您好,欢迎来到欧得旅游网。
搜索
您的当前位置:首页传感器的补偿和抗干扰技术

传感器的补偿和抗干扰技术

来源:欧得旅游网


第12章 传感器的补偿和抗干扰技术

在实际测量中,影响检测系统或测量装置的精度和线性度等性能指标的因素,有两个重要方面:一是传感器的非线性特性;二是检测元件和电路受温度变化的影响。为此,对传感器需要进行相应的补偿。

由于传感器的工作环境都是非常复杂的,各种干扰信息也会通过不同的耦合方式进入传感器,使测量结果偏离准确值,严重时会使传感器不能正常工作。为保证传感器不受外界干扰,需要研究和引入抗干扰技术,使得传感器在使用中,能正确测量,减小误差,把干扰的影响降到最低或允许的程度。

本章主要介绍传感器的补偿原理及补偿方法,同时介绍一些与干扰有关的概念和抑制干扰的方法。

12.1 传感器的补偿技术

12.1.1 非线性误差及补偿

在工程检测中,一般希望显示仪器的值是均匀的,即测量仪表的输出量y与输入量x(被测量)之间关系y=f(x)呈线性关系,以保证仪表在整个测量范围内灵敏系数为常数,以便于处理测量结果。但在实际检测中,利用传感器把许多物理量转换成电量时,大多数传感器的输出电量与被测物理量之间的关系不是线性的。产生非线性的原因,一方面是由于传感器变换原理的非线性;另一方面是由于转换电路的非线性。同时,传感器具有离散性,还可能产生温漂、滞后等。因此,为了保证测量仪表的输出与输入之间具有线性关系,除了对传感器本身在设计和制造工艺上采取一定措施外,还必须对输入参量的非线性进行补偿,或称线性化处理。

过去这些数字量的线性化,都是采用硬件处理技术来实现的。随着计算机技术的广泛应用,尤其是微型计算机的迅速发展,人们想到了充分利用计算机处理数据的能力,用软件进行传感器特性的非线性补偿,使输出的数字量与被测物理量之间成线性关系。

采用软件实现数据线性化,一般有三种方法:计算法、查表法和插值法,下面分别予以介绍。

1. 计算法

当传感器的输入量与输出量之间有确定的数学表达式时,就可采用计算法进行非线性补偿。计算法就是在软件中编制一段完成数学表达式的计算程序,当被测量经过采样、滤波和变换后,直接进入计算程序进行计算,计算后的数值即为经过线性化处理的输出量。

在工程实际中,被测参量和输出量常常是一组测定的数据,这时可应用数学上曲线拟合的方法,一般采用“误差平方和为最小”的方法,求得被测参量和输出量的近似表达式,

第12章 传感器的补偿和抗干扰技术

随后利用计算法进行线性化处理。

2. 查表法

·231·

有些情况下,某些参数计算非常复杂,特别是计算公式涉及到指数、对数、三角函数和微分、积分等运算时,编制程序相当麻烦,采用计算法会增加编写程序的工作量和占用计算时间,此时可以采用查表法。此外,当被测量与输出量没有确定的关系,或不能用某种函数表达式进行拟合时,也可采用查表法。

所谓查表法,就是事先把检测值和被检测值按已知的公式计算出来,或者用测量法事先测量出结果,然后按一定方法把数据排成表格,存入内存单元,以后微处理机就根据检测值大小查出被测结果。

在实际测量时,输入参量往往并不正好与表格数据相等,一般介于某两个表格数据之间,若不作插值计算,仍然按其最相近的两个数据所对应的输出数值作为结果,必然有较大的误差。所以查表法大都用于测量范围比较窄,对应的输出量间距比较小的列表数据,例如室温用数字式温度计等。不过,此法也常用于测量范围较大但对精度要求不高的情况下。应该指出,这是一种常用的基本方法。

