認(rèn)為您遇到問題嘛嘗試校準(zhǔn)精密溫度傳感器
閱讀: 發(fā)布時間:2021-02-24
為現(xiàn)實世界中的物理變量校準(zhǔn)傳感器的挑戰(zhàn)是混合的情況。對于某些傳感器,向傳感器提供已知的刺激并不難。對于其他傳感器,這樣做是一個主要問讓上海自儀二儀表廠先來看一個簡單的方法-線性可變差動變壓器(LVDT),根據(jù)型號的不同,它可以地測量從非常小1厘米(cm)到大約25 cm的范圍內(nèi)的線性置)。
例如,TE Con nectivity Measurement Specialties的02560389-000 LVDT 可在兩英寸(50.8厘米)的范圍內(nèi)提供線性位移測量,整個行程范圍為0.25%。圖1:TE Con nectivity Measurement Specialties的02560389-000 LVDT型號可在兩英寸范圍內(nèi)提供的位置讀數(shù),線性度為0.25%。
為了校準(zhǔn)相關(guān)的模擬前端(AFE)電子設(shè)備,您可以使用來自諸如比例變壓器之類的儀器的信號,該儀器大約在100年前開發(fā)并且至今仍在使用(圖圖2:這款經(jīng)典型比例變壓器用于在校準(zhǔn)傳感器模擬接口電路的性能時模擬LVDT輸出與位置的關(guān)系。但是,使用比例變壓器不能測試LVDT本身。為此,您可以將應(yīng)變計引伸計,數(shù)字機械卡尺或光學(xué)卡尺連接到LVDT,然后在特定的基準(zhǔn)位置設(shè)置下測量其但是溫度傳感器校準(zhǔn)呢?
同樣,創(chuàng)建一個電信號來模擬溫度傳感器的非線性輸出并檢查其AFE相當(dāng)容易,但是當(dāng)您在尋求精度的一部分時,如何檢查身呢?大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器(例如電阻溫度檢測器(RTD),熱敏電阻,固態(tài)設(shè)備和熱電偶)都是“開箱即用”的,可以在大約1?C至2?C的溫度范圍工作,但是當(dāng)*精度達(dá)到十分度時(不是當(dāng)然與分辨率相同),這是另一個故事。現(xiàn)實情況是,您不能只設(shè)置一個基本的加熱器,使用精度更高的系統(tǒng)測量其溫度,然后僅將要評估的傳感器替換在同一系統(tǒng)中??梢酝ㄟ^多種方式破壞比種。
因此,高精度溫度傳感器的用戶可以:1)將傳感器發(fā)送到具有必要設(shè)置的實驗室(例如Ellab A / S),或從供應(yīng)商(例如Fluke Corp)購買測試設(shè)置以 供內(nèi)部使用,或者2)從這些“更好”的設(shè)備的眾多供應(yīng)商購買經(jīng)過NIST可追溯文檔完全校準(zhǔn)的溫度傳感器。如果您需要達(dá)到0.1 accuracyC或0.01?C甚至優(yōu)于0.01 thanC的*精度怎么辦?也許很難相信,但是可以做到的。美國*標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究(NIST)的開發(fā)了適用于-50?C(-58?F)至150?C(302?F)范圍(對應(yīng)于8至14微米之間的紅外波長)的熱紅外輻射溫度計(TIRT),該溫度計可以以幾千分測量溫度。更好的是,它不需要像許多其他高性能紅外溫度傳感器一樣需要低溫冷卻。他們是如何達(dá)到這一性能水平的?
他們使用了模擬和傳感器相關(guān)設(shè)計中常見的三層方法:
1)選擇可用的非常佳,性能非常高的組件,包括在需要時對其進(jìn)行“老化”以非常大程度地減少長期漂移。
2)采用一種設(shè)計拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不僅可以非常大程度地減少誤差,而且可以在可能的情況下自動消除誤差,例如在差分或儀表放大器的共享基板同溫度系數(shù)的匹配電阻。
3)盡量減少外部的誘發(fā)誤差源,例如電磁場(EM)或環(huán)境溫度變化。我對這三種策略的*個介紹是當(dāng)我在1976年出版的EDN上讀過已故的傳奇模擬天才吉姆·威廉姆斯的文章時說的:“這個30 ppm的比例證明模擬設(shè)計該秤的設(shè)計旨在滿足一些非常苛刻的目標(biāo):它必須便攜式,低成本,在300.00滿量程范圍(即百萬分之30)中解析0.01磅,永遠(yuǎn)不需要校準(zhǔn)或調(diào)整且具0.02%以內(nèi) 盡管該文章已經(jīng)使用了50年了(將近50年?。?,并且在組件和技術(shù)方面發(fā)生了許多變化,但基礎(chǔ)課程仍然有效。NIST的人員如何創(chuàng)建他們的溫度計,稱為環(huán)境輻射溫度計(ART)(圖3)?
該設(shè)計在其論文中進(jìn)行了詳盡的詳細(xì)描述,標(biāo)題為“適度的標(biāo)題為“改進(jìn)紅計和傳感器的設(shè)計” ,該論文發(fā)表于美國光學(xué)學(xué)會的Optics Express中,以及“使用不可見光進(jìn)行的溫度測量”由NIST發(fā)布。
圖3:在NIST環(huán)境輻射溫度計中,來自固定溫度校準(zhǔn)源的紅外(IR)光通過透鏡(1)進(jìn)入溫度計外殼,并到達(dá)檢測器輸出
(6),該輸出被路由到放大器增強信號結(jié)論下次您對基于傳感器的讀數(shù)的準(zhǔn)確性感到疑惑時,請確保對自己清楚:誤差有是由于傳感器本身造成的,而誤差有是由于電子設(shè)備造成的?您如個人?