感器計(jì)量特性的校準(zhǔn)方法

      2019-09-10 21:05:15余峰
      關(guān)鍵詞:校準(zhǔn)方法計(jì)量傳感器

      余峰

      摘 要:隨著工業(yè)生產(chǎn)和自動化水平的提高,技術(shù)的不斷發(fā)展,傳感器的類型也在不斷更新。本文研究分析了可變傳感器測量特性的校準(zhǔn)方法,以供參考。

      關(guān)鍵詞:傳感器;計(jì)量;校準(zhǔn)方法

      1 前言

      在眾多傳感器中,電流傳感器具有無與倫比的優(yōu)勢,可以測量任何波形電流,并且輸出端子可以更準(zhǔn)確地反映輸入電流的波形參數(shù)。它已逐漸成為傳感器未來應(yīng)用的方向。

      2 傳感器技術(shù)在工業(yè)中的具體應(yīng)用

      2.1 傳感器技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用

      1)切割過程中傳感器技術(shù)的應(yīng)用。在機(jī)械加工切削過程中,傳感器技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了切削力的變化,切削過程中的振動以及刀具與工件之間的接觸的自動識別,從而實(shí)現(xiàn)了振動,切削聲發(fā)射,切削力等可以在機(jī)械切割過程中自動調(diào)整切割功率參數(shù),以確保切割過程中的生產(chǎn)率,切割制造成本,材料切割率等。2)傳感器在機(jī)械生產(chǎn)過程的識別過程中,傳感器技術(shù)的應(yīng)用可以自動識別發(fā)送到機(jī)床的工件是否為需要加工的工件,還可以自動識別工件安裝位置是否符合要求,工藝規(guī)范,還可以自主感知加工工件的加工余量和缺陷指示。3)傳感器在工具和砂輪中的應(yīng)用。在機(jī)械加工過程中,切削和磨削是非常重要的工藝步驟,在長期加工和生產(chǎn)工具或砂輪時,不可避免的會發(fā)生磨損.這將導(dǎo)致工具和砂輪失去原始的研磨能力,因此無法保證機(jī)械生產(chǎn)的精度和完整性。傳感器在機(jī)械加工生產(chǎn)中的應(yīng)用可以自動識別刀具或砂輪故障。這為機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量提供了保證。

      2.2 傳感器技術(shù)在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用

      “數(shù)控機(jī)床”是通過數(shù)控技術(shù)控制的機(jī)床,傳感器技術(shù)在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用也是傳感器技術(shù)與工業(yè)系統(tǒng)集成的體現(xiàn)。例如,在數(shù)控機(jī)床中,在工業(yè)技術(shù)下,機(jī)床運(yùn)動軌跡可以以數(shù)字形式編碼,并將代碼記錄到工業(yè)數(shù)控系統(tǒng)中,從而可以使用編碼操作和編譯來控制自動化機(jī)床工作。但是,由于在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過程中傳動軸容易出現(xiàn)超速傳動的現(xiàn)象,這將對數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響,傳感器技術(shù)的應(yīng)用會更好。組件操作的目的在CNC機(jī)床系統(tǒng)中是不可替代的角色。在傳感器下方,可以對CNC機(jī)床部件的運(yùn)動和溫度進(jìn)行監(jiān)控,并實(shí)時監(jiān)控工件的位置和速度;如果發(fā)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的操作有問題,傳感器將感知信息并將其轉(zhuǎn)換為可以根據(jù)特定規(guī)則輸出信號的設(shè)備,降低了數(shù)控機(jī)床故障的可能性,為企業(yè)的生產(chǎn)效率提供了保證。

      3 應(yīng)變傳感器的校準(zhǔn)方法

      3.1 單參數(shù)環(huán)境下的校準(zhǔn)

      國內(nèi)已開展的傳感器的性能校準(zhǔn)研究絕大多數(shù)建立在傳感器的敏感參數(shù)(單參數(shù))環(huán)境基礎(chǔ)上.為了解決加速度計(jì)的溫度系數(shù)校準(zhǔn)問題,基于精密離心機(jī),結(jié)合半導(dǎo)體制冷技術(shù),設(shè)計(jì)研制了一套高低溫環(huán)境下的大g值加速度計(jì)溫度系數(shù)校準(zhǔn)裝置,對高溫氣流溫度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)工作,通過在溫度氣流環(huán)境下測試工業(yè)發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等部件中的不同類型溫度傳感器的測溫偏差,分析其關(guān)鍵的影響參數(shù)的影響機(jī)理,最終得到溫度傳感器的測溫偏差的影響規(guī)律,從而有效提高高溫氣流溫度的測量準(zhǔn)確性。

