電磁計(jì)量技術(shù)在傳感器測量系統(tǒng)中的應(yīng)用

楊芳

摘 要 在各個(gè)領(lǐng)域中都廣泛應(yīng)用到了傳感器測量技術(shù)，文章對(duì)傳感器測量系統(tǒng)的基本知識(shí)進(jìn)行了簡要的介紹，通過最常用的大型電子衡器，壓力、溫度傳感器測量裝置等設(shè)備，從工業(yè)生產(chǎn)的角度看待問題，利用電磁計(jì)量技術(shù)排除故障以及準(zhǔn)確測試，闡述在傳感器測量系統(tǒng)中如何應(yīng)用電磁計(jì)量技術(shù)。

關(guān)鍵詞 測量；傳感器；電磁計(jì)量

中圖分類號(hào)：TP212 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）03-0110-01

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展，各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域都普遍應(yīng)用了傳感器技術(shù)。在生產(chǎn)流程中，很多生產(chǎn)企業(yè)也都使用到傳感器測量系統(tǒng)，主要例如：大型電子衡器、轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程壓力控制系統(tǒng)、測試控制系統(tǒng)等。為了確保企業(yè)生產(chǎn)出產(chǎn)品的質(zhì)量，傳感器測量系統(tǒng)發(fā)揮出極大作用。在非電量測試技術(shù)中，轉(zhuǎn)速、壓力、溫度等參數(shù)都屬于非電量，傳感器的作用就是能夠?qū)⒎请娏哭D(zhuǎn)換為電量。

1 電磁計(jì)量

應(yīng)用設(shè)備、儀表和電磁測量儀器，對(duì)被測量采用相應(yīng)的方法進(jìn)行定量分析，確保計(jì)量學(xué)分支的準(zhǔn)確和電磁量測量的統(tǒng)一，就是電磁計(jì)量。作為一種能源，人們?cè)谡J(rèn)識(shí)電能后，將其應(yīng)用與科學(xué)技術(shù)的研究中，而點(diǎn)與磁性材料和磁場等的存在有著密不可分的關(guān)聯(lián)。和電磁現(xiàn)象相關(guān)的物理量為電磁兩，它分為磁學(xué)量和電學(xué)量，在不斷探索電磁應(yīng)用的過程中，大量的電磁設(shè)備、儀表、測量儀器就此誕生。電磁計(jì)量所研究的主要內(nèi)容如下：研究并制定出相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范、檢定規(guī)程、檢定系統(tǒng)等，對(duì)進(jìn)行電磁量量值傳遞的專用測量裝置和標(biāo)準(zhǔn)量具進(jìn)行研究，對(duì)測量電磁量的方法進(jìn)行研究，對(duì)電磁學(xué)單位制的確定，對(duì)于電磁量相關(guān)的物理常數(shù)進(jìn)行精密測定。以上研究按照定義保存、復(fù)現(xiàn)電磁學(xué)單位的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和基準(zhǔn)進(jìn)行。電磁學(xué)計(jì)量主要包括磁矩、磁通、磁感應(yīng)強(qiáng)度、電感、電阻、電流、電壓等。而電磁學(xué)計(jì)量有波形、材料電磁特性、儀器與比率標(biāo)準(zhǔn)、電磁測量儀表和儀器、電磁基本量等。其中電磁基本量如磁矩、磁通、電流、電壓等。除此之外，電磁計(jì)量的重要內(nèi)容還有環(huán)境安全、電氣、靜電、非電量的電測量等電磁干擾參數(shù)。在電磁計(jì)量中，常用的設(shè)備有電流源、標(biāo)準(zhǔn)電壓、穩(wěn)流源、穩(wěn)壓源等；常用的儀器儀表包括電阻箱、電位差計(jì)、電橋、電壓表、電流表等。

在此，通過對(duì)例子的說明，來了解傳感器測量系統(tǒng)中所應(yīng)用的電磁計(jì)量技術(shù)。先來介紹傳統(tǒng)傳感器熱電偶的工作情況。由兩根不同的導(dǎo)線組成了常用的熱電偶，熱電偶屬于電能量傳感器，將兩根導(dǎo)線一端焊接，放入被測介質(zhì)中，通常作為測量端使用。而未被連接的自由端稱為冷端，連接于測量儀表所引出的導(dǎo)線。當(dāng)冷端與熱端存在溫差時(shí)，熱電偶則會(huì)將溫差電動(dòng)勢生產(chǎn)出來，介質(zhì)的溫度也被測量儀表測出。熱電偶的分度號(hào)根據(jù)材料的不同也會(huì)有相應(yīng)的不同，溫度與電動(dòng)勢的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以通過查表的方式找出。mV信號(hào)就是輸出熱電偶的信號(hào)。所以，若將對(duì)應(yīng)的mV值輸入倒測量儀表的輸入端，便能夠?qū)囟葴y量儀表的準(zhǔn)確性進(jìn)行檢測。mV信號(hào)的提供就是數(shù)字毫伏或者點(diǎn)位差計(jì)信號(hào)發(fā)生器，這種溫控儀表檢測方法使常規(guī)中經(jīng)常使用的。當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)故障時(shí)，可以將測量儀表的任意一端斷開，將標(biāo)準(zhǔn)的mV信號(hào)值輸入倒兩端，對(duì)測量儀表的準(zhǔn)確性進(jìn)行判斷，這樣就很容易對(duì)熱電偶出現(xiàn)故障與否進(jìn)行推斷了。

