激光三角测量法原理
激光发射器通过镜头将可见红色激光射向被测物体表面,体反射激光通过接收器镜头,被内部的CCD线性相机接收,根据不同的距离,CCD线性相机可以在不同的角度下“看见”这个光点。根据这个角度及已知的激光和相机之间的距离,数字信NA2-150kg号处理器就能计算出传感器和被测物体之间的距离。同时,光束在接收元件的位置通过模拟和数字电路处理,并通过微处理器分析,计算出相应的输出值,并在用户设定的模拟量窗口内,按比例输出标准数据信号。如果使用开关量输出,则在设定的窗口内导通,窗口之外截止。另外,模拟量与开关量输出可独立设置检测窗口。
回波分析原理
激光位移传感器采用回波分析原理来测量距离以达到一定程度的精度。传感器内部是由处理器单元、回波处理单元、激光发射器、激光接收器等部分组成。激光位移传感器通过激光发射器每秒发射一百万个激光脉冲到检测物并返回至接收器,处理器计算激光脉冲遇到检测物并返回至接收器所需的时间,以此计算出距离值,该输出值是将上千次的测量结果进行的平均输出。激光回波分析法适合于长距离检测,但测量精度相对于激光三角测量法要低。
各种NA2-150kg传感器的特点
① 导电塑料位移传感器 平滑性好,分辨能力优异,耐磨性好,寿命长,动噪声小,可靠性极高,耐化学腐蚀。用于宇宙装置,导弹,飞机雷达的无线伺服系统等。
② 绕线式位移传感器 阻值小,精度高,温度系数小。其缺点是:分辨能力差,阻值偏低,高频特性差。主要用作分压器,变阻器,仪器中调零和工作等。
③ 金属玻璃铀位移传感器 阻值范围宽,耐热性好,过载能力强,耐潮,耐磨都很好。缺点是:接触电阻和电流噪声大。应用上很有潜力。
④ 金属膜位移传感器 分辨力高,耐高温,温度系数小,动噪声小,平滑性好.
⑤ 磁敏式位移传感器 消除机械接触,寿命长,可靠性高。缺点是:对工作环境要求较高。
⑥ 光电式位移传感器 消除机械接触,寿命长,可靠性高。缺点是:数字信号输出,处理繁琐。
⑦ 电位器式位移传感器 结构简单,输出信号大,使用方便,价格低廉。
主要特性参数
标称阻值:电位器上面所标示的阻值。
重复精度:此参数越小越好。
分辨率:位移NA2-150kg传感器所能反馈的最小位移数值.此参数越小越好.导电塑料位移传感器分辨率为无穷小。
允许误差:标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差,它表示电位器的精度。允许误差一般只要在 ±20%以内就符合要求,因为一般位移传感器是以分压的方式来使用,具体电阻的大小对传感器的数据采集没有影响。
线性精度:直线性误差.此参数越小越好。
寿命:导电塑料位移传感器都在200万次以上。
传感器的灵敏度,量程和频率范围的选择
压电型式的加速度计是振动测试的最主要传感器。虽然压电型加速度计的测量范围宽,但因市场上此类加速度计品种繁多,所以给正确的选用带来一定的难度。作为选用振动传感器的一般原则:正确的选用应该基于对测量信号以下三方面的分析和估算。
a.被测振动量的大小
b.被测振动信号的频率范围
c.振动测试现场环境
以下将针对上述三个方面并参照传感器的相关技术指标对具体的选用作进一步地讨论
传感器的灵敏度与量程范围
NA2-150kg传感器的灵敏度是传感器的最基本指标之一。灵敏度的大小直接影响到传感器对振动信号的测量。不难理解,传感器的灵敏度应根据被测振动量(加速度值)大小而定,但由于压电加速度传感器是测量振动的加速度值,而在相同的位移幅值条件下加速度值与信号的频率平方成正比,所以不同频段的加速度信号大小相差甚大。大型结构的低频振动其振动量的加速度值可能会相当小,例如当振动位移为 1mm, 频率为1 Hz 的信号其加速度值仅为0.04m/s2(0.004g);然而对高频振动当位移为0.1mm,频率为10 kHz的信号其加速度值可达4 x 105m/s2 (40000g)。因此尽管压电式加速度传感器具有较大的测量量程范围,但对用于测量高低两端频率的振动信号,选择加速度传感器灵敏度时应对信号有充分的估计。最常用的振动测量压电式加速度计灵敏度,电压输出型(IEPE 型)为50~100 mV/g,电荷输出型为10 ~ 50 pC/g。
加速度值传感器的测量量程范围是指传感器在一定的非线性误差范围内所能测量的最大测量值。通用型压电加速度传感器的非线性误差大多为1%。作为一般原则,灵敏度越高其测量范围越小,反之灵敏度越小则测量范围越大。
IEPE电压输出型压电加速度传感器的测量范围是由在线性误差范围内所允许的最大输出信号电压所决定,最大输出电压量值一般都为±5V。通过换算就可得到传感器的最大量程,即等于最大输出电压与灵敏度的比值。需要指出的是IEPE压电传感器的量程除受非线性误差大小影响外,还受到供电电压和传感器偏置电压的制约。当供电电压与偏置电压的差值小于传感器技术指标给出的量程电压时,传感器的最大输出信号就会发生畸变。因此IEPE 型加速度NA2-150kg传感器的偏置电压稳定与否不仅影响到低频测量也可能会使信号失真;这种现象在高低温测量时需要特别注意,当传感器的内置电路在非室温条件下不稳定时,传感器的偏置电压很可能不断缓慢地漂移而造成测量信号忽大忽小。而电荷输出型测量范围则受传感器机械刚度的制约,在同样的条件下传感敏感芯体受机械弹性区间非线性制约的最大信号输出要比IEPE型传感器的量程大得多,其值大多需通过实验来确定。一般情况下当传感器灵敏度高,其敏感芯体的质量块也就较大,传感器的量程就相对较小。同时因质量块较大其谐振频率就偏低这样就较容易激发传感器敏感芯体的谐振信号,结果使谐振波叠加在被测信号上造成信号失真输出。因此在最大测量范围选择时,也要考虑被测信号频率组成以及NA2-150kg传感器本身的自振谐振频率,避免传感器的谐振分量产生。同时在量程上应有足够的安全空间以保证信号不产生失真。