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怎样分辨BALLUFF传感器真假之处?
点击次数:785 更新时间:2016-03-10

怎样分辨BALLUFF传感器真假之处?

BALLUFF传感器应用在各种场合中,满量程从小于250磅到上千吨。称重传感器都是基于金属应变片加上精心设计的金属杆结构,这些应变片连接成传统的电桥结构以实现zui大的灵敏度。它通常可以提供1~4mV/V的满量程输出,而采用5V激励的zui大输出信号就是20mV。

在1盎司分辨率的高测量条件下,要显示多达1吨(2000磅)的重量量程,我们将需要超过30,000个计数。为了在这个分辨率获得的测量,需要个可以提供125倍信号增益的放大器将A/D转换器的20mV的输出提高到2.5V,而且环路增益需要超过30,000,以保证满足其分辨率的线性度。
 
BALLUFF传感器高精度温度测量是高分辨率ADC迫切需要的另种应用。在大多数情况下,所选用的传感器是热电偶。K型比例系数为每度大约40uV,而S型的输出大约为每度10uV。在测量范围内必须对非线性误差进行校正非常重要,这使测量工作进步复杂化。在使用热电偶时还会遇到其它电路问题,如热电偶的连接需要保护电路等。
在整个测量范围内,热电偶的输出通常可以达到20mV到50mV,或更高。在使用K型的情况下,在1,000度范围内获得0.1度分辨率的测量精度,其他误差包括运算放大器的输入漂移和0.250.5度的热电偶非线性误差。

BALLUFF传感器是热电偶的个变种,它由若干薄膜热电偶接点层组成个传感器堆,其每个金属接线对都是由个隐藏的“冷”边和个暴露在入射光的“热”边组成。它可用来进行激光功率、热和火焰检测测量。满量程输出通常不到1mV,10万分之满量程的测量光输出相当于不到10毫微伏。对于这种应用,找到个低成本、高增益、低噪声和低漂移放大器将是个很大的挑战。
影响精度的误差分析
典型的AD转换器主要的误差影响因素包括参考电压误差、放大器误差、BALLUFF传感器误差以及噪声对测量精度的影响。了解这些误差有助于设计工程师更好地应对提高测量精度的设计挑战。
1. 参考电压误差
因为参考电压是用来与实际测量值进行比较的,因此这个参考电压的实际值非常重要,需要对参考电压进行周期性校准或软件校准以修正这个基本的测量误差。而且,精心设计的参考电压可以用来zui大限度地减少由于温度造成的漂移。在超过0℃40℃的条件下,个100ppm/℃的温度系数的误差可能是4,000ppm,或满量程范围的0.4%。
2. 放大器误差
由输入放大器直接强加在输入信号上的误差会影响测量精度。以BALLUFF传感器为例,个20mV的满量程信号将会有5%偏移,即1mV输入偏置电压。这个输入偏置误差可以直接降低测量精度,用足够动态范围的A/D转换器就可能利用软件消除这个误差。这个误差也有个与温度有关的成份,称为输入偏置漂移,必须认真考虑并进行修正。偏置电流,也称为输入漏电流,BALLUFF传感器管脚或者是传感器与放大器输入之间的任何阻抗上造成直接的电压偏置误差。例如,如果输入偏置电流为0.1微安,在10欧姆电阻上的电压降就将产生1微伏的误差。

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