導(dǎo)電塑料電位器在低溫下輸出變化小,低扭矩操作和高速應(yīng)用是導(dǎo)電塑料技術(shù)的獨有特征。
導(dǎo)電塑料電位器傳感器重要的參數(shù)包括:(1) 要求的準確度、線性度;(2) 期望量程范圍;(3) 可重復(fù)性/分辨率;(4) 要求扭矩;(5) 環(huán)境、振動、粉塵溫度、濕度;(6) 要求速度以及期望價格和壽命。
A.3.3 線性可變差動變壓位移傳感器(LVDT)。它由一個初級線圈、兩個次級線圈、鐵芯、線圈骨架、外殼等部件組成。LVDT工作過程中,鐵心的運動不能超出線圈的線性范圍,否則將產(chǎn)生非線性值,因此所有的LVDT均有一個線性范圍。
LVDT的優(yōu)點在于:(1)無摩擦測量;(2) 無限的機械壽命;(3) 無限的分辨率;(4)零位可重復(fù)性;(5) 軸向抑制;(6) 堅固耐用;(7)輸入/輸出隔離。
LVDT的主要限制是:(1) 為得到線性性能,傳感器的外殼要比行程長;(2) 輸出信號對輸入被測量存在一定的非線性;(3) 價格相對昂貴。
A.3.4 磁致伸縮位移傳感器,是利用磁致伸縮原理,通過兩個不同磁場相交產(chǎn)生一個應(yīng)變脈沖信號來準確地測量位置的。這種傳感器的輸出信號是一個真正的絕對值,而不是比例的或放大處理的信號,所以不存在信號漂移或變值的情況,更無需定期重標。
磁致伸縮位移傳感器特點:(1) 內(nèi)部非接觸式測量;(2) 性能價格比高;(3) 多種輸出方式可供選擇;(4) 防浪涌、防射頻干擾;(5) 不需定期標定和維護;(6) 安裝方便;(7)高精度、高穩(wěn)定性、高可靠性;(8)使用壽命長;(9) 具有輸入電源反向極性保護功能;(10) 結(jié)構(gòu)精巧、環(huán)境適應(yīng)性強。它的缺點是不適于小位移的測量需求。
A.3.5 GPS動態(tài)差分載波相位方法的優(yōu)點是:(1) 各測站間無需通視,是相互獨立的觀測值;(2) 可以全天候作業(yè);(3) 定位精度較高。實時定位精度平面可達10 mm, 高程可達20 mm;(4) 能同時測定點的動靜態(tài)三維絕對坐標,無漂移現(xiàn)象;(5)操作方便,易于建成無人值守的自動監(jiān)測系統(tǒng)。
在GPS現(xiàn)場操作過程中,應(yīng)注意以下事項:(1) 接收機周圍10°以上應(yīng)無遮擋;(2) 應(yīng)采取有效的抗多路徑措施;(3) 接收機應(yīng)遠離電磁干擾源;(4) 接收機應(yīng)同時接收5顆以上衛(wèi)星的信號;(5) 接收機在滿足數(shù)據(jù)采樣頻率要求的前提下,越高越好,一般不宜低于5Hz;(6) 接收機應(yīng)具有良好的避雷措施及可靠的電力供應(yīng)方案。
A.4 加速度傳感器
A.4.1加速度傳感器主要分為壓阻式、壓電式和壓容式。
1. 壓阻式加速度傳感器的原理為壓阻效應(yīng),即半導(dǎo)體材料受到應(yīng)力作用時,其電阻率會發(fā)生變化,因此傳感器可通過此原理來感測位移的變化。壓阻式加速度傳感器結(jié)構(gòu)簡單,外形小巧,性能優(yōu)越,尤其可測量低頻加速度。壓阻式加速度傳感器產(chǎn)生誤差的主要原因是溫度。由于傳感器中擴散電阻的溫度系數(shù)較大,電阻值隨溫度變化而變化,引起傳感器的零位漂移和靈敏度漂移。零位溫度的漂移一般可用串聯(lián)電阻的方法進行補償;靈敏度則隨溫度變化:當溫度升高時,壓阻系數(shù)減小,感測器的靈敏度也隨之減??;反之則靈敏度隨溫度減小而增大。這種加速度傳感器在使用時應(yīng)避免環(huán)境沖擊。
2. 壓電式加速度傳感器基于壓電陶瓷等非晶方性結(jié)構(gòu)材料對高頻微小機械振動的優(yōu)良響應(yīng)特性,具有不受溫度變化影響、防水性佳、電磁干擾保護和絕緣處理性強等技術(shù)特性。這種加速度傳感器可以對很寬頻率和很高輻值的振動訊號獲得很準確的量測,并且具有很好的環(huán)境抗力。
3. 電容式加速度傳感器可將非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化。傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、分辨能力高、可非接觸測量、耐沖擊、可微型化的優(yōu)點。它在使用時受溫度波動影響,應(yīng)對其溫度效應(yīng)進行適當?shù)臏囟妊a償。
A.4.2 為獲得高保真度的監(jiān)測數(shù)據(jù),需要根據(jù)監(jiān)測的使用要求,選擇最合適的加速度傳感器。通常,選擇加速度傳感器最主要的因素是:重量、頻率響應(yīng)和靈敏度。