如何选定位移传感器的精度

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1、如何调整位移传感器的精度精度指标是测量系统最重要的指标之一。因此将有关精度问题单列一文讨论。经常有这样的情况：用户有时候安装了一支高精度的传感器后，发现系统的精度并不像所希望的那么好。或者是一套测试设备在实验室条件下测试情况良好，但是装入系统后效果就不理想。因此，讨论系统的精度就是讨论系统的综合误差。这里应同时考虑以下这几个问题：1产生系统综合误差的几个原因系统的综合误差由以下几个部分组成：（１）测量仪表误差；（２）安装误差；（３）定标误差；（４）方法误差；（５）环境误差。以上几项误差并非孤立存在，有时还相

2、互影响。比如环境误差不仅影响测量仪表，而且影响安装误差。2测量仪表误差因为讨论误差时感兴趣的是模拟量输出信号，因此这里的测量仪表对带有二次仪表的传感器来说指的是传感器与二次仪表的综合误差。人们通常从两个方面来评价传感器的精度特性：（１）在参比条件（即常温、常湿、除地磁场外无其它电磁场干扰、以及稳定的电源电压与环境压力等）下，传感器的一些与精度有关的误差量指标。包括线性度误差、重复性误差、回差等。（２）干扰量误差。在温度、电源电压、电磁场等干扰量变化时，输出相对于参比条件下的变化。这样的评价方式，便于用户在实

3、际使用时对系统做出正确的测量误差的估价。有一点很明显，那就是测量仪表对整个系统综合误差的贡献就不只是传感器与精度有关的几个误差量指标了，还应该考虑到系统所处环境中各种干扰因素引起的精度量的附加误差。这样评价系统的综合误差才有意义。当然用户也可以仿效传感器把与精度有关的误差量指标与干扰量引起的精度附加误差分成两项指标提供给他的使用者。但是毕竟不方便。2.1传感器的与精度有关的误差量指标按照《JBY142-83》与《JBY143-83》规定:传感器的精度指标包括线性度误差、重复性误差与回差。同时还具体规定了重复

4、性误差与回差占总精度的百分数。我们在一开始就提到在理想状态下，LVDT的可动测杆与传感器之间不存在摩擦，因此也就不存在这两项误差。实际上这两项误差取决于传感器的结构形式。导向式与回弹式结构（详见LVDT结构形式的选择）取决于传感器前端盖与测杆间的摩擦系数。与传感器的精度等级没有关系，而且很小。而铁芯可分离式结构只要按装得法就没有摩擦，因此也就没有这两项误差。因此LVDT的精度指标实际上就是传感器的线性度指标。在配有二次仪表（包括调制解调放大器与直流放大器）的场合，本所的调制解调放大器在配套本所的传感器时解调

5、附加误差可忽略不计。而且二次仪表交货时按用户要求联机标定出厂，因此整机的线性度指标就是传感器的精度等级。2.2传感器的干扰量指标(1)、温度漂移对DC-LVDT,当采用FTC系列时，量程温度系数主要取决于传感器本身。在长引线电缆时，还取决于电缆铜阻。零漂除了传感器本身以外，还取决于按装方式（详见LVDT的安装）。采用FTD系列时，由于传感器本身温漂很小，因此主要取决于按装方式。当采用AC-LVDT时，由于传感器本身温漂很小，因此除了按装方式引起的零漂外，温漂主要取决于调制解调放大器的性能。(2)、电磁场干扰

6、我公司的FTC系列传感器采用了良好的磁屏蔽与电屏蔽，二次电路又采用相敏解调，因此传感器周围是否有强电磁场，按装部位附近是否有导磁物体对传感器输出均不会产生明显影响。但是当采用长引线电缆时，电缆周围的强电场干扰就不可忽略。这时传感器后续电路的作用不可忽视（详见2.5节）。当采用ACLVDT时，抗电磁场干扰主要取决于传感器的绝缘电阻、电缆长度与调制解调放大器的共模抑制比。(3)、供电电源供电电源的稳定性对DC－LVDT将产生100％的影响。但是对调制解调放大器只要电压波动范围不超过技术条件要求，可忽略不计。有些

7、用户曾经按装过昂贵的抗干扰电源，在我们这个系统内还没有必要。(4)、其它干扰湿度过大将使传感器的绝缘电阻降低。从而影响系统的抗干扰能力。其它的干扰如核辐射等对传感器没有影响。2.3测量设备的综合误差测量设备的综合误差就应该同时考虑传感器的精度指标与由干扰量引起的精度附加误差。比如:一些用户经常采用FTC系列的DC-LVDT在实验室条件下进行大型构件的变形测量。为了提高系统精度，就购置了一些高精度的传感器。如果考虑到在整个实验过程中环境温度变化10℃，由于这类传感器的量程温度系数为－0.02％/℃那么在实验过

8、程中的温漂就为0.2％，这样尽管采用了0.1或0.2级的传感器，系统的综合误差就决不是0.1或0.2级,这里还应该计及环境温度引起的精度附加误差。当然，如果实验过程时间短、温度变化小，同时在实验前将传感器的灵敏度又作了标定。还有可能取得较高的系统精度。大型系统的综合误差情况要更复杂一些,将在后面详细讨论.3系统的安装误差任何一种测量都需要有一套必要的测量装置，用来把被测量转化为传感器的位移。安装时可能由于不同轴带