查表法可以完成数据补偿、计算、转换等功能,它具有程序简单、执行速度快等优点。常用的查表法有顺序查表法和对分搜索法。

3. 插值法

插值法就是用一段简单的曲线,近似代替这段区间里的实际曲线,然后通过近似曲线公式,计算出输出量。使用不同的近似曲线,就形成不同的插值方法。在仪表和传感器线性化中常用的插值方法有下列几种。

1) 线性插值法(又称折线法)

它是一种常用的插值方法,其基本思想是用通过n+1个插值接点的n段直线来代替函数y=f(x)的值。在数学上用下述简单公式表示:

y−yk

yi=yk+k+1i(xi−xk) (12-1)

xk+1−xk

首先通过查表确定xi所在区间,再顺序调到预先计算好的当检测值xi确定后,

系数项,然后代入插值公式计算出yi。

采用线性插值法,只要段数分得足够多,就可以得到必要的计算精度,但这需要增加大量的分段数据和计算机内存容量。因此,在满足精度前提下,选取合适的分段数,以减少标定点数和内存容量,并提高运算速度。

2) 二次插值法(又称抛物线法)

若传感器的输入和输出之间的特性曲线的斜率变化很大,则两插值点之间的曲线将很弯曲,这时若仍采用线性插值法,误差就很大。为了改善精度,可以采用二次插值法。它

的基本思想是用n段抛物线,每段抛物线通过3个相邻的插值接点,来代替函数y=f(x)的值。可以证明,yi的计算公式为

·231·

yk+1−yk

xk+1−xk

·232·

传感器基础

yi=

(xi−xk+1)(xi−xk+2)(xi−xk)(xi−xi+2)

iyk+iyk+1

(xk−xk+1)(xk−xk+2)(xk+1−xk)(xk+1−xk+2)

(xi−xk)(xi−xk+1)+iyk+2(xk+2−xk)(xk+2−xk+1)

(12-2)

它和线性插值不同之处,仅仅在于用抛物线代替直线,这样做的结果是有可能更接近于实际的函数值。

用软件进行线性化处理,不论采用哪种方法,都要花费一定的程序运行时间,因此,这种方法并不是在任何情况下都是优越的。特别是在实时控制系统中,如果系统处理的问题很多,控制的实时性很强,这时采用硬件处理是合适的。但一般说来,如果时间足够时,应尽量采用软件方法,从而大大简化硬件电路。总之,对于传感器的非线性补偿方法,应根据系统的具体情况来决定,有时也可采用硬件和软件兼用的方法。 12.1.2 温度误差及补偿

对于高精度传感器,温度误差已成为提高其性能指标的严重障碍,尤其在环境温度变化较大的应用场合更是如此。一般传感器都是在标准条件的温度下(20℃±5℃)标定的,但其工作环境温度可能由零下几十度变到零上几十度,传感器是由多个环节所组成,这些基本环节的静特性与环境温度有关,尤其是由金属材料制成的敏感元件的静特性,更是与温度有密切关系,信号调整电路的电阻、电容、二极管和三极管的特性、集成运放的零点及工作特性等都随温度而变化。

对于环境温度变化引起仪表的零点漂移和工作特性的改变,可以采用并联或反馈方式进行修正,也可以进行综合补偿修正。若依靠传感器本身附加一些简单的硬件补偿措施实现温度补偿是很困难的,引入微处理器,利用软件来解决这一难题是一条有效途径。但是只有建立精确的温度误差数学模型才能获得满意的结果。这种温度补偿原理如图12.1所示。

图12.1 传感器温度补偿原理图

温度误差数学模型可分为简单和较精确的两种模式。

简单的温度误差修正模型为

yc=y(1+a0Δt)+a1Δt (12-3)

式中 y——未经温度误差修正的数字量;

yc——已经温度误差修正的数字量;

