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1、2002年第21卷第5期 传感器技术(JournalofTransducerTechnology)1综述与评论传感器非线性的硬件校正方法周胜海(信阳师范学院应用电子技术研究所,河南信阳464000)摘 要:从应用的角度总结了传感器非线性的硬件校正方法,讨论了这些方法的优点、局限和应用技巧。讨论结合实例,实用性强,对传感器非线性的硬件校正技术具有较好的指导作用。关键词:传感器;特性;非线性;校正中图分类号:TP212.9文献标识码:A文章编号:1000-9787(2002)05-0001-04Correctionmethod
2、sofsensorcharacteristicnonlinearitybyhardwaresZHOUSheng2hai(InstofAppliedElctTechn,XinyangTeachersCollege,Xinyang464000,China)Abstract:Onthepurposeofpracticaluse,thecorrectionmethodsofsensorcharacteristicnonlinearitybyhard2waresarepresented.Themainadvantages,limitationsand
3、applicationtechniquesforeverymethodsarestudied.Allthediscussionsareillustratedwithpracticalexamplesforseveringpracticebetter.Thisisofgreatvalueforcorrectiontechniquesofsensorcharacteristicnonlinearitybyhardwares.Keywords:sensor;characteristic;nonlinearity;correction0引 言使其等
4、效电阻值与温度的关系在一定的温度范围内传感器的特性一般是非线性的,但在设计、制造近似呈线性。一般情况下,取回路电流作输出量时和使用传感器时,往往需要使用硬件方法或软件方选用串联形式,在电桥测量电路中选用并联形式或法对这种非线性予以校正,即使其特性线性化。其串、并联形式。金属电阻器的取值对校正效果有重中硬件方法在实时性强、简便、经济等方面具有软件要影响。对应用较多的并联形式,设Rh、Rm、Rl分方法难以替代的优势。本文从应用的角度总结传感别为热敏电阻在高温Th、中温Tm、低温Tl下的电器非线性的硬件校正方法,讨论这些方法的优点、局阻值,并取T
5、m-Th=Tl-Tm,则金属电阻器的阻限和应用技巧。值R的取值为因传感器的种类和型号繁多、特性各有不同,又Rm(Rh+Rl)-2Rh·RlR=.为突出实用,故以下讨论均结合实例。但每种校正Rh+Rl-2Rm其它联接形式中金属电阻器的取值方法可参考方法的原理和技术都具有普遍意义,可用于具有类有关文献[1,2]。这种校正方法的效果是最大非线性似特性的其它型号的传感器。误差在0～40℃范围内为0.15℃、0～100℃范围1用串、并联电阻网络对有些非线性传感器,简单地用固定电阻器与内为1.5℃。传感元件串、并联,只要电阻值选取合适,即可将非热电阻(
6、如铂电阻、铜电阻)的非线性(一般为线性校正到满意的程度。二次或三次多项式)也可以用这种方法予以校正,[3]热敏电阻器的阻值与温度之间呈指数关系。实且校正效果较好。践中可用温度系数很小的金属电阻器与其串联或并这种校正方法元件少(只一只或两只电阻器),联或同时串、并联,一起构成电阻网络,来代替单个成本低,十分简便,但校正范围一般较窄,否则校正的热敏电阻器,只要金属电阻器的阻值选取合适,可准确度不高,主要用于被测量变化范围不大的场合。收稿日期:2002-01-072 传感器技术
7、 第21卷2改变被测量的零值输出 该电路是把传感器输出电压Vs馈送到A1的输有些传感器的特性在某一段呈较好的线性,实入端,因经A3反相,故构成正反馈。电路可提高践中可以设法避开非线性段,而直接利用线性段,改500℃附近的饱和输出电压。因正反馈,故在温度范变被测量的零值输出就是一种简便、有效的方法。围内输出电压抬高很多,非线性得到明显改善。电路振弦式传感器的输出(振弦的振动频率)与输调整方法如下(用普通电阻代替TRRA102B进行调[4]入F(张力)的1/2次方成正比,特性曲线为抛物线,整):①接入相当于0℃的1kΩ电阻器,用W1调如
8、图1所示。零;②接入相当于100℃的1.385kΩ电阻器,用W3调增益;③接入相当于500℃的2.809kΩ电阻器,用W2调线性;④反复调整,使之在0～500℃范围内都适用。该电
