改善傳感器性能的技術途徑
發布時間:2011-02-23
中心議題:
傳(chuan)感(gan)器(qi)噪(zao)聲(sheng)是(shi)指(zhi)除(chu)了(le)被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)之(zhi)外(wai)在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)中(zhong)出(chu)現(xian)的(de)一(yi)切(qie)不(bu)需(xu)要(yao)的(de)信(xin)號(hao)。它(ta)可(ke)由(you)傳(chuan)感(gan)器(qi)內(nei)部(bu)產(chan)生(sheng),也(ye)可(ke)從(cong)外(wai)部(bu)隨(sui)信(xin)號(hao)傳(chuan)遞(di)而(er)混(hun)入(ru)。一(yi)般(ban)而(er)言(yan),噪(zao)聲(sheng)是(shi)呈(cheng)不(bu)規(gui)則(ze)的(de)變(bian)化(hua),單(dan)交(jiao)流(liu)噪(zao)聲(sheng)這(zhe)樣(yang)的(de)周(zhou)期(qi)性(xing)的(de)波(bo)動(dong),廣(guang)義(yi)上(shang)也(ye)是(shi)噪(zao)聲(sheng)。
傳(chuan)感(gan)器(qi)內(nei)部(bu)產(chan)生(sheng)的(de)噪(zao)聲(sheng)包(bao)括(kuo)敏(min)感(gan)元(yuan)件(jian),轉(zhuan)換(huan)元(yuan)件(jian)和(he)轉(zhuan)換(huan)電(dian)路(lu)元(yuan)件(jian)等(deng)產(chan)生(sheng)的(de)噪(zao)聲(sheng)以(yi)及(ji)電(dian)源(yuan)產(chan)生(sheng)的(de)噪(zao)聲(sheng)。例(li)如(ru)光(guang)電(dian)真(zhen)空(kong)管(guan)放(fang)射(she)不(bu)規(gui)則(ze)電(dian)子(zi),半(ban)導(dao)體(ti)載(zai)流(liu)子(zi)擴(kuo)散(san)等(deng)產(chan)生(sheng)的(de)噪(zao)聲(sheng)。降(jiang)低(di)元(yuan)件(jian)的(de)溫(wen)度(du)可(ke)減(jian)小(xiao)熱(re)噪(zao)聲(sheng),對(dui)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)采(cai)用(yong)靜(jing)電(dian)屏(ping)蔽(bi)可(ke)減(jian)小(xiao)交(jiao)流(liu)脈(mai)動(dong)噪(zao)聲(sheng)等(deng)。
從外部混入傳感器的躁聲,按其產生原因可分為機械噪聲(如振動,衝擊)、音響噪聲、熱噪聲(如因熱輻射使元件相對位移或性能變化)、電磁噪聲和化學噪聲等。對振動等機械噪聲可采用防振台或將傳感器固定在質量很大的基礎台上加以抑製;而消除音響噪聲的有效辦法是把傳感器用隔音器材圍上或放在真空容器裏;消除電磁噪聲的有效辦法是屏蔽和接地或使傳感器遠離電源線,或使輸出線屏蔽,輸出線絞擰在一起等。
二.改善傳感器性能的技術途徑
Ⅰ.結構、材料與參數的合理選擇
根據實際的需要和可能,合理選擇材料、jiegoushejichuanganqi,quebaozhuyaozhibiao,fangqiduiciyaozhibiaodeyaoqiu,yiqiudedaogaodexingjiabi,tongshimanzushiyongyaoqiu,jishiduiyuzhuyaodecanshuyebunengmangmuzhuiqiugaozhibiao。
Ⅱ.差動技術
差動技術是非常有效的一種方法,如電阻應變式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器中都應用了差動技術,不僅減小了非線性,而且靈敏度提高了一倍,抵消了共模誤差。
Ⅲ.平均技術
常用的平均技術有誤差平均效應和數據平均處理。常用的多點測量方案與多次采樣平均就是這樣的例子。
Ⅳ.穩定性處理
造成傳感器性能不穩定的原因是:隨著時間的推移或環境條件的變化,構成傳感器的各種材料與元器件性能將發生變化。為了提高傳感器性能的穩定性,應該對材料、元器件或傳感器整體進行必要的穩定性處理。使用傳感器時,如果測量要求較高,必要時也應對附加的調整元件、後接電路的關鍵元器件進行老化處理。
Ⅴ.屏蔽、隔離與幹擾抑製
屏蔽、隔離與幹擾抑製可以有效削弱或消除外界影響因素對傳感器的作用。如對於電磁幹擾,可以采取屏蔽、隔離措施,也可以用濾波等方法抑製。
Ⅶ.零示法、微差法與閉環技術
這些傳感器可供設計或應用傳感器時,用以消除或削弱係統誤差。
Ⅷ.補償與校正
補償與校正可以利用電子技術通過線路(硬件)來解決;也可以采用微型計算機通過軟件來實現。
Ⅸ.集成化、智能化與信息融合
集成化、智能化與信息融合將大大擴大傳感器的功能,改善傳感器的性能,提高性價比。
- 傳感器噪聲及其減小措施
- 改善傳感器性能的技術途徑
- 結構、材料與參數的合理選擇