Δt——实际工作环境温度与标准温度之差; a0——温度误差系数,用于补偿灵敏度的变化; a1——温度误差系数,用于补偿零点温度漂移。

·232 ·

第12章 传感器的补偿和抗干扰技术

·233·

较精确的温度误差修正模型为

yc=y(1+a0Δt+a1Δt2)+a2Δt+a13Δt2 (12-4) 式中 a0、a1——温度误差系数,用于补偿灵敏度的变化;

a2、a3——温度误差系数,用于补偿零点温度漂移。

对于传感器的灵敏度及零点温度漂移与温度成非线性关系的情况,这种模型能收到较好的效果。

下面介绍几种传感器的温度补偿方法。

1. 零点补偿

检测系统在零输入信号时(对某些检测可能是空载),包括信号输入放大器及微机接口电路在内的整个检测部分的输出应为零,但由于零点漂移的存在,它的输出不为零。此时的输出值实际上就是仪表的零点漂移值。微机系统可以把检测到的零漂(即零点漂移的简称)值存入内存中,而后在每次的测量中都减去这个零漂值,这就能实现零点补偿。

2. 零漂的自动跟踪补偿

产生零漂的原因,温度变化是一个重要因素,此外还有多种因素。零漂值不是一个定值,它会随环境温度、时间而变化,且不是线性的。因此,在要求比较高的情况下,按定值或一定时间内按定值进行补偿,不能满足检测的要求,在有微机参与的仪表中,可以借助于软件实施零漂的自动跟踪补偿,用跟踪到的零漂值对被测量的采样值进行修正,就可以得到满意的结果。

零漂的自动跟踪补偿办法可有多种。例如每次测量采样之前(或之后),要使控制开关将传感器输入端接到虚拟的“零输入”状态,此时仪表的输出即为当前的零漂值,将其存入内存,作为对下一次采样值的零漂修正用。这种办法虽然理想,但对采样速度会带来一定的影响。下述办法是利用每次采样值作一些比较处理判断,使之尽可能得到最新当前零漂值,用以对当前采样值作零漂修正。

由于在一个很短的时间Δt内,零漂值漂移增量总是很小的,设它等于或小于M,M不会超过被测量在Δt内的增量。因此,若本次采样值和上次经零漂修正过的采样值之差 Δx≤M,则认为Δx是新增的零漂增量,应叠加到原零漂值上成为当前零漂值,并用于修正本次采样值,若Δx>M,则表示Δx中主要是被测量的增量,因此用修正上次采样值的零漂值来修正本次采样值。

关于Δt的选择:对于采样AD转换器的采样系统,本次采样到下一次采样开始之间的时间是非常短的,可以采用这一周期时间为Δt的时间。

关于M的设定:M的设定值,它与不同的被测量及其最大量程的选择有关。在具体的检测系统中,通过调整而获得,然后固定在指定的内存单元中。

12.2 传感器的标定

传感器的标定是利用精度高一级的标准器具对传感器进行定度的过程,从而确立传感器的输入量与输出量之间的关系。同时,也确定出不同使用条件下的误差关系。

·233·

·234·

传感器基础

传感器在制造、装配完毕后必须对设计指标进行标定实验,以保证量值的准确传递。中国计量法规定传感器在使用一年以后或经过修理,也必须对其主要技术指标再次进行标定实验,以确保其性能指标达到要求。

根据输入信号的特点可以将检定系统分为静态和动态两种,因此传感器的标定也有静态标定和动态标定两种。静态标定的目的是确定传感器静态指标,主要是线性度、灵敏度、滞后和重复性。动态标定的目的是确定传感器的动态指标,主要是时间常数、固有频率和阻尼比。有时,根据需要也对非测量方向的灵敏度、温度响应、环境影响等进行标定。

1. 传感器的静态特性的标定方法

传感器的静态特性是在静态标准条件下进行标定的。静态标准条件主要包括:没有加速度、振动、冲击(除非这些参数本身就是被测量)及环境温度一般为室温(20℃±5℃)、相对湿度不大于85%、气压为(101±7)kPa等条件。

