電磁計量技術在傳感器測量系統中的應用

楊芳

摘 要 在各個領域中都廣泛應用到了傳感器測量技術，文章對傳感器測量系統的基本知識進行了簡要的介紹，通過最常用的大型電子衡器，壓力、溫度傳感器測量裝置等設備，從工業生產的角度看待問題，利用電磁計量技術排除故障以及準確測試，闡述在傳感器測量系統中如何應用電磁計量技術。

關鍵詞 測量；傳感器；電磁計量

中圖分類號：TP212 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）03-0110-01

隨著我國社會經濟和科學技術的穩步發展，各個學科領域都普遍應用了傳感器技術。在生產流程中，很多生產企業也都使用到傳感器測量系統，主要例如：大型電子衡器、轉速控制系統、遠程壓力控制系統、測試控制系統等。為了確保企業生產出產品的質量，傳感器測量系統發揮出極大作用。在非電量測試技術中，轉速、壓力、溫度等參數都屬于非電量，傳感器的作用就是能夠將非電量轉換為電量。

1 電磁計量

應用設備、儀表和電磁測量儀器，對被測量采用相應的方法進行定量分析，確保計量學分支的準確和電磁量測量的統一，就是電磁計量。作為一種能源，人們在認識電能后，將其應用與科學技術的研究中，而點與磁性材料和磁場等的存在有著密不可分的關聯。和電磁現象相關的物理量為電磁兩，它分為磁學量和電學量，在不斷探索電磁應用的過程中，大量的電磁設備、儀表、測量儀器就此誕生。電磁計量所研究的主要內容如下：研究并制定出相應的技術規范、檢定規程、檢定系統等，對進行電磁量量值傳遞的專用測量裝置和標準量具進行研究，對測量電磁量的方法進行研究，對電磁學單位制的確定，對于電磁量相關的物理常數進行精密測定。以上研究按照定義保存、復現電磁學單位的計量標準和基準進行。電磁學計量主要包括磁矩、磁通、磁感應強度、電感、電阻、電流、電壓等。而電磁學計量有波形、材料電磁特性、儀器與比率標準、電磁測量儀表和儀器、電磁基本量等。其中電磁基本量如磁矩、磁通、電流、電壓等。除此之外，電磁計量的重要內容還有環境安全、電氣、靜電、非電量的電測量等電磁干擾參數。在電磁計量中，常用的設備有電流源、標準電壓、穩流源、穩壓源等；常用的儀器儀表包括電阻箱、電位差計、電橋、電壓表、電流表等。

在此，通過對例子的說明，來了解傳感器測量系統中所應用的電磁計量技術。先來介紹傳統傳感器熱電偶的工作情況。由兩根不同的導線組成了常用的熱電偶，熱電偶屬于電能量傳感器，將兩根導線一端焊接，放入被測介質中，通常作為測量端使用。而未被連接的自由端稱為冷端，連接于測量儀表所引出的導線。當冷端與熱端存在溫差時，熱電偶則會將溫差電動勢生產出來，介質的溫度也被測量儀表測出。熱電偶的分度號根據材料的不同也會有相應的不同，溫度與電動勢的對應關系可以通過查表的方式找出。mV信號就是輸出熱電偶的信號。所以，若將對應的mV值輸入倒測量儀表的輸入端，便能夠對溫度測量儀表的準確性進行檢測。mV信號的提供就是數字毫伏或者點位差計信號發生器，這種溫控儀表檢測方法使常規中經常使用的。當發生系統故障時，可以將測量儀表的任意一端斷開，將標準的mV信號值輸入倒兩端，對測量儀表的準確性進行判斷，這樣就很容易對熱電偶出現故障與否進行推斷了。

2 傳感器

傳感器能夠感受到被測量的信息，還能按照一定的規律將所感受到的信息轉換成為所需形式的信息或電信號輸出，屬于一種檢測裝置，能夠滿足信息的控制、記錄、顯示、存儲、處理、傳送等要求，因此，可以說傳感器是實現自動控制和自動檢測的首要環節。網絡化、系統化、多功能化、智能化、數字化、微型化等都是傳感器的特點，傳感器對新型工業的建立起到促進作用，并成功推動了傳統產業的更新換代及改造，成為新時期新的經濟增長點。若按照輸出信號標志進行分類可將傳感器分為數字傳感器、開關傳感器以及模擬傳感器。若按照原理進行分類，可分為生物傳感器、真空度傳感器、氣敏傳感器、磁敏傳感器、濕敏傳感器、振動傳感器等。按照能量轉換原理可分為無源傳感器和有源傳感器。按照工作原理進行劃分，可分為電勢式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、電阻式傳感器等。若按照輸入物理量又可分為氣敏傳感器、溫度傳感器、速度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器等。通過電磁計量技術可以完成對電量的測量，而電脈沖信號、電阻、電流、電壓等電量為傳感器最后的輸出。當今在傳感器測量系統中應用較為普遍的就是電流和電壓信號。

3 傳感器測量系統中磁計量技術的應用

隨著我國社會經濟和科學技術水平的不斷發展，誕生了集接口電路、存儲器、微處理器、A/D轉換器、傳感器為一身的智能化數字儀表，該儀表能夠支持線性電流、線性電壓、熱電阻、熱電偶等輸入的多種信號，對儀表可利用標準電流、電壓源或者標準電流、電壓表來進行檢測。將壓力轉換成為電信號的傳感器就是壓力傳感器，井數字顯示控制器將電信號輸出，或者通過數字表將數據顯示出來，可達到控制壓力的目的，有效對電氣執行器件進行控制。文章以SCS100型大型電子稱為例進行介紹，使用稱重顯示器作為裝置的顯示器，在儀表的內部有串型通訊部分、打印部分、顯示部分、單片機以及與單片機相接連的控制面板、A/D轉換、放大電路，-30 mA至30 mA作為輸入信號值。將分辨力超過1 ?V的毫伏表接在顯示器信號輸入端，可以看出重量顯示與毫伏指示具有一定的線性關系，從分析測量數據和應用電磁測量儀表來看，可以對顯示器或傳感器是否處于正常工作狀態進行判斷。

4 結束語

文章對傳感器測量系統的基本知識進行了簡要的介紹，通過最常用的大型電子衡器，壓力、溫度傳感器測量裝置等設備，從工業生產的角度看待問題，利用電磁計量技術排除故障以及準確測試，闡述在傳感器測量系統中如何應用電磁計量技術。為了確保企業生產出產品的質量，傳感器測量系統發揮出極大作用。傳感器系統具有線性化處理非線性信號、補償信測數據及其誤差、調節、分析、處理信息等功能，其正朝著多功能化、智能化、微型化的方向發展。傳感器不僅達到高性能指標，還將接口電路、存儲器、微處理器、A/D轉換器、壓敏電阻傳感器集于一身，為測量提供了便捷。

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