IFM傳感器影響測(cè)量精度誤差的三大因素

IFM傳感器選擇時(shí)還要注意線性度、重復(fù)性、回程誤差等參數(shù)。而在線性度上還要注意全量程百分比及測(cè)量數(shù)值的百分比的區(qū)別。如無法確定其誤差應(yīng)該用測(cè)長(zhǎng)機(jī)等儀器對(duì)其校準(zhǔn)。

 在分辨力選擇上，建議按需求選擇分辨力，夠用即可。模擬信號(hào)傳感器號(hào)稱是理論無窮，實(shí)際使用時(shí)則受到儀表的精度及穩(wěn)定性、重復(fù)性等的影響。而有的數(shù)字信號(hào)傳感器號(hào)稱分辨力0. 001mm，但分辨力高的傳感器有可能與讀取速度低的顯示儀表不匹配，造成數(shù)據(jù)丟失的問題。拉線式位移傳感器按輸出信號(hào)分模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)分電壓輸出和電流輸出。模擬信號(hào)應(yīng)注意傳輸距離的問題，如果傳輸距離過大則嚴(yán)重影響精度。模擬信號(hào)會(huì)有信號(hào)干擾、穩(wěn)定性、漂移及負(fù)載大小等問題。

 IFM傳感器而數(shù)字輸出分為方波脈沖信號(hào)或格雷碼信號(hào)。數(shù)字信號(hào)一般不存在信號(hào)干擾、漂移等問題。數(shù)字輸出型傳感器一般要選增量型，否則無法分辨方向。傳感器在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上要注意其排線是否疊層，不疊層的結(jié)構(gòu)可保證每圈行程一致，重復(fù)精度高。

IFM傳感器在選擇二次儀表上要注意與傳感器配套的問題。首先儀表在顯示位數(shù)上，在比率設(shè)定的位數(shù)上都應(yīng)滿足整體精度的要求。有的顯示儀表或者使用單片機(jī)時(shí)比率位數(shù)較少，這就影響了調(diào)整的精度。例如傳感器的最大允許誤差是± 0. 5%，而比率位數(shù)只能1%地調(diào)整，這樣整體的精度最多只能達(dá)到± 1%的精度。

 其次還要注意計(jì)數(shù)裝置讀取速度的問題。數(shù)字輸出型的傳感器在運(yùn)動(dòng)速度過快時(shí)存在嚴(yán)重丟數(shù)的情況。造成這種現(xiàn)象的原因是由于顯示儀表或計(jì)數(shù)裝置數(shù)據(jù)讀取速度慢的原因，有些儀表是為計(jì)數(shù)器而設(shè)計(jì)的，這種儀表不能用在拉線位移傳感器上。另外分辨力的因素也很重要。如需應(yīng)用在速度較快的場(chǎng)合如運(yùn)動(dòng)速度大于0. 5m/s，建議選擇分辨力低的傳感器或讀取速度高的顯示儀表。一般情況下對(duì)于0. 01mm/脈沖的傳感器，儀表的讀取速度建議≥30Hz。

IFM傳感器安裝位置及環(huán)境因素的影響

IFM傳感器安裝時(shí)應(yīng)盡量符合阿貝原理，以減少系統(tǒng)誤差。阿貝原理是指在長(zhǎng)度測(cè)量中，應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度量( 標(biāo)準(zhǔn)線) 安放在被測(cè)長(zhǎng)度量( 被測(cè)線) 的延長(zhǎng)線上。另外盡量使傳感器測(cè)量方向與運(yùn)動(dòng)方向平行。而如果是測(cè)量距離較長(zhǎng)而且是水平安裝的情況下應(yīng)注意拉線自重帶來的影響。在環(huán)境溫度上應(yīng)注意由于材料膨脹系數(shù)不同對(duì)精度的影響。如果是應(yīng)用在戶外且測(cè)量距離較長(zhǎng)的，側(cè)風(fēng)的影響同樣應(yīng)予以考慮。

 但以上幾個(gè)因素的影響對(duì)位移傳感器都相對(duì)較低。比如安裝時(shí)傳感器測(cè)量方向與運(yùn)動(dòng)方向不平行，在1m 長(zhǎng)的測(cè)量長(zhǎng)度上，與之垂直的方向偏移了10mm ( 肉眼可明顯觀察到) 。但誤差才增加了0. 05mm，即0. 005%，相對(duì)普通的拉線式位移傳感器± 0. 05% ～ ± 0. 5%的誤差來說影響非常小。

IFM傳感器另外應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境選擇相應(yīng)的防護(hù)等級(jí), 包括傳感器、儀表、轉(zhuǎn)換器及連接線等。在惡劣的環(huán)境下如果沒有相應(yīng)的防護(hù)等級(jí), 使用都無法保證, 更不用談精度了。選擇不銹鋼的、耐腐蝕的拉線對(duì)長(zhǎng)期使用是有保障的。

  （1）信號(hào)變換：將IFM傳感器輸出的電參數(shù)轉(zhuǎn)變成電壓或電流。

　　 （2）放大：把微弱的電壓或電流信號(hào)進(jìn)行放大，在某些場(chǎng)合還需要進(jìn)行信號(hào)的隔離。

　　 （3）濾波：濾除干擾信號(hào)。

　　 （4）線性化：被測(cè)物理量與電信號(hào)之間往往呈現(xiàn)非線性關(guān)系，通過線性化電路，使電信號(hào)與物理量之間變成近似線性關(guān)系。

　　 （5）標(biāo)準(zhǔn)化：為了方便地實(shí)現(xiàn)儀表的互換性、信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳送和提高信號(hào)的抗干擾能力，一般把電信號(hào)最終轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4~20 mA的直流電流信號(hào)。在量程范圍內(nèi)，被測(cè)物理量與電流則呈線性關(guān)系。

　　   IFM傳感器用電流傳輸信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)：

　　   ① 因?yàn)檩敵鲭娏鞯拇笮∨c負(fù)載電阻無關(guān)，所以傳送導(dǎo)線的電阻不會(huì)造成誤差，且抗干擾能力強(qiáng)。使用250Ω(0.1級(jí))的I／U變換電阻，可將4～20 mA的電流信號(hào)變換為1～5 V的直流電壓信號(hào)。

　　   ②可以同時(shí)串接幾個(gè)指示測(cè)量?jī)x表，而不會(huì)影響測(cè)量精度。

　　   ③能夠?qū)崿F(xiàn)傳送線的斷線自檢。由于這種傳送信號(hào)方式，在正常工作時(shí)有4 mA的基本電流。當(dāng)傳送線斷線時(shí)，電流為零，據(jù)此即可以檢出斷線。