2 傳感器

傳感器能夠感受到被測量的信息，還能按照一定的規(guī)律將所感受到的信息轉(zhuǎn)換成為所需形式的信息或電信號(hào)輸出，屬于一種檢測裝置，能夠滿足信息的控制、記錄、顯示、存儲(chǔ)、處理、傳送等要求，因此，可以說傳感器是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和自動(dòng)檢測的首要環(huán)節(jié)。網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化、多功能化、智能化、數(shù)字化、微型化等都是傳感器的特點(diǎn)，傳感器對(duì)新型工業(yè)的建立起到促進(jìn)作用，并成功推動(dòng)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的更新?lián)Q代及改造，成為新時(shí)期新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。若按照輸出信號(hào)標(biāo)志進(jìn)行分類可將傳感器分為數(shù)字傳感器、開關(guān)傳感器以及模擬傳感器。若按照原理進(jìn)行分類，可分為生物傳感器、真空度傳感器、氣敏傳感器、磁敏傳感器、濕敏傳感器、振動(dòng)傳感器等。按照能量轉(zhuǎn)換原理可分為無源傳感器和有源傳感器。按照工作原理進(jìn)行劃分，可分為電勢式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、電阻式傳感器等。若按照輸入物理量又可分為氣敏傳感器、溫度傳感器、速度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器等。通過電磁計(jì)量技術(shù)可以完成對(duì)電量的測量，而電脈沖信號(hào)、電阻、電流、電壓等電量為傳感器最后的輸出。當(dāng)今在傳感器測量系統(tǒng)中應(yīng)用較為普遍的就是電流和電壓信號(hào)。

3 傳感器測量系統(tǒng)中磁計(jì)量技術(shù)的應(yīng)用

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，誕生了集接口電路、存儲(chǔ)器、微處理器、A/D轉(zhuǎn)換器、傳感器為一身的智能化數(shù)字儀表，該儀表能夠支持線性電流、線性電壓、熱電阻、熱電偶等輸入的多種信號(hào)，對(duì)儀表可利用標(biāo)準(zhǔn)電流、電壓源或者標(biāo)準(zhǔn)電流、電壓表來進(jìn)行檢測。將壓力轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)的傳感器就是壓力傳感器，井?dāng)?shù)字顯示控制器將電信號(hào)輸出，或者通過數(shù)字表將數(shù)據(jù)顯示出來，可達(dá)到控制壓力的目的，有效對(duì)電氣執(zhí)行器件進(jìn)行控制。文章以SCS100型大型電子稱為例進(jìn)行介紹，使用稱重顯示器作為裝置的顯示器，在儀表的內(nèi)部有串型通訊部分、打印部分、顯示部分、單片機(jī)以及與單片機(jī)相接連的控制面板、A/D轉(zhuǎn)換、放大電路，-30 mA至30 mA作為輸入信號(hào)值。將分辨力超過1 ?V的毫伏表接在顯示器信號(hào)輸入端，可以看出重量顯示與毫伏指示具有一定的線性關(guān)系，從分析測量數(shù)據(jù)和應(yīng)用電磁測量儀表來看，可以對(duì)顯示器或傳感器是否處于正常工作狀態(tài)進(jìn)行判斷。

4 結(jié)束語

文章對(duì)傳感器測量系統(tǒng)的基本知識(shí)進(jìn)行了簡要的介紹，通過最常用的大型電子衡器，壓力、溫度傳感器測量裝置等設(shè)備，從工業(yè)生產(chǎn)的角度看待問題，利用電磁計(jì)量技術(shù)排除故障以及準(zhǔn)確測試，闡述在傳感器測量系統(tǒng)中如何應(yīng)用電磁計(jì)量技術(shù)。為了確保企業(yè)生產(chǎn)出產(chǎn)品的質(zhì)量，傳感器測量系統(tǒng)發(fā)揮出極大作用。傳感器系統(tǒng)具有線性化處理非線性信號(hào)、補(bǔ)償信測數(shù)據(jù)及其誤差、調(diào)節(jié)、分析、處理信息等功能，其正朝著多功能化、智能化、微型化的方向發(fā)展。傳感器不僅達(dá)到高性能指標(biāo)，還將接口電路、存儲(chǔ)器、微處理器、A/D轉(zhuǎn)換器、壓敏電阻傳感器集于一身，為測量提供了便捷。

參考文獻(xiàn)

[1]張春熹，梁生，馮秀娟，等.光纖分布式擾動(dòng)傳感器中瑞利和受激布里淵散射光譜特性及其影響研究[J].光譜學(xué)與光譜分析，2011（7）.

[2]陶棟梁，李慧珍，崔玉民，等.具有熒光傳感器性能的稀土配合物制備和性能研究[J].光譜學(xué)與光譜分析，2012（9）.

[3]郝曉劍，李科杰，劉健，周漢昌.藍(lán)寶石光纖黑體腔瞬態(tài)高溫傳感器測量系統(tǒng)特性參數(shù)研究[J].儀器儀表學(xué)報(bào)，2010（10）.

[4]高廣鳳.轉(zhuǎn)速檢定裝置校準(zhǔn)磁電式傳感器測量低轉(zhuǎn)速性能的改進(jìn)[J].熱能動(dòng)力工程，2010（1）.

[5]李艷琴.基于力敏傳感器測量液體表面張力系數(shù)及其表面張力再認(rèn)識(shí)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010（8）.

[6]萬真真，李小佳，王永清，等.用于實(shí)時(shí)濺射深度測量的新型Grimm輝光放電光源的設(shè)計(jì)[J].光譜學(xué)與光譜分析，2011（4）.endprint