      3.2 現(xiàn)場校準(zhǔn)

      隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展,對傳感器性能的要求也越來越嚴(yán)格?;趯?shí)驗(yàn)室環(huán)境的校準(zhǔn) 方法不能完全保證傳感器測試數(shù)據(jù)在實(shí)際使用環(huán)境中的可靠性。為此,在復(fù)雜環(huán)境中傳感器性能的校準(zhǔn)對于提高傳感器的測量精度具有重要意義。例如,為了保證炮兵系統(tǒng)的沖擊振動測量和測試分析能力,滿足新炮兵開發(fā)技術(shù)的要求,采用激光干涉法將沖擊響應(yīng)譜儀的標(biāo)定和加速度計(jì)的頻率響應(yīng)特性相結(jié)合校準(zhǔn),并基于虛擬儀器的構(gòu)造方法編寫了一套影響綜合自動校準(zhǔn)系統(tǒng)。它可以在確定加速度傳遞函數(shù)的同時分析脈沖響應(yīng)譜,并全面實(shí)現(xiàn)兩個校準(zhǔn)函數(shù)。提高工業(yè)領(lǐng)域中沖擊振動的測量和校準(zhǔn)能力。線位移傳感器的線性度是傳感器的關(guān)鍵特征,通常在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行校準(zhǔn)。但是,實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)不僅會忽略參考垂直度誤差和移動軸的平行度誤差對線性的影響,而且還會因傳感器的反復(fù)拆卸而損壞傳感器的敏感組件。為此,根據(jù)現(xiàn)場的現(xiàn)有條件,根據(jù)精加工站的現(xiàn)場環(huán)境,設(shè)計(jì)和制造用于空間直接接觸測量的專用工具。根據(jù)系統(tǒng)的精度,選擇合適的量塊作為校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn),最后建立一套。現(xiàn)場校準(zhǔn)系統(tǒng),用于精加工站定位液位測量系統(tǒng)。根據(jù)JJF1305-2011的要求,進(jìn)行了誤差和重復(fù)性分析。比較了現(xiàn)場校準(zhǔn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)室結(jié)果,以確認(rèn)現(xiàn)場校準(zhǔn)系統(tǒng)具有很高的校準(zhǔn)精度,并且可以減少傳感器精度的二次損壞,非常適合該站點(diǎn)靜態(tài)校準(zhǔn)。

      3.3 多參數(shù)環(huán)境下的校準(zhǔn)

      現(xiàn)場校準(zhǔn)雖然可以最大程度地還原傳感器的實(shí)際工作環(huán)境,但由于測試成本較高、測試方法復(fù)雜等不利因素,導(dǎo)致現(xiàn)場校準(zhǔn)的發(fā)展大大受限。研制傳感器的實(shí)驗(yàn)室多參數(shù)模擬環(huán)境是目前研究的另一重要手段,如GJB150.24A中所提到的溫度、濕度、振動和高度四種環(huán)境影響因素的多種組合模式。其中,溫控試驗(yàn)箱可創(chuàng)造低溫和高溫兩種環(huán)境條件,溫度范圍分別為-60~20℃和20~130℃,并具有相當(dāng)均勻度和波動度的大范圍溫度場;精密離心機(jī)主要提供大于1g的標(biāo)準(zhǔn)加速度。利用此校準(zhǔn)裝置,可以創(chuàng)造多種加速度與溫度的耦合場,從而實(shí)現(xiàn)加速度計(jì)在不同g值下溫度系數(shù)的校準(zhǔn)。

      4 結(jié)論

      傳感器已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活和生產(chǎn)中。他們檢測到的數(shù)據(jù)的可靠性直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,一些檢測方法用于校準(zhǔn)計(jì)量性能,便可以準(zhǔn)確地確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此,盡管該國沒有傳感器驗(yàn)證程序或校準(zhǔn)規(guī)范,但我們可以參考一些傳統(tǒng)的儀器驗(yàn)證程序,結(jié)合傳感器的特性來校準(zhǔn)當(dāng)前傳感器。實(shí)驗(yàn)表明這是可行的,這在測量工作中是必需解決的問題。

      參考文獻(xiàn)

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      [3]魏元,王新,徐岱.Gardon式圓箔熱流傳感器減振抗沖擊和耐高溫性能優(yōu)化[J].計(jì)測技術(shù),2012,32(6):46-49.

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