影響直線位移傳感器線性精度因素技術(shù)分析
線性精度是描述位移傳感器靜態(tài)特性的一個(gè)重要指標(biāo)。在被測(cè)輸入量處于穩(wěn)定狀態(tài)前提下,傳感器輸出校準(zhǔn)曲線與擬合直線間的最大偏差與滿量程輸出的百分比(線性度又稱為非線性誤差)。線性度越小,表明位移傳感器線性特性越好,測(cè)量精準(zhǔn)度越高。為適應(yīng)自動(dòng)化設(shè)備伺服控制系統(tǒng)日益增長(zhǎng)的高精度測(cè)控需求,如果改進(jìn)原位移傳感器加工工藝,提高其測(cè)量精度與穩(wěn)定性,也成為生產(chǎn)廠家孜孜追求的目標(biāo)。
電位計(jì)原理直線位移傳感器是目前國(guó)內(nèi)外自動(dòng)化設(shè)備廣泛使用的一種位移傳感器,傳感器主要由電刷與碳膜板組成,采用電阻分壓原理接入測(cè)控系統(tǒng),輸出直流電壓信號(hào)。電位計(jì)原理直線位移傳感器具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固,受溫濕度與電磁場(chǎng)等因素影響較小,分辨率高,成本低,安裝使用方便等優(yōu)。傳感器為接觸式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),絕對(duì)位置測(cè)量型位移傳感器。
電位計(jì)原理直線位移傳感器線性精度與傳感器總阻值大小無(wú)關(guān),主要取決于傳感器電阻板阻值均勻程度(即線性度)。理論上講,隨著環(huán)境溫度升高,電阻體內(nèi)電子的活躍程度升高,會(huì)造成傳感器阻值上升。鑒于溫度升高對(duì)傳感器碳膜板各處的阻值影響幾乎一致,因此溫度變化不會(huì)影響到直線位移傳感器信號(hào)輸出的線性度。同樣道理,環(huán)境濕度增加時(shí),傳感器電阻板阻值會(huì)逐漸增大(直至環(huán)境濕度達(dá)到飽和狀態(tài)),但是碳膜板阻值線性度不發(fā)生變化,信號(hào)輸出的線性度同樣也不受影響。在外界電場(chǎng)、熱等作用下,碳膜板吸附水分子膜被擊穿或者解吸附,電阻板阻值還可以逐漸降低,直至恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)。
但是直線位移傳感器從設(shè)計(jì)、裝配到應(yīng)用環(huán)節(jié)等,均無(wú)法避免接觸電阻與不對(duì)稱電阻的影響。例如:電刷與碳膜板焊接工藝引起的阻值變化;傳感器電刷與碳膜板之間存在的接觸電阻變化等。因此,直線位移傳感器長(zhǎng)期使用,電刷與碳膜板逐漸磨損,可造成傳感器阻值線性度緩慢下降,進(jìn)而影響傳感器輸出信號(hào)線性度。當(dāng)受外界溫濕度變化影響時(shí),此現(xiàn)象更加明顯。