傳感器的補(bǔ)償與標(biāo)定

傳感器的補(bǔ)償與標(biāo)定第1頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第10章傳感器的補(bǔ)償與標(biāo)定

測(cè)量中，影響傳感器性能的因素很多，但傳感器的非線(xiàn)性和溫度特性的影響最大，應(yīng)采取措施加以補(bǔ)償。第2頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期日10.1非線(xiàn)性補(bǔ)償技術(shù)

測(cè)量中，傳感器的輸出量與輸入量間應(yīng)為線(xiàn)性關(guān)系。但多數(shù)傳感器具有非線(xiàn)性，為了使用方便，必須進(jìn)行非線(xiàn)性補(bǔ)償。10.1.1造成非線(xiàn)性的原因一、傳感器變換原理的非線(xiàn)性二、轉(zhuǎn)換電路的非線(xiàn)性10.1.2模擬線(xiàn)性化

在輸入信號(hào)通道中加入非線(xiàn)性補(bǔ)償環(huán)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒ǚQ(chēng)為模擬線(xiàn)性化。第3頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期日10.1非線(xiàn)性補(bǔ)償技術(shù)一、開(kāi)環(huán)式非線(xiàn)性特性補(bǔ)償

傳感器一般有非線(xiàn)性，放大器是線(xiàn)性的。加入非線(xiàn)性補(bǔ)償環(huán)節(jié)，使儀表的輸出與輸入間為線(xiàn)性關(guān)系。求非線(xiàn)性補(bǔ)償環(huán)節(jié)特性的方法基本有兩種：

1.解析計(jì)算法2.圖解法二、閉環(huán)式非線(xiàn)性反饋補(bǔ)償閉環(huán)式非線(xiàn)性反饋補(bǔ)償?shù)脑硎抢梅答伃h(huán)節(jié)的非線(xiàn)性特性補(bǔ)償傳感器的非線(xiàn)性，使測(cè)量系統(tǒng)的輸出輸入特性為線(xiàn)性。第4頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期日10.1非線(xiàn)性補(bǔ)償技術(shù)三、增益控制式非線(xiàn)性特性補(bǔ)償法四、實(shí)現(xiàn)非線(xiàn)性補(bǔ)償?shù)木唧w方法實(shí)現(xiàn)非線(xiàn)性補(bǔ)償?shù)某Ｓ梅椒ㄊ钦劬€(xiàn)逼近法，下面介紹折線(xiàn)逼近的原理和實(shí)現(xiàn)方法。1.折線(xiàn)逼近法原理

在特性曲線(xiàn)的不同范圍內(nèi)，用直線(xiàn)分段地與特性曲線(xiàn)擬合，只要擬合的精度能夠保證，就可用擬合直線(xiàn)代替非線(xiàn)性的特性曲線(xiàn)。采用折線(xiàn)逼近法要有非線(xiàn)性元件來(lái)產(chǎn)生折線(xiàn)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。常用運(yùn)放和二極管、電阻等組成的模擬電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。第5頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期日10.1非線(xiàn)性補(bǔ)償技術(shù)非線(xiàn)性元件與運(yùn)放組合的方式有三種：

(1)非線(xiàn)性元件接在運(yùn)放反相輸入端。(2)非線(xiàn)性元件接在單端反相輸入運(yùn)放的反饋電路。(3)非線(xiàn)性元件接在單端同相輸入運(yùn)放的反饋回路。2.非線(xiàn)性電阻網(wǎng)絡(luò)與運(yùn)放構(gòu)成的補(bǔ)償電路3.補(bǔ)償熱電偶非線(xiàn)性的實(shí)用電路

第6頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期日10.1非線(xiàn)性補(bǔ)償技術(shù)10.1.3數(shù)字線(xiàn)性化

