定西变器知识

定西变器知识     国家标准 GB7665-87 对定西变器下的定义是： “ 能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成 ” 。定西变器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

定西变器的分类

　　目前对定西变器尚无一个统一的分类方法，但比较常用的有如下三种：

　　１、按定西变器的物理量分类，可分为、、速度、、流量、气体成份等定西变器。

　　２、按定西变器工作原理分类，可分为电阻、电容、电感、电、霍尔、、光栅热电偶等定西变器。

　　３、按定西变器输出信号的性质分类，可分为：输出为定西变器量（ “ １ ” 和 “ ０ ” 或 “ 开 ” 和 “ 关 ” ）的定西变器型定西变器；输出为模拟型定西变器；输出为脉冲或代码的定西变器。

定西变器的静态特性

　　定西变器的静态特性是指对静态的输入信号，定西变器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间的关系，即定西变器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征定西变器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、分辨和迟滞等。

定西变器的动态特性

　　所谓动态特性，是指定西变器在输入变化时，它的输出的特性。在实际工作中，定西变器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为定西变器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以定西变器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。

定西变器的线性度

　　通常情况下，定西变器的实际静态特性输出是条曲线而非。在实际工作中，为使定西变器具有均匀刻度的读数，常用一条拟合近似地代表实际的特性曲线、线性度（非线性误差）就是这个近似程度的一个性能指标。拟合的选取有多种方法。如将零输入和满量程输出点相连的理论作为拟合；或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论作为拟合，此拟合称为最小二乘法拟合。

定西变器的灵敏度

　　灵敏度是指定西变器在稳态工作情况下输出量变化△ y 对输入量变化△ x 的比值。

它是输出一输入特性曲线的斜率。如果定西变器的输出和输入之间显线性关系，则灵敏度 S 是一个常数。否则，它将随输入量的变化而变化。

　　灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如，某定西变器，在变化 1mm 时，输出电变化为 200mV ，则其灵敏度应表示为 200mV/mm 。

　　当定西变器的输出、输入量的量纲相同时，灵敏度可理解为放大倍数。

　　提高灵敏度，可得到较高的测量精度。但灵敏度愈高，测量范围愈窄，稳定性也往往愈差。

定西变器的分辨

　　分辨是指定西变器可能感受到的被测量的最小变化的能。也就是说，如果输入量从某一非零值缓慢地变化。当输入变化值未超过某一数值时，定西变器的输出不会发生变化，即定西变器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨时，其输出才会发生变化。

　　通常定西变器在满量程范围内各点的分辨并不相同，因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的******变化值作为衡量分辨的指标。上述指标若用满量程的百分比表示，则称为分辨率。

电阻定西变器

　 电阻定西变器是将被测量，如、形变、、、湿度、等这些物理量转换成电阻值这样的一种器件。主要有电阻应变、阻、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻定西变器件。

电阻应变定西变器

　　定西变器中的电阻应变片具有金属的应变效应，即在外作用下产生机械形变，从而使电阻值随之发生相应的变化。电阻应变片主要有金属和半导体两类，金属应变片有金属丝、箔、薄膜之分。半导体应变片具有灵敏度高（通常是丝、箔的几十倍）、横向效应小等优点。

阻定西变器

　　阻定西变器是根据半导体材料的阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基片内接成电桥形。当基片受到外作用而产生形变时，各电阻值将发生变化，电桥就会产生相应的不平衡输出。

　　用作阻定西变器的基片（或称膜片）材料主要为硅片和锗片，硅片为敏感 材料而制成的硅阻定西变器越来越受到人们的重视，尤其是以测量和速度的固态阻定西变器应用最为普遍。

热电阻定西变器

　　热电阻定西变器主要是利用电阻值随变化而变化这一特性来测量及与有关的参数。在检测精度要求比较高的场合，这种定西变器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻系数大、线性好、性能稳定、使用范围宽、加工容易等特点。用于测量 -200 ℃ ～ +500 ℃ 范围内的。

定西变器的迟滞特性

　　迟滞特性表征定西变器在正向（输入量增大）和反向（输入量减小）间输出 - 一输入特性曲线不一致的程度，通常用这两条曲线之间的******差值 △ MAX 与满量程输出 F·S的百分比表示，迟滞可由定西变器内部元件存在能量的吸收造成。

定西变器的选用

　　定西变器千差万别，即便对于相同种类的测定量也可采用不同工作原理的定西变器，因此，要根据需要选用最适宜的定西变器。

(1) 测量条件

　　如果误选定西变器，就会降低系统的可靠性。为此，要从系统总体考虑，明确使用的目的以及采用定西变器的必要性，绝对不要采用不适宜的定西变器与不必要的定西变器。测量条件列举如下，即测量目的，测量量的选定，测量的范围，输入信号的带宽，要求的精度，测量所需要的时间，过输入发生的频繁程度。

(2) 定西变器的性能

选用定西变器时，要考虑定西变器的下述性能，即精度，稳定性，响应速度，模拟信号或者信号，输出量及其电平，被测对象特性的影响，校准周期，过输人保护。

(3) 定西变器的使用条件

　　定西变器的使用条件即为设置的场所，环境 ( 湿度、、振动等 ) ，测量的时间，与显示器之间的信号传输距离，与外设的连接方，供电电源容量。