传感器的静态标定一般包括如下步骤:

① 将传感器的测量范围(全量程)分成若干等间距点。

② 根据传感器测量范围的分点情况,由小到大,逐点递增输入标准量值,并记录下与各点输入值相对应的输出值。然后再将输入量由大到小逐点递减,并记录下与各点输入值对应的输出值。

③ 对传感器进行正反行程往复循环多次测试(一般为3~10次),并将得到的输出输入测试数据用表格列出或画成曲线。

④ 对测试数据进行必要的处理,根据处理结果就可以得到传感器的校正曲线,进而可以确定出传感器的灵敏度、线性度、迟滞和重复性。

2. 传感器动态特性的实验确定法

一些传感器除了静态特性必须满足要求外,其动态特性也必须满足要求。因此,在静态标准标定后还需进行动态标定,以便确定它们的动态灵敏度、固有频率和频率响应范围等。动态特性的实验确定方法常常因传感器的形式(如机械的、电气的、气动的)不同而不完全一样,但从原理上一般可分为阶跃信号响应法、正弦信号响应法、随机信号响应法和脉冲信号响应法等。

1) 阶跃信号响应法

(1) 一阶传感器时间常数τ的确定

dy

+a0y=b0x,当输入x是幅值为A的一阶传感器输出y与被测量x之间的关系为a1dt

阶跃函数时,可以解得

t

y(t)=kA[1−exp(−)] (12-5) 式中 τ——时间常数,τ=a1a0;

k——静态灵敏度,k=b0a0。

τ在测得的传感器阶跃响应曲线上,取输出值达到其稳态值的63.2%处所经过的时间即为其时间常数τ。但这样确定τ值实际上没有涉及响应的全过程,测量结果的可靠性仅仅取决于某些个别的瞬时值。采用下述方法,可获得较为可靠的τ值。根据式(12-5)得

·234 ·

第12章 传感器的补偿和抗干扰技术

1−y(t)(kA)=exp(−tτ),令Z=−tτ,可见Z与t成线性关系,而且

·235·

Z=ln[1−y(t)(kA)] (12-6)

因此,根据测得的输出信号y(t)作出Z−t曲线,则τ=−ΔtΔZ。这种方法考虑了瞬态响应的全过程,并可以根据Z−t曲线与直线的符合程度来判断传感器接近一阶系统的 程度。

(2) 二阶传感器阻尼比ξ和固有频率ω0的确定

二阶传感器一般都设计成ξ=0.7~0.8的欠阻尼系统,可以测出传感器阶跃响应曲线,在其上可以获得曲线振荡频率ωd、稳态值y(∞)、最大过冲量δm与其发生的时间tm。 2) 正弦信号响应法

测量传感器正弦稳态响应的幅值和相角,然后得到稳态正弦输入输出的幅值比和相位差。逐渐改变输入正弦信号的频率,重复上述过程,即可得到幅频和相频特性曲线。

(1) 一阶传感器时间常数τ的确定

绘出一阶传感器的频率特性曲线,则其对数幅频曲线下降3dB处所测得的角频率ω=1τ,由此可确定一阶传感器的时间常数τ。

(2) 二阶传感器阻尼比ξ和固有频率ω0的确定

绘出二阶传感器的幅频特性曲线,在欠阻尼情况下,从曲线上可以测得三个特征量,即零频增益k0、共振频率增益kr和共振角频率ωr。通过求极值的方法可推导出

kr1= k02ξ1−ξ2ω0=

即可确定ξ和ω0。

ωr1−2ξ2 12.3 抗干扰技术

“干扰”在检测系统中是一种无用信号,它会在测量结果中产生误差。因此要获得良好的测量结果,就必须研究干扰来源及抑制措施。通常把消除或削弱各种干扰影响的全部技术措施,总称为抗干扰技术或称为防护。