數(shù)字線(xiàn)性化是用軟件進(jìn)行非線(xiàn)性補(bǔ)償，常用的方法有三種。一、計(jì)算法用根據(jù)傳感器特性函數(shù)編制的計(jì)算程序計(jì)算與輸入對(duì)應(yīng)的輸出量的方法稱(chēng)為計(jì)算法。二、查表法在測(cè)量范圍內(nèi)把被測(cè)量分為若干個(gè)等分點(diǎn)，計(jì)算或測(cè)出對(duì)應(yīng)的輸出值，列成表格存入計(jì)算機(jī)。第7頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期日三、插值法插值法是用一段簡(jiǎn)單曲線(xiàn)近似代替該區(qū)間的實(shí)際曲線(xiàn)，再用近似曲線(xiàn)公式計(jì)算輸出量，常用的方法有兩種。

1.線(xiàn)性插值法2.二次插值法

10.1非線(xiàn)性補(bǔ)償技術(shù)第8頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期日

10.2溫度補(bǔ)償技術(shù)

溫度補(bǔ)償技術(shù)是為削弱環(huán)境溫度對(duì)儀表性能的影響而采取的技術(shù)措施。

10.2.1溫度補(bǔ)償原理10.2.2溫度補(bǔ)償方式

一、自補(bǔ)償

自補(bǔ)償是利用傳感器本身部件的溫度特性抵消溫度變化影響的方法。二、并聯(lián)補(bǔ)償并聯(lián)補(bǔ)償是在主測(cè)量環(huán)節(jié)上并聯(lián)一個(gè)補(bǔ)償環(huán)節(jié)使總輸出不隨溫度變化。第9頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期日10.2溫度補(bǔ)償技術(shù)三、反饋式補(bǔ)償反饋式補(bǔ)償是利用負(fù)反饋原理保持儀表的特性不隨環(huán)境溫度變化的。10.2.3溫度補(bǔ)償方法

溫度補(bǔ)償有軟件補(bǔ)償和硬件補(bǔ)償兩種方法。一、硬件方法

1.零點(diǎn)補(bǔ)償：用一附加電路產(chǎn)生與零漂大小相等、極性相反的信號(hào)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。2.靈敏度補(bǔ)償：隨時(shí)測(cè)量檢測(cè)系統(tǒng)的靈敏度，再通過(guò)一定的電路控制系統(tǒng)的靈敏度，使其保持不變來(lái)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。第10頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期日10.2溫度補(bǔ)償技術(shù)

3.綜合補(bǔ)償：零點(diǎn)和靈敏度不分開(kāi)補(bǔ)償，保持系統(tǒng)的輸出不隨溫度變化。二、軟件方法建立溫度誤差的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)編程計(jì)算補(bǔ)償溫度變化的影響，稱(chēng)為軟件方法。

1.零點(diǎn)補(bǔ)償：檢測(cè)零漂值并存在微機(jī)中，每次測(cè)量都減去這個(gè)零漂值，能實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)補(bǔ)償。

2.零漂的自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償：隨時(shí)測(cè)量系統(tǒng)的零漂值并存在微機(jī)中，用此值對(duì)采樣值隨時(shí)修正。

3.傳感器的溫度誤差補(bǔ)償：有的測(cè)量系統(tǒng)需對(duì)傳感器單獨(dú)進(jìn)行溫度補(bǔ)償。第11頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期日

10.3傳感器的標(biāo)定

傳感器的標(biāo)定是用精度高一級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)器對(duì)傳感器進(jìn)行定度的過(guò)程。因輸入信號(hào)可分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的，傳感器的標(biāo)定也有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)標(biāo)定兩種。10.3.1傳感器的靜態(tài)標(biāo)定

靜態(tài)標(biāo)定主要是檢驗(yàn)傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)。

一、位移（長(zhǎng)度）的基準(zhǔn)量

二、位移（長(zhǎng)度）標(biāo)定裝置

三、位移（長(zhǎng)度）傳感器的靜態(tài)標(biāo)定方法：

1.用塊規(guī)標(biāo)定2.觸針式電動(dòng)輪廓儀的標(biāo)定

第12頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期日10.3傳感器的標(biāo)定10.3.2傳感器的動(dòng)態(tài)標(biāo)定

傳感器靜態(tài)特性與動(dòng)態(tài)特性相差很大。靜態(tài)標(biāo)定后應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)定，確定它們的動(dòng)態(tài)特性參量。一、壓力傳感器的動(dòng)態(tài)標(biāo)定設(shè)