第五节传器的发展趋势 传感技术的发展分为两个方面: ●提高与改善传感器的技术性能 ●寻找新原理、新材料、新工艺及新功能等。 改尊传感器的性能的技术途径 1.差动技术 差动技术是传感器中普遍采用的技术。它的应 用可显著地减小温度变化、电源波动、外界干扰等 对传感器精度的影响,抵消了共模误差,减小非线 性误差等。不少传感器由于采用了差动技术,还可 使灵敏度增大
第五节 传感器的发展趋势 传感技术的发展分为两个方面： ●提高与改善传感器的技术性能； ●寻找新原理、新材料、新工艺及新功能等。 一 、改善传感器的性能的技术途径 1．差动技术 差动技术是传感器中普遍采用的技术。它的应 用可显著地减小温度变化、电源波动、外界干扰等 对传感器精度的影响，抵消了共模误差，减小非线 性误差等。不少传感器由于采用了差动技术，还可 使灵敏度增大
2.平均技术 在传感器中普遍采用平均技术可产生平均效应,其 原理是利用若干个传感单元同时感受被测量,其输出 则是这些单元输出的平均值,若将每个单元可能带来 的误差均可看作随机误差且服从正态分布,根据误差 理论,总的误差将减小为 6、=±8n 式中n传感单元数 可见,在传感踞中利用玊均技术不仅可使俦感 踞淏差蹴小,且可增大信号量,即增大俦蹙踞 灵敏度
2．平均技术 在传感器中普遍采用平均技术可产生平均效应，其 原理是利用若干个传感单元同时感受被测量，其输出 则是这些单元输出的平均值，若将每个单元可能带来 的误差均可看作随机误差且服从正态分布，根据误差 理论，总的误差将减小为 δΣ =±δ/√n 式中 n—传感单元数。 可见，在传感器中利用平均技术不仅可使传感 器误差减小，且可增大信号量，即增大传感器 灵敏度
3、补悽与修正技术 补偿与修正技术的运用大致针对两种情况: ★针对传感器本身特性 ★针对传感器的工作条件或外界环境 对于传感器特性,找出误差的变化规律,或者测出其大小 和方向,采用适当的方法加以补偿或修正 针对传感器工作条件或外界环境进行误差补偿,也是提高 传感器精度的有力技术措施。不少传感器对温度敏感,由于温 度变化引起的误差十分可观。为了解决这个问题,必要时可以 控制温度,搞恒温装置,但往往费用太高,或使用现场不允许 而在传感器内引入温度误差补偿又常常是可行的。这时应找出 温度对测量值影响的规律,然后引入温度补偿措施。 补偿与修正,可以利用电子线路(硬件)来解决,也 可以采用微型计算机通过软件来实现
3．补偿与修正技术 补偿与修正技术的运用大致针对两种情况： ★ 针对传感器本身特性 ★ 针对传感器的工作条件或外界环境 对于传感器特性，找出误差的变化规律，或者测出其大小 和方向，采用适当的方法加以补偿或修正。 针对传感器工作条件或外界环境进行误差补偿，也是提高 传感器精度的有力技术措施。不少传感器对温度敏感，由于温 度变化引起的误差十分可观。为了解决这个问题，必要时可以 控制温度，搞恒温装置，但往往费用太高，或使用现场不允许。 而在传感器内引入温度误差补偿又常常是可行的。这时应找出 温度对测量值影响的规律，然后引入温度补偿措施。 补偿与修正，可以利用电子线路（硬件）来解决，也 可以采用微型计算机通过软件来实现
4、屏蔽、隔离与干扰抑制 传感器大都要在现场工作,现场的条件往往是难以 充分预料的,有时是极其恶劣的。各种外界因素要影 响传感器的精度与各有关性能。为了减小测量误差, 保证其原有性能,就应设法削弱或消除外界因素对传 感器的影响。其方法有: ◆减小传感器对影响因素的灵敏度 ◆降低外界因素对传感器实际作用的程度 对于电磁干扰,可以采用屏蔽、隔离措施,也可用滤 波等方法抑制。对于如温度、湿度、机械振动、气压 声压、辐射、甚至气流等,可采用相应的隔离措施, 如隔热、密封、隔振等,或者在变换成为电量后对干 扰信号进行分离或抑制,减小其影响
4．屏蔽、隔离与干扰抑制 传感器大都要在现场工作，现场的条件往往是难以 充分预料的，有时是极其恶劣的。各种外界因素要影 响传感器的精度与各有关性能。为了减小测量误差， 保证其原有性能，就应设法削弱或消除外界因素对传 感器的影响。其方法有： ◆ 减小传感器对影响因素的灵敏度 ◆ 降低外界因素对传感器实际作用的程度 对于电磁干扰，可以采用屏蔽、隔离措施，也可用滤 波等方法抑制。对于如温度、湿度、机械振动、气压、 声压、辐射、甚至气流等，可采用相应的隔离措施， 如隔热、密封、隔振等，或者在变换成为电量后对干 扰信号进行分离或抑制，减小其影响
5.稳定性处理 传感器作为长期测量或反复使用的器件,其稳定性显 得特别重要,其重要性甚至胜过精度指标,尤其是对 那些很难或无法定期标定的场合。 造成传感器性能不稳定的原因是:随着时间的推移和 环境条件的变化,构成传感器的各种材料与元器件性 能将发生变化。 提髙传感器性能的稳定性措施:对材料、元器件或传 感器整体进行必要的稳定性处理。如永磁材料的时间 老化、温度老化、机槭老化及交流稳磁处理、电气元 件的老化筛选等。 在使用传感器时,若测量要求较高,必要时也应对附加 的调整元件、后续电路的关键元器件进行老化处理
5．稳定性处理 在使用传感器时，若测量要求较高，必要时也应对附加 的调整元件、后续电路的关键元器件进行老化处理。 提高传感器性能的稳定性措施：对材料、元器件或传 感器整体进行必要的稳定性处理。如永磁材料的时间 老化、温度老化、机械老化及交流稳磁处理、电气元 件的老化筛选等。 造成传感器性能不稳定的原因是：随着时间的推移和 环境条件的变化，构成传感器的各种材料与元器件性 能将发生变化。 传感器作为长期测量或反复使用的器件，其稳定性显 得特别重要，其重要性甚至胜过精度指标，尤其是对 那些很难或无法定期标定的场合