通過對多個(gè)細(xì)節(jié)的升級,HBM 大幅提高了 U10M 力傳感器 的精度。 U10M 一直是高精度傳感器的代表,并且極為堅(jiān)固 - 多款型號的保護(hù)等級高達(dá) IP69。并且對彎矩不敏感。由于采用模塊化系統(tǒng),其可以采用以多種方式配置?,F(xiàn)在,包括 線性,滯后和可逆性誤差,這些影響傳感器精度的特性都進(jìn)行了優(yōu)化。能夠?yàn)榭蛻魩砀煽康臏y量數(shù)據(jù),更低的不確定性,降低生產(chǎn)成本,提高成品率。
力傳感器的測量誤差分析
采用力傳感器進(jìn)行測量時(shí),誤差可以被分為兩組:一類是 輸出信號誤差,其和加載的力無關(guān),一類 是與加載的力成正比。
溫度對零點(diǎn)的影響是和負(fù)載無關(guān)的誤差:測試誤差 是一個(gè)特定的值,其和測量的值無關(guān)。如果這個(gè)誤差和輸出信號相比,可以看出,TC0 的影響是非常明顯的,尤其是只使用額定量程的很小一部分時(shí)。其**值是相同的,但是如果只是加載很小比例的力的時(shí)候會(huì)非常明顯。除了 TC0,線性誤差也和終端值有關(guān)。
和實(shí)際值有關(guān)的誤差(實(shí)際值依賴誤差)是和實(shí)際的信號相關(guān)的,其包括:靈敏度的溫度依賴性(TCS),抗蠕變和校準(zhǔn)公差。
誤差計(jì)算
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誤差的計(jì)算是按照以下原理來進(jìn)行的:
每個(gè) 獨(dú)立誤差 需要基于制造商技術(shù)信息來進(jìn)行計(jì)算。(TC0, 線性誤差, 滯后等)。無論這些參數(shù)涉及滿量程或是測量值,工藝參數(shù)也需要考慮。 -
誤差必須被分配一個(gè)統(tǒng)計(jì)因子。因?yàn)槊恳徊街粫?huì)降低測量的不確定性。這樣可省去評估。
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所有獨(dú)立的誤差必須 平方相加,然后用總平方根來進(jìn)行計(jì)算
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結(jié)果必須被分配一個(gè)因子,這個(gè)因子為測量不確定性的可能性
如以上解釋,滿刻度值有關(guān)的影響量尤其重要。當(dāng)然還需要關(guān)注*大的單獨(dú)誤差。*大的測量誤差影響被優(yōu)化時(shí)非常有意義的。
參數(shù)
相對重復(fù)性誤差
相對重復(fù)性誤差是描述傳感器重復(fù)性精度。也就是相同負(fù)載下測量結(jié)果的重復(fù)性能。這個(gè)值越低,在實(shí)際中,越能獲得可靠的測量結(jié)果。
線性誤差
線性誤差描述的是傳感器預(yù)期理想的均勻的特性曲線的偏差。線性誤差越低,力和標(biāo)定點(diǎn)之間的誤差越低。
相對可逆性誤差(滯后)
如果傳感器被加載額定力,然后加載被移除,你能夠注意到兩次測試之間的微小確保,這就是力傳感器的相對可逆性誤差(滯后)。在動(dòng)態(tài)測量,尤其是大力值情況下,滯后會(huì)帶來非常大的影響。
蠕變
由于力傳感器彈性后效性(彈性體和應(yīng)變片),因此蠕變對力輸出的影響非常小。但是如果需要進(jìn)行長期監(jiān)控,低的蠕變值就變得非常重要。
溫度對零點(diǎn)信號的影響(TC0)
TC0 是非常重要的技術(shù)參數(shù),大部分情況下是*重要的。也就是當(dāng)溫度變化時(shí),零點(diǎn)的輸出信號會(huì)增加一個(gè)幅度。TC0 對于測量非常小的力的影響非常顯著,因?yàn)槠浜图虞d的力大小無關(guān)。
U10M 在那些方面進(jìn)行了優(yōu)化?
所有描述的誤差都在測試臺上進(jìn)行:
在未修改安裝位置的重復(fù)性誤差(測量值的%)
蠕變(測量值的%)
線性(滿量程的%)
蠕變(滿量程的%)
150ppm 10K 的 TCO 已經(jīng)非常優(yōu)良了,并且在很多應(yīng)用中,能夠進(jìn)行提高??梢酝ㄟ^勾選 "200% 標(biāo)定"來完成。這意味這 U10M 力傳感器以雙倍額定力進(jìn)行標(biāo)定。這樣你可以獲得雙倍的輸出值。這樣,將 TCO 降低到 75 ppm 10K 是非??赡艿?。
但是兩點(diǎn)是要牢記在心的:
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放大器的輸入范圍必須合適。對于滿量程力標(biāo)定必須采用 5mV/V。如果較小的力被測量,可以以線性方式相應(yīng)地降比例。
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允許的振蕩帶寬較低 - 也就是動(dòng)態(tài)測量中,峰峰值必須和標(biāo)定力**匹配。
應(yīng)用的優(yōu)勢
在進(jìn)行力測量時(shí),精度等級需要預(yù)先設(shè)定。但是力測量的精度不僅僅依賴傳感器,還包括測量的力 - 當(dāng)力較小時(shí),測量不確定性會(huì)上升。
現(xiàn)代測量技術(shù)的優(yōu)勢在實(shí)踐中的優(yōu)勢:
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更寬的測量范圍:更高精度的傳感器能夠測量更小的力(部分量程測量)
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傳感器的 使用壽命變長,也包括也就是在精度不變的情況下,對外界環(huán)境不敏感。
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減少傳感器的使用量。通常,量程越低,精度越高,但會(huì)帶來過載的風(fēng)險(xiǎn)??梢赃x擇大量程高精度傳感器,在完成精度要求的同時(shí),可滿足多種應(yīng)用需求
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提高合格率:傳感器的精度的提高,帶來更小的零部件容差。容差范圍的減小,會(huì)讓產(chǎn)品評估更準(zhǔn)確可靠,被錯(cuò)誤判定的數(shù)量也將大幅減少,從而避免生產(chǎn)浪費(fèi)。