抗干扰技术是检测技术中一项重要内容,它直接影响测量工作的质量和测量结果的可靠性。因此,测量中必须对各种干扰给予充分的注意,并采取有关的技术措施,把干扰对测量的影响降低到最低或容许的限度。 12.3.1 干扰的产生

干扰(也叫噪声)是指测量中来自测量系统内部或外部,影响测量装置或传输环节正常工作和测试结果的各种因素的总和。

干扰的产生主要有两大类:电气设备干扰和放电干扰。电气设备干扰主要有射频干扰、工频干扰和感应干扰等;放电干扰主要有弧光放电干扰、火花放电干扰、电晕放电干扰和天体、天电干扰等。

·235·

·236·

传感器基础

12.3.2 干扰的类型

根据干扰产生的原因,通常可分为以下几种类型。 1. 机械干扰

机械干扰是指由于机械的振动或冲击,使仪表或装置中的电气元件发生振动、变形,使连接线发生位移,使指针发生抖动、仪器接头松动等。

对于机械类干扰主要采取减震措施来解决,例如采用减震软垫、减震弹簧、隔板消震等措施。

2. 热干扰

热干扰是指设备和元器件在工作时产生的热量所引起的温度波动,以及环境温度的变化都会引起仪表和装置的电路元器件的参数发生变化。

3. 光干扰

光干扰是指半导体元件在光的作用下会改变其导电性能,产生电势而引起阻值变化,从而影响检测仪表正常工作。因此,半导体元器件应封装在不透光的壳体内,对于具有光敏作用的元件,尤其应注意光的屏蔽问题。

4. 湿度干扰

湿度增加会引起绝缘体的绝缘电阻下降,漏电流增加;电介质的介电系数增加,电容量增加;吸潮后骨架膨胀会使线圈阻值增加,电感器变化;应变片粘贴后,胶质变软,精度下降等。

对于湿度干扰通常采取的措施是:避免将其放在潮湿处,仪器装置定时通电加热去潮,电子器件和印制电路浸漆或用环氧树脂封灌等。

5. 化学干扰

酸、碱、盐等化学物品以及其他腐蚀性气体,除了其化学腐蚀性作用将损坏仪器设备和元器件外,还能与金属导体产生化学电动势,从而影响仪器设备的正常工作。

对于化学干扰通常采取的措施是根据使用环境对仪器设备进行必要的防腐措施,将关键的元器件密封并保持仪器设备清洁干净。

6. 电磁干扰

电磁干扰是指通过电路或磁路对测量仪表产生干扰作用,电场和磁场的变化在测量装置的有关电路或导线中感应出干扰电压,从而影响测量仪表的正常工作。这种电磁干扰对于传感器和各种检测仪表来说是最为普遍、影响最严重的干扰。 12.3.3 干扰信号的耦合方式

干扰信号进入接收电路或测量装置内的途径,称为干扰信号的耦合方式。干扰的耦合方式主要有:电磁耦合、静电电容耦合、漏电流耦合、共阻抗耦合。

·236 ·

第12章 传感器的补偿和抗干扰技术

1. 电磁耦合

·237·

电磁耦合(电感性耦合)是由于电路之间存在互感,使一个电路的电流变化,通过磁交变影响到另一个电路。图12.2是两个电路电磁耦合示意图和等效电路。

图12.2 电磁耦合和等效电路

图中导线1为干扰源,导线2为检测系统的一段电路,两导线之间的互感系数为M。根据电路理论,通过电磁耦合在导线2产生的干扰电压UN为 当导线1中有电流I1变化时,

UN=jωMI1 (12-7)

••

分析上式可得结论,干扰电压UN与干扰电源角频率ω成正比,与电路间的互感系数M成正比,与干扰源电流I1成正比。

显然,对于电磁耦合干扰,降低接收电路的输入阻抗,并不会减小干扰。而应尽量采

取远离干扰源或设法降低M等措施。

2. 静电电容耦合

静电电容耦合是由于两个电路之间存在寄生电容,产生静电效应,使一个电路的电荷变化影响到另一个电路。图12.3是两个平行导线之间存在静电耦合的例子。

导线1是干扰源,导线2是检测系统的传输线,C1、C2分别为导线1、2的对地寄生电容,C12是导线1和2之间的寄生电容,R为导线2的对地电阻。根据电路理论,此时导线2所产生的对地干扰电压即R的电压为

