- 虚拟仪器中常用的传感器应用
- 来源:赛斯维传感器网 发表于 2013/11/29
虚拟仪器就是在通用计算机上加上软件和硬件,使得使用者在操作这台计算机时,就像是在操作一台他自己设计的专用的传统电子仪器。在虚拟仪器系统中,硬件仅仅是为了解决信号的输入输出,软件才是整个仪器系统的关键,任何一个使用者都可以通过修改软件的方法,很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模,所以有“软件就是仪器”之说。虚拟仪器中要用到的传感器很多,常用传感器有热电偶、RTD、应变片、电流输出器件等。
热电偶:它是最流行的温度传感器,其原理是两种不同金属的结合要产生随温度变化的电压。由于连接热电偶与DAQ(数据采集)板的引线要引起所谓的参考连接或冷端连接,这种连接如同热电偶一样也要产生其输出电压——即所谓的冷端电压或参考电压。这样测量电压就包括了热电偶输出电压和冷端电压两部分。补偿冷端电压的方法就是所谓的冷端补偿。显然,冷端补偿成厂热电偶测量中的首要信号处理任务。常用的冷端补偿方法有硬件补偿和软件补偿。硬件补偿是用一种特殊电路产生适当的电压来抵消冷端电压。因此,每种热电偶必须有可在所有环境温度下正常工作的专用补偿电路。这样的补偿电路是非常昂贵的,所以通常采用软件方法进行温度补偿。软件补偿的原理是用另外一个温度传感器直接测量冷端环境温度,并根据标准的热电偶表或多项式通过软件计算出所需的补偿电压,然后将测量电压和补偿电压相加,再用标准的热电偶多项式或查表法将补偿后的电压换算成温度值。
RTD:作为另一种流行的温度传感器,本质上是一种阻值随温度增加的线绕或金属膜电阻。因为RTD是无源器件,gj(信号处理)模块须提供激励电流以产生可被NAQ板测量的电压信号。RTD具有相对较低的阻值(典型值为100温)和灵敏度(一般低于0.4),应采用特殊的接线配置来减少引线电阻所引起的误差。
应变片:它机械试验与测量中最常用的传感器,其电阻随所施加的应力而线性变化。应变片常常被用来测量力和诸如加速度、位移与振动等应力导出量。由于应变测量需要检测相对变化较小的阻值,所以几乎总是把应变电阻做成桥的形式来提高灵敏度。
电流输出器件:因为电流对辐射噪声和引线电阻上的压降不敏感,许多过程监控应用场合,常常输出0一20mA或4—20mA的电流信号。信号处理电路用高精度、低温度系数的精密电阻将电流转换成适当的输出电压,以便在DAQ板上进行ADC(模拟信号转换为数字信号)。
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