随着科学技术的发展, 传感器技术已经渗透到了各个学科领域, 很多生产企业在生产流程中都使用了传感器测量系统,如工厂常用的测试控制系统, 远程压力控制系统, 转速控制系统, 大型电子衡器等,传感器测量系统为保证企业生产的产品质量起到了不小的作用。温度、压力、转速这些参数都是非电量,在非电量测试技术中,首先遇到的是将各种非电量变换为电量, 我们称能够完成这种变换功能的装置为传感器。
    1 传感器
    传感器的种类很多, 一般可按以下几种方法分类:1)根据输入物理量可分为:位移传感器, 压力传感器, 速度传感器, 温度传感器及气敏传感器等。2)根据工作原理可分为:电阻式传感器,电感式传感器,电容式传感器及电势式传感器等。3)根据输出信号的性质可分为: 模拟式传感器和数字式传感器。4)根据能量转换原理可分为:有源传感器和无源传感器。从中可以看出, 传感器最后的输出为电压,电流,电阻,电脉冲信号等电量,电量的测量可以通过电磁计量技术来完成,其中电压和电流信号在现在的传感器测量系统中使用得尤为普遍。
    2 电磁计量
    电磁计量是应用电磁测量仪器, 仪表和设备, 采用相应的方法对被测量进行定量分析, 研究和保证电磁量测量的统一和准确的计量学分支。电磁计量中常用的仪器仪表有电流表、电压表、电桥、电位差计、电阻箱等, 常用的设备有稳压源、稳流源、标准电压、电流源等。
    如何把电磁计量技术应用到传感器测量系统中, 我们将通过下面几个例子来加以简单的描述。
    首先, 我们来看一下古老的传感器——热电偶的工作情况: 热电偶属于电能量传感器, 常用的热电偶由两根不同的导线组成, 它们的一端焊接在一起, 叫做热端(通常称为测量端),放入被测介质中;不连接的两个自由端叫做冷端( 通常称为参考端),与测量仪表引出的导线相连接,当热端与冷瑞有温差时, 热电偶便能产生温差电动势, 测量仪表就能测出介质的温度。由此可见,测量仪表测出的是电动势信号。热电偶根据不同的材料对应有不同的分度号, 可以通过查表的方式找出电动势与温度的对应关系。热电偶的输出信号为mV信号,,因此,我们如果在测量仪表的输入端输入对应的m V 值, 便能检测出温度测量仪表的准确性, 这种方法也是我们常规的温控仪表检测法,mV信号的提供就是电磁计量器具——直流电位差计或数字毫伏信号发生器, 这种检测方法已是一种成熟的计量技术是在工厂的温控系统现场,当系统发生故障时,我们可以断开测量仪表的K1,K2任意一端, 从这两端输入标准的m V 信号值, 判断出测量仪表的准确与否,从而推断出热电偶是否出现故障,极大的方便了我们的检修工作。
    3 应用
    现在,随着科学技术的不断发展,出现了智能化数字仪表,它们集传感器,A/D转换器, 微处理器, 存储器和接口电路于一身,一种仪表可以支持热电偶,热电阻及线性电压(电流)等多种信号的输入,如AI—501T型智能化数字显示仪表就具备这种功能,更方便了我们利用标准电压(电流)表或标准电压(电流)源来对仪表进行检测。压力传感器是一种将压力转换成电信号的传感器,再通过数字表显示出数据,或经数字显示控制器输出电信号, 去控制电气执行器件,以达到压力控制的目的。我们以DPI－I型远程数字压力表为例,它是一种具备远传功能的仪表,采用JCYX系列高精度,高稳定性的压力传感器,经过严格精密的温度和线性补偿, 采用性能良好的模块化信号处理工艺技术, 对介质压力进行测量, 显示压力值并输出4 ～20mA 或0 ～10mA的标准信号。DPI－I型远程数字压力表接线中所接的电流表能让我们准确地判断DPI－I表的准确与否,当仪表进入工作状态后,在零压力状态下,窗口显示±000.0kPa,电流表应显示4mA,若有偏差,可对仪表后面板上的“ZO”电位器进行调节,零压力对仪表工作正常后,可加压进行测量,当加到额定压力时,电流表指示应为20mA,若有偏差,可在仪表后面板上对“FS ”电位器进行适当调节,这里需要注意的是,“ZO”“FS”的调节都是小范围的, 当零位和满量程调整准确后,其余各点可以通过线性计算进行测量,若电流表指示误差较大, 那么就可以判断系统出现故障。
    4 应用实例
    本装置常用的显示器为XK3190 －D9称重显示器, 这种仪表内部包括: 放大电路,A/D转换,单片机以及和单片机相连的控制面板,显示部分,打印部分和串型通讯部分,输入信号为-30～30mA。我们在显示器的信号输入端接入分辩力高于1μV的毫伏表, 可以看到毫伏指示与重量显示呈一定的线性关系, 通过这种电磁测量仪表的应用和测量数据的分析, 我们可以判断传感器或显示器工作是否正常。
    5 结语
    传感器系统正在向微型化,智能化,多功能化的方向发展,它们具有了对信息进行处理,分析和调节,对新测数据及其误差进行补偿, 对非线性信号进行线性化处理等大量功能,更加方便了我们的测量。如美国霍尼威尔公司生产的高品质压力传感器— —PPT系列压力传感器,它将压敏电阻传感器,A/D转换器,微处理器,存储器和接口电路集于一身,不仅达到了高性能指标,还采用0～5V电压输出,为我们的测量带来了极大的方便,由此可见,电磁计量技术将会在传感器测量系统中得到广泛的应用, 更多好的方法还有待我们进一步探讨和实践。

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