⎡C12⎤jω⎢⎥•(C12+C2)⎦•⎣UN=U1 (12-8)

1

jω+

[R(C12+C2)]

图12.3 静电电容耦合

·237·

·238·

传感器基础

一般情况下有

R󰀁

格式(12-8)可进一步简化为

11ω(C12+C2)

UN≈jωRC12U1 (12-9)

从上式可以看出,干扰电压UN与干扰源的电压U1及角频率ω成正比。这表明,高电压小电流的高频干扰源主要是通过静电耦合形成干扰的。干扰电压UN与C12成正比,这说明应通过合理布线和适当防护措施减小电路间的寄生电容。干扰电压UN与R成正比,这说明,降低接收电路的输入阻抗,可以减小静电耦合干扰。

3. 漏电流耦合

由于绝缘不良,流经绝缘电阻R的漏电流IN作用于有关电路引起的干扰,称为漏电流耦合。一般情况下,漏电流耦合可以用图12.4所示等效电路表示。

图12.4 漏电流耦合等效电路

图中U1表示干扰源电势,R表示漏电阻,Zi表示被干扰电路的输入阻抗,UN表示干扰电压。

漏电流经常发生在用仪表测量较高的直流电压、测量仪表附近有较高的直流电源、高输入阻抗的直流放大器中。为了削弱漏电流干扰,必须改善绝缘性能并采取相应的防护 措施。

4. 共阻抗耦合

共阻抗耦合是由于两个电路间有公共阻抗,当一个电路中有电流流过时,通过共阻抗便在另一个电路上产生干扰电压。共阻抗耦合主要有电源内阻抗的共阻抗耦合、公共地线的共阻抗耦合以及信号输出电路的共阻抗耦合。

一般情况下,共阻抗耦合可以用图12.5所示等效电路来表示。

图12.5 共阻抗耦合等效电路

·238 ·

第12章 传感器的补偿和抗干扰技术

·239·

图中ZC表示两个电路之间的共有阻抗,In表示干扰源电流,UN表示被干扰电路的干扰电压。 消除共阻抗耦合干扰的核心是消除两个或几个电路之间的共阻抗。 12.3.4 常用的抑制干扰的措施

为了保证测量系统的正常工作,必须削弱和防止干扰的影响,如消除或抑制干扰源、破坏干扰途径以及消除被干扰对象(接收电路)对干扰的敏感性等。通过采取各种抗干扰技术措施,使仪器设备能稳定可靠地工作,从而提高测量的精确度。

本节讨论几种常用的抗干扰技术。

1. 接地技术

接地是保证人身和设备安全、抗噪声干扰的一种方法。合理地选择接地方式是抑制电容性耦合、电感性耦合以及电阻耦合,减小或削弱干扰的重要措施。地线的种类主要有屏蔽接地线或机壳接地线、信号接地线(模拟、数字接地线)、负载接地线和交流电源地线等。

1) 低频电路(f<1MHz)一点接地

它可有效克服地电位差的影响和公共地线的共阻抗引起的干扰。图12.6为单级电路的一点接地。图12.7为多级电路的一点接地。

图12.6 单级电路的一点接地

图12.7 多级电路的一点接地

2) 高频电路(f>10MHz)大面积就近多点接地

它要求强电地线与信号地线分开设置;模拟信号地线与数字信号地线分开设置;交流地线与直流地线分开设置。大面积多点接地如图12.8所示。

·239·

·240·

传感器基础

图12.8 大面积多点接地

2. 屏蔽技术

利用金属罩(铜、铝等铁磁材料)将信号源或测量电路包围起来,此种措施称为屏蔽。屏蔽的目的就是隔断场的耦合通道,抑制各种场的干扰。

1) 静电屏蔽

在静电场作用下,导体内部无电力线,即各点等电位。因此采用导电性能良好的金属外屏蔽罩,并将它接地(静电屏蔽罩必须与被屏蔽电路的零信号基准电位相连),使其内部的电力线不外传,同时也不使外部的电力线影响其内部,

