負荷傳感器對電子萬能試驗機準確度的影響

　傳感器是電子萬能試驗機的主要測量部件,其技術指標對試驗機的準確度指標影響很大。

　　(1)傳感器的準確度

　　用于傳感器出廠檢驗的力標準機主要分為靜重式、杠桿式和疊加式等幾種。其中靜重式力標準機準確度最高,一般可以達到0005%～001%的準確度,可檢定002級～003級的傳感器,但由于采用砝碼直接加荷,因此制造價格高,除個別大型傳感器廠的靜重式力標準機可達到100kN～200kN外,一般傳感器生產(chǎn)廠家的靜重式力標準機多為10kN。多數(shù)廠家檢定10kN以上傳感器時,采用價格較低的杠桿式或疊加式力標準機,其準確度為003%,因此只能檢定01級的傳感器。由于測量手段的限制,10kN以上的國產(chǎn)傳感器準確度實際上多數(shù)為01級或以下。

　　試驗機制造廠家選用的傳感器級別一般為003級至01級。但部分傳感器廠家檢驗能力不夠,卻仍然將01級的傳感器標稱為003、或005級,此類傳感器用在電子試驗機上,就會對

試驗機準確度產(chǎn)生較大影響。其次,由于市場競爭激烈,近幾年試驗機價格大幅下降,制造廠家出于對成本的考慮,會選用級別較低、價格較便宜的01級傳感器,并認為使用01級的傳感器制造1級的試驗機綽綽有余,這也對試驗機準確度產(chǎn)生影響。同時,由于檢定規(guī)程中采用的是滿量程相對誤差,因此轉換為相對誤差時傳感器的準確度更低。

　　(2)傳感器的穩(wěn)定性

　　影響負荷傳感器性能的指標包括:重復性(%FS)、直線度(%FS)、滯后(%FS)、長期穩(wěn)定性(%FS/月)、蠕變/蠕變恢復(%FS)、輸出溫度影響(%FS/10K)等。其中“重復性、直線度、滯后”合稱綜合誤差,為主要技術指標。由于電子試驗機在計算機數(shù)據(jù)處理軟件方面,具有內(nèi)部校準和非線性修正程序,可以對傳感器的非線性誤差進行修正,使試驗機在標定后的示值誤差數(shù)據(jù)非常好,可以在±02%～±03%以內(nèi),但試驗機制造廠家往往只關注綜合誤差指標,而容易忽視其他幾個技術指標,造成試驗機的長期穩(wěn)定性不理想。

其中,輸出溫度影響是傳感器的一個重要指標,以003級傳感器為例,其輸出溫度影響允差為±003%FS/10K,即溫度每變化10℃,傳感器信號輸出會產(chǎn)生±003%FS的變化,即在10%量程時有可能產(chǎn)生±03%的變化。同樣,003級傳感器的長期穩(wěn)定性為±006%FS/月,即在10%量程時有可能產(chǎn)生±06%的變化。

這些誤差是無法通過軟件程序進行修正的。在實際檢定工作中,檢定人員會發(fā)現(xiàn),一些電子試驗機在標定后數(shù)據(jù)值非常好,但過一段時間就會出現(xiàn)較大的誤差,這往往就是由于傳感器不穩(wěn)定造成的。

　　(3)傳感器使用下限的問題

　　由于現(xiàn)在的A/D轉換技術發(fā)展迅速,20位、甚至24位的轉換模塊都已開始普及應用,對傳感器輸出電信號的測量已經(jīng)比較準確,因此試驗機生產(chǎn)廠家也不斷擴展試驗機的測量下限,從原來的10%擴展到現(xiàn)在的1%,甚至05%都有,但這只是考慮了A/D轉換的因素,并沒有考慮傳感器的因素。從負荷傳感器的檢定規(guī)程可以看出,負荷傳感器的檢定點是從10%～20%開始,其技術指標也是以此為依據(jù)確定的,在傳感器1%的量程下使用,各種因素對傳感器的影響是不確定的,傳感器的零點漂移和零點溫度影響等指標會對測量誤差產(chǎn)生較大的影響。例如,003級傳感器的零點漂移為0015%FS,在1%量程下,其漂移量就為15%,遠超出試驗機的允差,并且無法用軟件程序修正。 同時,由于許多電子試驗機具有零位自動跟蹤功能,零點輸出值在一定范圍內(nèi)變化時,程序會將其自動置零,我們平時看到試驗機的零點值十分穩(wěn)定就是這個原因,但這就令我們沒法知道真正的零點漂移誤差。