高精度傳感器

常用的高精度傳感器是激光傳感器，其精度主要取決于光的單色性的好壞。激光是最理想的光源，它比以往最好的單色光源（氪-86燈）還純10萬倍。因此激光測長的量程大、精度高。由光學(xué)原理可知單色光的最大可測長度 L與波長λ和譜線寬度δ之間的關(guān)系是L=λ/δ。用氪－86燈可測最大長度為38.5厘米，對于較長物體就需分段測量而使精度降低。若用氦氖氣體激光器，則最大可測幾十公里。一般測量數(shù)米之內(nèi)的長度，其精度可達(dá)0.1微米。比如說ZLDS10X。以下介紹兩種高精度位移傳感器的特征：

ZLDS100R-4-39傳感器可用于鏡面和玻璃的表面測量；

頻率響應(yīng)：2K、5K、8K、9.4K；

針對串口，提供了運(yùn)行應(yīng)用的DLL開發(fā)庫，方便用戶開發(fā)應(yīng)用軟件；

支持特殊量程(如遠(yuǎn)距離起始700mm小量程300mm等)；

分辨率最高0.01%,線性度最高0.1%；

全球的傳感器市場在不斷變化的創(chuàng)新之中呈現(xiàn)出快速增長的趨勢。有關(guān)專家指出，傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上予以延伸和提高，各國將競相加速新一代傳感器的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，競爭也將日益激烈。在高端技術(shù)傳感器領(lǐng)域，真尚有等國際傳感器巨頭也已經(jīng)進(jìn)入國內(nèi)市場，并直接在中國設(shè)立技術(shù)研發(fā)部。新技術(shù)的發(fā)展將重新定義未來的傳感器市場，比如無線傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現(xiàn)與市場份額的擴(kuò)大

高精度傳感器測量范圍

在允許誤差限內(nèi)被測量值的范圍。

高精度傳感器量程

測量范圍上限值和下限值的代數(shù)差。

高精度傳感器精確度

被測量的測量結(jié)果與真值間的一致程度。

高精度傳感器重復(fù)性

在所有下述條件下，對同一被測的量進(jìn)行多次連續(xù)測量所得結(jié)果之間的符合程度：

相同測量方法：

相同觀測者：

相同測量儀器：

相同地點(diǎn)：

相同使用條件：

在短時期內(nèi)的重復(fù)。

高精度傳感器分辨率

傳感器在規(guī)定測量范圍內(nèi)可能檢測出的被測量的最小變化量。

高精度傳感器零點(diǎn)漂移

在規(guī)定的時間間隔及室內(nèi)條件下零點(diǎn)輸出時的變化。

高精度傳感器靈敏度

傳感器輸出量的增量與相應(yīng)的輸入量增量之比。

高精度傳感器線性度

校準(zhǔn)曲線與某一規(guī)定直線一致的程度。

高精度傳感器補(bǔ)償溫度范圍

使傳感器保持量程和規(guī)定極限內(nèi)的零平衡所補(bǔ)償?shù)臏囟确秶?

高精度激光傳感器采用激光三角測量法，激光發(fā)射器通過鏡頭將可見紅色激光射向被測物體表面，經(jīng)物體反射的激光通過接收器鏡頭，被內(nèi)部的CCD線性相機(jī)接收，根據(jù)不同的距離，CCD線性相機(jī)可以在不同的角度下“看見”這個光點(diǎn)。根據(jù)這個角度及已知的激光和相機(jī)之間的距離，數(shù)字信號處理器就能計(jì)算出傳感器和被測物體之間的距離。同時，光束在接收元件的位置通過模擬和數(shù)字電路處理，并通過微處理器分析，計(jì)算出相應(yīng)的輸出值，并在用戶設(shè)定的模擬量窗口內(nèi)，按比例輸出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號。如果使用開關(guān)量輸出，則在設(shè)定的窗口內(nèi)導(dǎo)通，窗口之外截止。另外，模擬量與開關(guān)量輸出可獨(dú)立設(shè)置檢測窗口。

高精度電渦流傳感器采用電渦流效應(yīng)原理，前置器中高頻振蕩電流通過延伸電纜流入探頭線圈，在探頭頭部的線圈中產(chǎn)生交變的磁場。當(dāng)被測金屬體靠近這一磁場，則在此金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，與此同時該電渦流場也產(chǎn)生一個方向與頭部線圈方向相反的交變磁場，由于其反作用，使頭部線圈高頻電流的幅度和相位得到改變（線圈的有效阻抗），這一變化與金屬體磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、線圈的幾何形狀、幾何尺寸、電流頻率以及頭部線圈到金屬導(dǎo)體表面的距離等參數(shù)有關(guān)。通常假定金屬導(dǎo)體材質(zhì)均勻且性能是線性和各項(xiàng)同性，則線圈和金屬導(dǎo)體系統(tǒng)的物理性質(zhì)可由金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率б、磁導(dǎo)率ξ、尺寸因子τ、頭部體線圈與金屬導(dǎo)體表面的距離D、電流強(qiáng)度I和頻率ω參數(shù)來描述。則線圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函數(shù)來表示。通常我們能做到控制τ, ξ, б, I, ω這幾個參數(shù)在一定范圍內(nèi)不變，則線圈的特征阻抗Z就成為距離D的單值函數(shù)，雖然它整個函數(shù)是一非線性的，其函數(shù)特征為“S”型曲線，但可以選取它近似為線性的一段。于此，通過前置器電子線路的處理，將線圈阻抗Z的變化，即頭部體線圈與金屬導(dǎo)體的距離D的變化轉(zhuǎn)化成電壓或電流的變化。輸出信號的大小隨探頭到被測體表面之間的間距而變化，電渦流傳感器KD5100和SMT9700就是根據(jù)這一原理實(shí)現(xiàn)對金屬物體的位移、振動等參數(shù)的測量。