静电屏蔽能防止静电场的影响,用它可以消除或削弱两电路之间由于寄生分布电容耦合而产生的干扰。

2) 低频磁屏蔽

采用高导磁材料作屏蔽层,使低频干扰磁通被在磁阻很小的磁屏蔽层内部,防止其干扰。为了有效地屏蔽低频磁场,屏蔽材料要选用坡莫合金之类对低频磁通有高导磁系数的材料,同时要有一定的厚度,以减少磁阻。

3) 电磁屏蔽

电磁屏蔽是采用导电良好的金属材料做成屏蔽层,利用高频干扰电磁场在屏蔽体内产生涡流,再利用涡流消耗高频干扰磁场的能量,从而削弱高频电磁场的影响。

若将电磁屏蔽层接地,则同时兼有静电屏蔽的作用,即可同时起到电磁屏蔽和静电屏蔽两种作用。

4) 驱动屏蔽

驱动屏蔽就是利用被屏蔽导体的电位,通过1∶1电压跟随器来驱动屏蔽层导体的电 位,由于使用的是电压跟随器,不仅要求其输出电压与输入电压的幅值相同,而且要求两者相位一致。实际上,这些要求只能在一定程度上得到满足。它能有效地抑制通过寄生电容的耦合干扰。

3. 浮空

浮空又称浮置、浮接。如果检测装置的输入放大器的公共线,既不接机壳也不接大地,则称为浮空。被浮空的检测系统,其检测装置与机壳、大地没有任何导电性的直接联系。

浮空的目的是要阻断干扰电流的通路。浮空后,检测电路的公共线与大地(或机壳)之间的阻抗很大,因此,浮空与接地相比能更强地抑制共模干扰电流。

采用浮空方式的测量系统,如图12.9所示。

·240 ·

第12章 传感器的补偿和抗干扰技术

·241·

图12.9 浮空的测量系统

本 章 小 结

在实际测量中,对于影响检测系统或测量装置的精度和线性度等性能指标的因素,要进行相应的补偿。并且由于传感器的工作环境都是非常复杂的,为保证传感器不受外界干扰,需要研究和引入抗干扰技术,使得传感器在使用中,能正确测量,减小误差,把干扰的影响降到最低或允许的程度。本章主要针对以上几个问题介绍传感器的补偿技术、传感器的标定和抗干扰技术。

其中传感器的补偿技术包括非线性误差及补偿和温度误差及补偿。在抗干扰技术中,主要介绍了干扰的产生、类型,以及干扰信号的耦合方式和常用的抑制干扰措施。

其中传感器的非线性误差及补偿和温度误差及补偿是本章的学习重点,同时也要结合实例,学会分析一些具体问题。

思考题与习题

12-1 传感器的输出输入特性的非线性补偿方法有几种?每种补偿方法的要点是什么?请用框图简要说明。

12-2 传感器的标定条件是什么?

12-3 利用电阻与精密整流器组合成非线性网络,并将其与运算放大器相结合,构成折线逼近式线性化器,与利用具有非线性特性的元件和运算放大器构成模拟式线性化器相比较有何特点?请举例说明。

12-4 干扰信号进入被干扰对象的主要通路有哪些?

12-5 试分析一台你所熟悉的测量仪器在工作过程中经常受到的干扰及应采取的防护 措施。

·241·

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Copyright © 2019- ovod.cn 版权所有 湘ICP备2023023988号-4

违法及侵权请联系:TEL:199 1889 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com

本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务