拉線位移傳感器影響測(cè)量精度誤差的三大因素
拉線位移傳感器在設(shè)計(jì)、安裝、檢測(cè)、計(jì)量及使用過(guò)程中均需要考慮各種因素對(duì)誤差的影響，下面我們介紹下以下三大因素。
傳感器的因素
根據(jù)JJF1305—2011《線位移傳感器校準(zhǔn)規(guī)范》，典型的拉線式位移傳感器的基本誤差一般在±0.05%～±0.5%之間。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(wú)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(wú)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(wèn)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(wèn)題，如果傳輸距離過(guò)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(wèn)題。
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(wèn)題。數(shù)字輸出型傳感器一般要選增量型，否則無(wú)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。
儀表的因素
在選擇二次儀表上要注意與傳感器配套的問(wèn)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(wèn)題。數(shù)字輸出型的傳感器在運(yùn)動(dòng)速度過(guò)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。
安裝位置及環(huán)境因素的影響
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(lái)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(lái)說(shuō)影響非常小。
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(wú)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。
