传感器测量的方法
测量方法是实现测量过程所采用的具体方法,应该根据被测量的性质、特点和测量任务的要求来选择适当的测量方法。
1.按照测量过程的特点分类:可将测量方法分为直接测量和间接测量。
(1)直接测量
直接测量是针对被测量选用专用仪表进行测量,直接获取被测量值的过程。
(2)间接测量
用直接测量法得到与被测量有确切函数关系的一些物理量,然后通过计算求得被测量值的过程成为间接测量。
2.按照检测时对偏差的处理方式:可以分为偏差式测量、零位式测量和微差式测量。
(1)偏差式测量
用事先标定好的测量仪器进行测量,根据被测量引起显示器的偏移值直接读取被测量的值。
(2)零位式测量
将被测量x与某一已知标准量s完全抵消,使作用到检查仪表上的效应等于零。
(3)微差式测量
将零位测量和偏差测量结合起来,把被测量的大部分抵消,选用灵敏度较高的仪表测量剩余部分的数值,被测量便等于标准量和仪表偏差值之和。
3.根据传感器是否与被测量对象直接接触:可分为接触式测量和非接触式测量。
(1)接触式测量
检测仪表的传感器与被测对象直接接触,承受被测参数的作用,感受其变化,从而获得信号,并测量其信号大小的方法,称接触式测量。
(2)非接触式测量
检测仪表的传感器不与被测对象直接接触,而是间接承受被测参数的作用,感受其变化,从而获得信号,以达到测量目的的方法,称非接触式测量。
电子密度计是将现代微电子技术与阿基米德原理相结合而研发出来的新型密度测试仪器。
原理
采用阿基米德原理,通过浮力与密度计算公式的推导与变换形成等式;
首先利用高精密电子分析天平分别计算出待测样品在空气中的重量(W1)和在水中之重量(W2),并计算出W1-W2值;
水的密度默认为ρ=1g/cm3,通过V样品=V排水建立等式,即可计算出样品的密度值:
ρ=W1/(W1-W2)xρ水,此为固体计算公式。
如果待测样品为液体,则先利用一个已知体积和密度的标准块作为参考物,通过水的密度ρ水与标准块在空气中重量(W1)水中重量(W2)得出计算公式:
ρ液=(W1-W2)/标准块Vxρ标准
电子密度计改变了传统密度测试的繁琐操作,实现了不规则固体、高黏度、悬浮液、乳化液、胶状体、腐蚀性液体等样品的快速准确测量。
能满足现代产品生产及新材料研究过程中对样品密度的精确测量要求。
光栅是由很多等节距的透光的缝隙或不透光的刻线均匀、相间排列而成的光电器件。
光栅式传感器(optical grating transducer)指采用光栅叠栅条纹原理测量位移的传感器。光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线,刻线密度为 10~100线/毫米。由光栅形成的叠栅条纹具有光学放大作用和误差平均效应,因而能提高测量精度。传感器由标尺光栅、指示光栅、光路系统和测量系统四部分组成(见图)。标尺光栅相对于指示光栅移动时,便形成大致按正弦规律分布的明暗相间的叠栅条纹。这些条纹以光栅的相对运动速度移动,并直接照射到光电元件上,在它们的输出端得到一串电脉冲,通过放大、整形、辨向和计数系统产生数字信号输出,直接显示被测的位移量。传感器的光路形式有两种:一种是透射式光栅,它的栅线刻在透明材料(如工业用白玻璃、光学玻璃等)上;另一种是反射式光栅,它的栅线刻在具有强反射的金属(不锈钢)或玻璃镀金属膜(铝膜)上。这种传感器的优点是量程大和精度高。光栅式传感器应用在程控、数控机床和三坐标测量机构中,可测量静、动态的直线位移和整圆角位移。在机械振动测量、变形测量等领域也有应用。
光栅的分类
光栅传感器的结构
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