負(fù)荷傳感器對電子萬能試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)確度的影響

　傳感器是電子萬能試驗(yàn)機(jī)的主要測量部件,其技術(shù)指標(biāo)對試驗(yàn)機(jī)的準(zhǔn)確度指標(biāo)影響很大。

　　(1)傳感器的準(zhǔn)確度

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

　　試驗(yàn)機(jī)制造廠家選用的傳感器級(jí)別一般為003級(jí)至01級(jí)。但部分傳感器廠家檢驗(yàn)?zāi)芰Σ粔?卻仍然將01級(jí)的傳感器標(biāo)稱為003、或005級(jí),此類傳感器用在電子試驗(yàn)機(jī)上,就會(huì)對

試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)確度產(chǎn)生較大影響。其次,由于市場競爭激烈,近幾年試驗(yàn)機(jī)價(jià)格大幅下降,制造廠家出于對成本的考慮,會(huì)選用級(jí)別較低、價(jià)格較便宜的01級(jí)傳感器,并認(rèn)為使用01級(jí)的傳感器制造1級(jí)的試驗(yàn)機(jī)綽綽有余,這也對試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響。同時(shí),由于檢定規(guī)程中采用的是滿量程相對誤差,因此轉(zhuǎn)換為相對誤差時(shí)傳感器的準(zhǔn)確度更低。

　　(2)傳感器的穩(wěn)定性

　　影響負(fù)荷傳感器性能的指標(biāo)包括:重復(fù)性(%FS)、直線度(%FS)、滯后(%FS)、長期穩(wěn)定性(%FS/月)、蠕變/蠕變恢復(fù)(%FS)、輸出溫度影響(%FS/10K)等。其中“重復(fù)性、直線度、滯后”合稱綜合誤差,為主要技術(shù)指標(biāo)。由于電子試驗(yàn)機(jī)在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件方面,具有內(nèi)部校準(zhǔn)和非線性修正程序,可以對傳感器的非線性誤差進(jìn)行修正,使試驗(yàn)機(jī)在標(biāo)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(yàn)機(jī)制造廠家往往只關(guān)注綜合誤差指標(biāo),而容易忽視其他幾個(gè)技術(shù)指標(biāo),造成試驗(yàn)機(jī)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(gè)重要指標(biāo),以003級(jí)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(hào)輸出會(huì)產(chǎn)生±003%FS的變化,即在10%量程時(shí)有可能產(chǎn)生±03%的變化。同樣,003級(jí)傳感器的長期穩(wěn)定性為±006%FS/月,即在10%量程時(shí)有可能產(chǎn)生±06%的變化。

這些誤差是無法通過軟件程序進(jìn)行修正的。在實(shí)際檢定工作中,檢定人員會(huì)發(fā)現(xiàn),一些電子試驗(yàn)機(jī)在標(biāo)定后數(shù)據(jù)值非常好,但過一段時(shí)間就會(huì)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(zhuǎn)換技術(shù)發(fā)展迅速,20位、甚至24位的轉(zhuǎn)換模塊都已開始普及應(yīng)用,對傳感器輸出電信號(hào)的測量已經(jīng)比較準(zhǔn)確,因此試驗(yàn)機(jī)生產(chǎn)廠家也不斷擴(kuò)展試驗(yàn)機(jī)的測量下限,從原來的10%擴(kuò)展到現(xiàn)在的1%,甚至05%都有,但這只是考慮了A/D轉(zhuǎn)換的因素,并沒有考慮傳感器的因素。從負(fù)荷傳感器的檢定規(guī)程可以看出,負(fù)荷傳感器的檢定點(diǎn)是從10%～20%開始,其技術(shù)指標(biāo)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(diǎn)漂移和零點(diǎn)溫度影響等指標(biāo)會(huì)對測量誤差產(chǎn)生較大的影響。例如,003級(jí)傳感器的零點(diǎn)漂移為0015%FS,在1%量程下,其漂移量就為15%,遠(yuǎn)超出試驗(yàn)機(jī)的允差,并且無法用軟件程序修正。 同時(shí),由于許多電子試驗(yàn)機(jī)具有零位自動(dòng)跟蹤功能,零點(diǎn)輸出值在一定范圍內(nèi)變化時(shí),程序會(huì)將其自動(dòng)置零,我們平時(shí)看到試驗(yàn)機(jī)的零點(diǎn)值十分穩(wěn)定就是這個(gè)原因,但這就令我們沒法知道真正的零點(diǎn)漂移誤差。