測力、壓力、位移、扭矩等傳感器基本性能檢驗分析大全

測力傳感器

測力傳感器的檢驗目的是建立力值的大小和輸出信號值之間的相互關系。

1）計量單位

自1990年第11屆國際計量大會以來，世界各國先后采用國際單位制(SI)，這是一種在米制基礎上發展起來的更為完善和合理的先進單位，它規定以牛頓(N)作為力的單位。

2）測力方法

測定力值的方法較多，可用與已知重力相平衡的方法來測力，也可用與力成比例的各種物理現象，如彈性、壓力、壓磁等效應來測力。常見的測力方法可歸納為利用力的動力效應和靜力效應兩種。

①利用動力效應測定力值。在重力場中，地球的引力使物體產生重力，即重量。因此，可用已知質量的物體在重力場某處的重量來測力。

②利用靜力效應測定力值。力的靜力效應使物體產生變形。如果物體是一種彈性體，則根據虎克定律，在彈性范圍內，它的變形量與作用力成正比。這樣，測出了變形量即可知道力的大小。

3）測力設備

測力最常用的設備為標準測力機，其精確度和量程范圍可根據被檢測傳感器來選定。

4）檢驗程序

檢驗力傳感器的主要程序為：將傳感器安裝在標準測力機上；連接檢測系統;按順序檢測；數據處理和計算誤差等。

①安裝要求。當被測傳感器在標準測力機上進行標定時，安裝應注意使傳感器受荷作用軸線與標準測力機的作用軸線相一致。否則，會由于分力、側向力或力分布不均的影響，給測試帶來誤差。由安裝不正確引起負荷變化的情況如圖6-13所示。

圖6-13測力安裝不正確對負荷的影響

②系統連接。力傳感器的檢測系統分為輸人量和輸出量兩部分，如圖6-14所示。

輸人量由標準測力機讀出(給定)，輸出量一般都可通過電壓表(或其他信號檢測儀器)讀出或記錄。當被測傳感器為有源傳感器時，可不用輔助電源。

圖6-14測置系統

③檢測順序。在被測傳感器上順序施加0%，20%，40%，60%，80%和100%量程的力值，并在再次施加力值后，由檢測儀器讀出或記錄傳感器每個測量點上的輸出信號。以上、下兩行程為一個測量循環，一般應做三個循環。

這是通常檢測傳感器的加荷級數和循環次數，根據需要也有采用加荷級數為10，循環次數為5?10次。

④數據處理。將測量點上的數據，列入校準數據表中。根據線性度、滯后、重復性和靈敏度的定義和其誤差計算方法，分別求出被測傳感器的各項指標的最大誤差。然后根據該傳感器的專業標準或產品技術標準的規定要求，評判傳感器是否合格。

2.壓力、位移、扭矩和轉速傳感器

壓力、位移、扭矩和轉速傳感器的檢驗是為了分別建立相應的輸入量與輸出信號量值之間的關系。

①壓力傳感器。由活塞式壓力計對被測傳感器施加標準壓力值，用適當的顯示儀表測量傳感器的輸出信號。對于靜態使用的壓力傳感器的檢測順序、數據處理及誤差判別等方法都與測力傳感器的檢驗相同。為了檢驗壓力傳感器的動態特性，通常在激波管上測出傳感器的頻率特性和阻尼系數，并根據測量的結果推算傳感器的動態響應特性。

②位移傳感器。測量位移的量具應根據被測傳感器的量程范圍、精確度和分辨力要求選擇確定。通常測量線位移的器具有螺旋千分尺、千分表、計量塊規、萬能工具顯微鏡等;測量角位移的器具有分度頭、角度塊規、正弦尺等。檢驗位移傳感器時需特別注意傳感器的安裝，要求測量器具的工作方向與傳感器的工作方向一致，以避免安裝偏斜引入誤差。

③扭矩傳感器。用標準扭力機和相應的檢測儀表檢驗，扭矩是通過砝碼的重量和力臂的長度建立起來的。檢驗時，標準要求傳感器與扭力機軸線重合，如果安裝得不同軸，將給傳感器帶人附加的剪力和彎矩，這樣會影響檢驗的精度。

④轉速傳感器。將傳感器與標準轉速校驗臺輸出軸相連接，校驗臺發出標準轉速對轉速傳感器進行檢驗。http://www.taiyangsan.org/