電磁計量技術在傳感器測量系統中的應用

摘 要:鑒于傳感器測量技術在各個領域的廣泛應用，本文主要從工業生產領域出發，簡單介紹了傳感器測量系統的基本知識，并通過最常用的溫度、壓力傳感器測量裝置和大型電子衡器等設備利用電磁計量技術測試其準確性并排除故障的簡便方法淺述了電磁計量技術在傳感器測量系統中的應用。

關鍵詞:電磁計量傳感器測量

中圖分類號:TP212文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(c)-0090-01

隨著科學技術的發展，傳感器技術已經滲透到了各個學科領域，很多生產企業在生產流程中都使用了傳感器測量系統，如工廠常用的測試控制系統，遠程壓力控制系統，轉速控制系統，大型電子衡器等，傳感器測量系統為保證企業生產的產品質量起到了不小的作用。

溫度、壓力、轉速這些參數都是非電量，在非電量測試技術中，首先遇到的是將各種非電量變換為電量，我們稱能夠完成這種變換功能的裝置為傳感器

1 傳感器

傳感器的種類很多，一般可按以下幾種方法分類:1)根據輸入物理量可分為:位移傳感器，壓力傳感器，速度傳感器，溫度傳感器及氣敏傳感器等。2)根據工作原理可分為:電阻式傳感器，電感式傳感器，電容式傳感器及電勢式傳感器等。3)根據輸出信號的性質可分為:模擬式傳感器和數字式傳感器。4)根據能量轉換原理可分為:有源傳感器和無源傳感器。

從中可以看出，傳感器最后的輸出為電壓，電流，電阻，電脈沖信號等電量，電量的測量可以通過電磁計量技術來完成，其中電壓和電流信號在現在的傳感器測量系統中使用得尤為普遍。

2 電磁計量

電磁計量是應用電磁測量儀器，儀表和設備，采用相應的方法對被測量進行定量分析，研究和保證電磁量測量的統一和準確的計量學分支。電磁計量中常用的儀器儀表有電流表、電壓表、電橋、電位差計、電阻箱等，常用的設備有穩壓源、穩流源、標準電壓、電流源等。

如何把電磁計量技術應用到傳感器測量系統中，我們將通過下面幾個例子來加以簡單的描述。

首先，我們來看一下古老的傳感器——熱電偶的工作情況:熱電偶屬于電能量傳感器，常用的熱電偶由兩根不同的導線組成，它們的一端焊接在一起，叫做熱端(通常稱為測量端)，放入被測介質中;不連接的兩個自由端叫做冷端(通常稱為參考端)，與測量儀表引出的導線相連接，

當熱端與冷瑞有溫差時，熱電偶便能產生溫差電動勢，測量儀表就能測出介質的溫度。由此可見，測量儀表測出的是電動勢信號。熱電偶根據不同的材料對應有不同的分度號，可以通過查表的方式找出電動勢與溫度的對應關系。熱電偶的輸出信號為mv信號，，因此，我們如果在測量儀表的輸入端輸入對應的mv值，便能檢測出溫度測量儀表的準確性，這種方法也是我們常規的溫控儀表檢測法，mv信號的提供就是電磁計量器具——直流電位差計或數字毫伏信號發生器，這種檢測方法已是一種成熟的計量技術是在工廠的溫控系統現場，當系統發生故障時，我們可以斷開測量儀表的K1，K2任意一端，從這兩端輸入標準的mv信號值，判斷出測量儀表的準確與否，從而推斷出熱電偶是否出現故障，極大的方便了我們的檢修工作。

3 應用

現在，隨著科學技術的不斷發展，出現了智能化數字儀表，它們集傳感器，A/D轉換器，微處理器，存儲器和接口電路于一身，一種儀表可以支持熱電偶，熱電阻及線性電壓(電流)等多種信號的輸入，如AI—501T型智能化數字顯示儀表就具備這種功能，更方便了我們利用標準電壓(電流)表或標準電壓(電流)源來對儀表進行檢測。

壓力傳感器是一種將壓力轉換成電信號的傳感器，再通過數字表顯示出數據，或經數字顯示控制器輸出電信號，去控制電氣執行器件，以達到壓力控制的目的。我們以DPI－I型遠程數字壓力表為例，它是一種具備遠傳功能的儀表，采用JCYX系列高精度，高穩定性的壓力傳感器，經過嚴格精密的溫度和線性補償，采用性能良好的模塊化信號處理工藝技術，對介質壓力進行測量，顯示壓力值并輸出4～20mA或0～10mA的標準信號。

DPI－I型遠程數字壓力表接線中所接的電流表能讓我們準確地判斷DPI－I表的準確與否，當儀表進入工作狀態后，在零壓力狀態下，窗口顯示±000.0kpa，電流表應顯示4mA，若有偏差，可對儀表后面板上的“ZO”電位器進行調節，零壓力對儀表工作正常后，可加壓進行測量，當加到額定壓力時，電流表指示應為20mA，若有偏差，可在儀表后面板上對“FS”電位器進行適當調節，這里需要注意的是，“ZO”“FS”的調節都是小范圍的，當零位和滿量程調整準確后，其余各點可以通過線性計算進行測量，若電流表指示誤差較大，那么就可以判斷系統出現故障。

4 應用實例

以SCS－100型大型電子秤為例，其結構如圖1。

本裝置常用的顯示器為XK3190－D9稱重顯示器，這種儀表內部包括:放大電路，A/D轉換，單片機以及和單片機相連的控制面板，顯示部分，打印部分和串型通訊部分，輸入信號為-30～30mA。我們在顯示器的信號輸入端接入分辯力高于1μV的毫伏表，可以看到毫伏指示與重量顯示呈一定的線性關系，通過這種電磁測量儀表的應用和測量數據的分析，我們可以判斷傳感器或顯示器工作是否正常。

5 結語

傳感器系統正在向微型化，智能化，多功能化的方向發展，它們具有了對信息進行處理，分析和調節，對新測數據及其誤差進行補償，對非線性信號進行線性化處理等大量功能，更加方便了我們的測量。如美國霍尼威爾公司生產的高品質壓力傳感器——PPT系列壓力傳感器，它將壓敏電阻傳感器，A/D轉換器，微處理器，存儲器和接口電路集于一身，不僅達到了高性能指標，還采用0～5v電壓輸出，為我們的測量帶來了極大的方便，由此可見，電磁計量技術將會在傳感器測量系統中得到廣泛的應用，更多好的方法還有待我們進一步探討和實踐。

參考文獻

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