负荷传感器对电子万能试验机准确度的影响

负荷传感器对电子万能试验机准确度的影响

　传感器是电子万能试验机的主要测量部件,其技术指标对试验机的准确度指标影响很大。

　　(1)传感器的准确度

　　用于传感器出厂检验的力标准机主要分为静重式、杠杆式和叠加式等几种。其中静重式力标准机准确度最高,一般可以达到0005%～001%的准确度,可检定002级～003级的传感器,但由于采用砝码直接加荷,因此制造价格高,除个别大型传感器厂的静重式力标准机可达到100kN～200kN外,一般传感器生产厂家的静重式力标准机多为10kN。多数厂家检定10kN以上传感器时,采用价格较低的杠杆式或叠加式力标准机,其准确度为003%,因此只能检定01级的传感器。由于测量手段的限制,10kN以上的国产传感器准确度实际上多数为01级或以下。

　　试验机制造厂家选用的传感器级别一般为003级至01级。但部分传感器厂家检验能力不够,却仍然将01级的传感器标称为003、或005级,此类传感器用在电子试验机上,就会对

试验机准确度产生较大影响。其次,由于市场竞争激烈,近几年试验机价格大幅下降,制造厂家出于对成本的考虑,会选用级别较低、价格较便宜的01级传感器,并认为使用01级的传感器制造1级的试验机绰绰有余,这也对试验机准确度产生影响。同时,由于检定规程中采用的是满量程相对误差,因此转换为相对误差时传感器的准确度更低。

　　(2)传感器的稳定性

　　影响负荷传感器性能的指标包括:重复性(%FS)、直线度(%FS)、滞后(%FS)、长期稳定性(%FS/月)、蠕变/蠕变恢复(%FS)、输出温度影响(%FS/10K)等。其中“重复性、直线度、滞后”合称综合误差,为主要技术指标。由于电子试验机在计算机数据处理软件方面,具有内部校准和非线性修正程序,可以对传感器的非线性误差进行修正,使试验机在标定后的示值误差数据非常好,可以在±02%～±03%以内,但试验机制造厂家往往只关注综合误差指标,而容易忽视其他几个技术指标,造成试验机的长期稳定性不理想。

其中,输出温度影响是传感器的一个重要指标,以003级传感器为例,其输出温度影响允差为±003%FS/10K,即温度每变化10℃,传感器信号输出会产生±003%FS的变化,即在10%量程时有可能产生±03%的变化。同样,003级传感器的长期稳定性为±006%FS/月,即在10%量程时有可能产生±06%的变化。

这些误差是无法通过软件程序进行修正的。在实际检定工作中,检定人员会发现,一些电子试验机在标定后数据值非常好,但过一段时间就会出现较大的误差,这往往就是由于传感器不稳定造成的。

　　(3)传感器使用下限的问题

　　由于现在的A/D转换技术发展迅速,20位、甚至24位的转换模块都已开始普及应用,对传感器输出电信号的测量已经比较准确,因此试验机生产厂家也不断扩展试验机的测量下限,从原来的10%扩展到现在的1%,甚至05%都有,但这只是考虑了A/D转换的因素,并没有考虑传感器的因素。从负荷传感器的检定规程可以看出,负荷传感器的检定点是从10%～20%开始,其技术指标也是以此为依据确定的,在传感器1%的量程下使用,各种因素对传感器的影响是不确定的,传感器的零点漂移和零点温度影响等指标会对测量误差产生较大的影响。例如,003级传感器的零点漂移为0015%FS,在1%量程下,其漂移量就为15%,远超出试验机的允差,并且无法用软件程序修正。 同时,由于许多电子试验机具有零位自动跟踪功能,零点输出值在一定范围内变化时,程序会将其自动置零,我们平时看到试验机的零点值十分稳定就是这个原因,但这就令我们没法知道真正的零点漂移误差。