Любой
тензодатчик, в том числе и
датчик веса, может быть описан рядом характеристик, совокупность которых позволяет сравнивать
датчики между собой и целенаправленно выбирать
датчики, наиболее соответствующие конкретным задачам.
Перечислим основные из этих характеристик
тензодатчика:
1. Функция преобразования (градуировочная характеристика) представ¬ляет собой функциональную зависимость ее выходной величины от измеряемой величины:
y = f(x) (1)
Зависимость представляется в именованных величинах: y – в единицах выходного сигнала или параметрах
тензодатчика, x – в единицах измеряемой вели¬чины. Для
датчиков давления – Ом/С или мВ/К.
2. Чувствительность – отношение приращения выходной величины тензодатчика к приращению его входной величины:
S = dy/dx (2)
Для линейной части функции преобразования чувствительность датчика постоянна. Чувствительност датчика характеризует степень совершенства про¬цесса преобразования в нем измеряемой величины.
3. Порог чувствительности – минимальное изменение значения входной величины, которое можно уверенно обнаружить. Порог чувствительности связан как с природой самой измеряемой величины, так и с совершенством процесса преобразования измеряемой величины в [2]тензодатчике[/2].
4. Предел преобразования – максимальное значение измеряемой величи¬ны, которое может быть измерено без необратимых изменений в датчике в резуль¬тате рабочих воздействий. Верхний предел измерений датчика обычно меньше предела преобразования по крайней мере на 10%.
5. Метрологические характеристики – определяются конструктивно-технологическими особенностями датчика, стабильностью свойств применяемых в нем материалов, особенностями процессов взаимодействия датчика с измеряе¬мым объектом.
Метрологические характеристики, в свою очередь, определяют характер и величины погрешностей измерения датчиков. Часть погрешностей могут быть случайными и они учитываются методами математической статистики. Система¬тические погрешности могут быть аналитически описаны и исключены из резуль¬татов измерения.
Основными видами систематических погрешностей
тензодатчика являются:
- погрешности, обусловленные нелинейностью функции преобразования, что характерно для полупроводниковых
датчиков давления [3];
- погрешности, обусловленные вариацией функции преобразования вследствие изменения направления действия входной величины (для датчиков температуры это нагрев-охлаждение);
- погрешности, обусловленные несоответствием динамических воз¬можностей датчика скорости воздействия входной величины. Может быть учтено введением коэффициента термической инерции;
- дополнительные погрешности, обусловленные отличием условий работы датчика от тех, в которых определялась его функция преобра¬зования;
- погрешности, обусловленные нестабильностью функции преобра¬зо¬вания вследствие процессов старения материала.
6. Надежность – рассматривается в двух аспектах: механическая надеж¬ность и метрологическая надежность.
7. Эксплуатационные характеристики – к их числу могут быть отнесены: масса, габаритные размеры, потребляемая мощность, прочность электрической изоляции, номиналы используемых электрических напряжений, а также стойкость к агрессивным средам, всевозможным излучениям, искробезопасность и т.д.
8. Стоимость и возможность серийного производства.
автор статьи: Пупки Г.Т.