- 穩定性處理
- 屏蔽、隔離與幹擾抑製
- 補償與校正
傳(chuan)感(gan)器(qi)噪(zao)聲(sheng)是(shi)指(zhi)除(chu)了(le)被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)之(zhi)外(wai)在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)中(zhong)出(chu)現(xian)的(de)一(yi)切(qie)不(bu)需(xu)要(yao)的(de)信(xin)號(hao)。它(ta)可(ke)由(you)傳(chuan)感(gan)器(qi)內(nei)部(bu)產(chan)生(sheng),也(ye)可(ke)從(cong)外(wai)部(bu)隨(sui)信(xin)號(hao)傳(chuan)遞(di)而(er)混(hun)入(ru)。一(yi)般(ban)而(er)言(yan),噪(zao)聲(sheng)是(shi)呈(cheng)不(bu)規(gui)則(ze)的(de)變(bian)化(hua),單(dan)交(jiao)流(liu)噪(zao)聲(sheng)這(zhe)樣(yang)的(de)周(zhou)期(qi)性(xing)的(de)波(bo)動(dong),廣(guang)義(yi)上(shang)也(ye)是(shi)噪(zao)聲(sheng)。
傳(chuan)感(gan)器(qi)內(nei)部(bu)產(chan)生(sheng)的(de)噪(zao)聲(sheng)包(bao)括(kuo)敏(min)感(gan)元(yuan)件(jian),轉(zhuan)換(huan)元(yuan)件(jian)和(he)轉(zhuan)換(huan)電(dian)路(lu)元(yuan)件(jian)等(deng)產(chan)生(sheng)的(de)噪(zao)聲(sheng)以(yi)及(ji)電(dian)源(yuan)產(chan)生(sheng)的(de)噪(zao)聲(sheng)。例(li)如(ru)光(guang)電(dian)真(zhen)空(kong)管(guan)放(fang)射(she)不(bu)規(gui)則(ze)電(dian)子(zi),半(ban)導(dao)體(ti)載(zai)流(liu)子(zi)擴(kuo)散(san)等(deng)產(chan)生(sheng)的(de)噪(zao)聲(sheng)。降(jiang)低(di)元(yuan)件(jian)的(de)溫(wen)度(du)可(ke)減(jian)小(xiao)熱(re)噪(zao)聲(sheng),對(dui)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)采(cai)用(yong)靜(jing)電(dian)屏(ping)蔽(bi)可(ke)減(jian)小(xiao)交(jiao)流(liu)脈(mai)動(dong)噪(zao)聲(sheng)等(deng)。
從外部混入傳感器的躁聲,按其產生原因可分為機械噪聲(如振動,衝擊)、音響噪聲、熱噪聲(如因熱輻射使元件相對位移或性能變化)、電磁噪聲和化學噪聲等。對振動等機械噪聲可采用防振台或將傳感器固定在質量很大的基礎台上加以抑製;而消除音響噪聲的有效辦法是把傳感器用隔音器材圍上或放在真空容器裏;消除電磁噪聲的有效辦法是屏蔽和接地或使傳感器遠離電源線,或使輸出線屏蔽,輸出線絞擰在一起等。
二.改善傳感器性能的技術途徑
Ⅰ.結構、材料與參數的合理選擇
根據實際的需要和可能,合理選擇材料、jiegoushejichuanganqi,quebaozhuyaozhibiao,fangqiduiciyaozhibiaodeyaoqiu,yiqiudedaogaodexingjiabi,tongshimanzushiyongyaoqiu,jishiduiyuzhuyaodecanshuyebunengmangmuzhuiqiugaozhibiao。
Ⅱ.差動技術
差動技術是非常有效的一種方法,如電阻應變式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器中都應用了差動技術,不僅減小了非線性,而且靈敏度提高了一倍,抵消了共模誤差。
Ⅲ.平均技術
常用的平均技術有誤差平均效應和數據平均處理。常用的多點測量方案與多次采樣平均就是這樣的例子。
Ⅳ.穩定性處理
造成傳感器性能不穩定的原因是:隨著時間的推移或環境條件的變化,構成傳感器的各種材料與元器件性能將發生變化。為了提高傳感器性能的穩定性,應該對材料、元器件或傳感器整體進行必要的穩定性處理。使用傳感器時,如果測量要求較高,必要時也應對附加的調整元件、後接電路的關鍵元器件進行老化處理。
Ⅴ.屏蔽、隔離與幹擾抑製
屏蔽、隔離與幹擾抑製可以有效削弱或消除外界影響因素對傳感器的作用。如對於電磁幹擾,可以采取屏蔽、隔離措施,也可以用濾波等方法抑製。
Ⅶ.零示法、微差法與閉環技術
這些傳感器可供設計或應用傳感器時,用以消除或削弱係統誤差。
Ⅷ.補償與校正
補償與校正可以利用電子技術通過線路(硬件)來解決;也可以采用微型計算機通過軟件來實現。
Ⅸ.集成化、智能化與信息融合
集成化、智能化與信息融合將大大擴大傳感器的功能,改善傳感器的性能,提高性價比。
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