基於應變計的傳感器和放大器的選擇和校準
發布時間:2022-12-16 責任編輯:lina
【導讀】在選擇基於應變計的傳感器/放大器組合來采集力、負載、壓力或扭矩等數據時,需要牢記幾個重要的考慮因素。除了測量範圍外,還必須考慮傳感器和放大器的靈敏度以及所需的激勵(電源)電壓。
在選擇基於應變計的傳感器/放大器組合來采集力、負載、壓力或扭矩等數據時,需要牢記幾個重要的考慮因素。除了測量範圍外,還必須考慮傳感器和放大器的靈敏度以及所需的激勵(電源)電壓。
一旦您選擇了合適的傳感器/放大器組合並啟動並運行了DATAQ Instruments數據采集係統,您將需要顯示和獲取有意義的單位(lbs,psi等)。這是使用WinDaq數據采集軟件內置的校準功能實現的。
本應用筆記旨在為您提供必要的知識,幫助您選擇合適的應變計傳感器/放大器組合,並獲取準確、有意義的數據。
靈敏度(表壓係數)
靈敏度,有時稱為表壓係數,用於確定連接指定電源(激勵)電壓並施加物理量的傳感器的輸出電壓。將激勵電壓乘以靈敏度得到傳感器的滿量程輸出(圖 1)。
圖1- 施加10V激勵,靈敏度為3mV/V
傳感器的最大滿量程輸出為 30mV (10V * 3mV/V)。
瞬時輸出電壓與施加的物理量成正比。以0-100 psi壓力傳感器為例,它需要10V的激勵,靈敏度為2mV/V。施加 100 psi 時,傳感器將輸出 20mV(滿量程輸出),施加 50 psi 時,傳感器將輸出 10mV(滿量程輸出的一半)。
測量範圍
yujiyuyingbianjidechuanganqiyiyang,fangdaqiyeyoulingminduguige。lixiangqingkuangxia,chuanganqihefangdaqijiangjuyouxiangtongdelingmindu,shininnenggouliyongchuanganqidezhenggeceliangfanwei(圖2)。
圖2-計算靈敏度比(R),R =傳感器靈敏度/放大器靈敏度= 3/3 = 1。
將探頭的滿量程測量範圍除以R,10,000 psi / 1 = 10,000 psi。
由於傳感器和放大器具有相同的靈敏度,因此放大器能夠放大傳感器的整個測量範圍(10,000 psi)。
如果換能器的靈敏度高於放大器,則換能器將未得到充分利用,靈敏度比將>1(圖3)。
圖3-計算靈敏度比(R),R =傳感器靈敏度/放大器靈敏度= 3 / 2 = 1.5。
將傳感器的滿量程測量範圍除以 R,10,000 psi / 1.5 = 6666.67 psi。
由於傳感器具有更高的靈敏度,放大器無法放大傳感器的整個範圍(10,000 psi),從而將滿量程測量範圍限製在6666.67 psi。
同樣重要的是要記住,雖然製造商可能會在目錄中將傳感器的靈敏度列為2mV/V,但實際靈敏度將在規格表中列為2.09mV/V或2.14mV/V。為了確保最準確的測量,在校準過程中必須考慮這些輕微的偏移(見下表1)。為了確保傳感器/放大器組合能夠容納您嚐試獲取的全部數據範圍,可能需要增大傳感器的尺寸(例如,如果您要測量0-120 psi,請選擇具有0-150 psi滿量程測量範圍的傳感器)。
如上所示,在選擇基於非放大應變計的傳感器時,請務必密切注意靈敏度。基於應變計的傳感器具有 2mV/V 或 3mV/V 靈敏度,非常適合 DATAQ 儀器應變計放大器(DI-8B38-05、DI-8B38-02)。
校準
使用表 1 中概述的三個簡單步驟計算滿量程和基線值以輸入WinDaq。
計算滿量程和基線值後,使用WinDaq數據采集軟件中內置的“歐盟設置”功能來顯示有意義的工程單位。
使用應用示例1(表1):
在傳感器未施加壓力的情況下,從“編輯”下拉菜單中選擇“工程單位設置”
保持較低電平,伏特不變,並在低電平,歐盟框中輸入 0(零)
在“上層,伏特”框中輸入 5,在“上層,歐盟”框中輸入 150
將歐盟標簽更改為“psi”
點擊“確定”
WinDaq 現在已擴展到顯示工程單位 (psi)。
結論
要使用基於應變計的傳感器/放大器組合顯示和獲取準確、有意義的數據,必須密切注意傳感器和放大器的靈敏度以及所需的電源(激勵)電壓。
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