作者:admin   發(fā)布時間:2018/1/10 10:20:14   瀏覽次數(shù):2059

傳感器量程及精度基礎

物理特性對感知功能至關重要，這些科學法則決定了量程范圍和精度。電感式接近傳感器和超聲波傳感器是現(xiàn)有傳感器中最常見的類型。

感應接近式傳感器，內部有線圈，可以產生一個射頻場，來檢測目標對象的存在。為了達到最佳的精度和準確度，工程師們應該選擇最小的射頻場來檢測目標對象。

這是因為重復性和滯后性。重復性是操作點在重復操作時的準確度，通常為檢測范圍的2%或更小。滯后是當測量目標對象接近傳感器時感知的信號，與目標離開信號關閉時兩者之間的差異。一般計算為感知場變化的百分比，通常是5%。

例如，如果一個8毫米傳感器的量程為3毫米，重復性將是0.06毫米，典型的滯后將是0.15毫米。更大的80×80毫米“冰球”式傳感器，量程為50毫米，重復性為1毫米，典型的滯后為2.5毫米。

對于那些需求非常特殊的趨近式感應傳感器應用場合，8毫米傳感器會更準確，因為開/關信號窗口更精確。

在更大范圍內的現(xiàn)場傳感，超聲波傳感器往往比較合適。這些傳感器利用聲波檢測目標，通過發(fā)射聲波脈沖，然后接收反射信號。

超聲波傳感器可靠檢測的距離最高可達6米。對更復雜的現(xiàn)場傳感，超聲波傳感器也非常理想，比如形狀不規(guī)則的或透明的目標、非金屬物體、更廣泛的檢測區(qū)域或者當粉塵或油膜存在時候。

液位監(jiān)測和玻璃檢測是超聲波傳感器的兩個應用實例。檢測透明物體如玻璃對基于視覺的系統(tǒng)來說相當具有挑戰(zhàn)性，但如果傳感器安裝妥當，透明材料仍能反射聲波。

液體在反射聲波時，表面清晰異常，因此超聲波傳感器通常用于監(jiān)測容器中的液位。

惡劣環(huán)境也會嚴重影響范圍和精度。惡劣環(huán)境可能會涉及到大量的環(huán)境方面的挑戰(zhàn)，從腐蝕性化學品到灰塵和其它侵入。選擇合適的材料，可以保證傳感器能夠承受這些變化，可靠地檢測目標對象。如果有苛刻的化學品存在，不銹鋼是最好的選擇。黃銅則通常適用于無化學品的環(huán)境。

新技術對傳感器性能的影響

由于微處理器和內部傳感器技術的進步，現(xiàn)在的感知傳感器正在經(jīng)歷著性能改進。隨著新的解決方案進入市場，工程師和原始設備制造商正在發(fā)現(xiàn)這些創(chuàng)新如何提高運營中傳感器的精確度或擴展測量范圍。

其中一個進展是IO-Link，它是一種標準化的點對點通信技術，旨在增加從傳感器收集并報告給控制器的數(shù)據(jù)。它在數(shù)據(jù)精度方面也有實際應用，特別是在模擬系統(tǒng)中。

在傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)中，一個信號可以從數(shù)字轉換到模擬，然后再傳送到可編程邏輯控制器(PLC)，在那里，它從模擬信號再轉換到數(shù)字信號。每一次轉化，都可能會降低數(shù)據(jù)精度。

然而，使用IO-Link，傳感器信號在被傳輸回IO-Link主站、并最終傳遞到PLC之前，需要進行一次數(shù)字傳輸。對轉換次數(shù)的限制降低了信號失真的機會。

由于數(shù)字分辨率是固定的，這種技術也提高了傳感數(shù)值的準確性。工程師可以查看二進制數(shù)字信號，選擇具有代表性的點位，根據(jù)讀數(shù)作出決定。

工程師不必在期望的測量范圍內擴展模擬信號。內部微處理器的設計，可以進行更多的線性化，使數(shù)字信號更準確。