现场总线和扭矩传感器相结合运用于冷弯机上,安全可靠的测出钢材的弯曲强度,屈服点等重要指标。
ES008高精度钳形电流传感器一、特性ES008钳形电流传感器是一种高精度交流电流变换器,采用夹钳形结构设计,使用时可快速、容易的自由取放,小巧的体积更易于携带、使用上更加方便。适用于交流电流、漏电流、高次谐波电流、相位、电能、功率、功率因数等检测。ES008它可配合多种测量仪器,如:电能表现场校验仪、多功能电能表、示波器、数字万用表、电缆识别仪、电缆故障检测仪、双钳式接地电阻测试仪、双钳式相位伏安表、三相数字相位伏安表等,可在不断电的状态下,对多种电参量进行测量和比对。广泛用于变电站﹑发电厂﹑工矿企业以及检测站﹑电工维修部门进行电流检测和野外电工作业等。二、技术规格特点便携式的CT夹钳形结构、使用安全、方便钳口尺寸Φ7.5mm量程AC 0~30A分辨率AC 0.01mA精度±0.2%FS(50Hz/60Hz;23℃±2℃)相位误差≤2°(50Hz/60Hz;23℃±2℃)匝比2500:1(选购2000:1;1000:1)参考负载RL:0~300mA≤100Ω;0~3A≤10Ω;0~30A≤5Ω外形尺寸长42mm×厚20mm×高137mm输出接口3.5mm音频插头输出线长2m质量180g输出方式电流感应输出外壳材料ABS 树脂,阻燃等级94V0线路电压在600Vac(绝缘导线)30Vac(裸露导线)测试工作温度-25o C to +55o C绝缘电阻100 MΩ @ 500Vdc介质强度AC3700V/rms (铁心与外壳之间)电流频率45Hz~65Hz(被测电流频率)频率特性10Hz~100kHz
导读:我国突发性灾害发生的频率在逐年增加,由于气候极端异常,给人民生命财产安全带来了极大的危害。物联网技术的成功应用可以为气象预测安装上一双“智慧电子眼”,通过地面高精度气压传感器可收集到当地雨量和次声波等信息,通过互联网传输到地面自动气象站进行实时的气象数据监控和分析,根据分析结果,实施预警报告的分级警告。 近些年来,我国气候异常事件频发,如南方冰冻雨雪极端低温,南方持续干旱后的集中降雨引起的洪水,还有部分地区的高温天气。2008年奥运会开幕前每隔1小时的天气预报,让人们对天气的精准预报有了更高的期待。 我国突发性灾害发生的频率在逐年增加,由于气候极端异常,给人民生命财产安全带来了极大的危害。目前我国应对突发性自然灾害侧重在事后应急机制,对事前防范、强化气象预测和预警的力度不够。尽管,我们现在具备很多现代化的技术手段进行气象预报,如卫星、雷达等监控措施,但是由于在极端天气下设备的稳定性能差,边远地区通讯障碍等局限因素,直接导致我国的气象预报精度不够。 地质灾害催熟气象智能化 目前我国气象监控预测技术还比较落后,集中暴露出预警不精确、人为干扰大、自动化水平低下等问题。在这种情况下,就对气象智能化的发展提出了更高要求。 在信息化社会,任何气象智能化技术的发展和应用都离不开传感器和信号探测技术的支持。物联网技术的成功应用可以为气象预测安装上一双“智慧电子眼”,通过地面高精度气压传感器可收集到当地雨量和次声波等信息,通过互联网传输到地面自动气象站进行实时的气象数据监控和分析,根据分析结果,实施预警报告的分级警告。 将物联网技术应用到自然灾害的监控领域是必然之举,与传统气象预测相比,无线化、智能化的气象预测监控系统之所以倍受青睐,就在于其畅通、快速、精确稳定的通信信道。 地面高精度气压传感器让气象预报不再“爽约” 频频发生的自然灾害并不是不可控的,更重要的是要提高气象预测的精准度,真正实现灾害提前预警,从而将灾害损失减到最低。 传统的气象预测精度差有多方面的因素,我国地形复杂、技术设备在极端天气下的稳定性能差、边远地区通讯信号差等。这些都制约着气象预测数据的精准度和及时性。地面高精度气压传感器是以无线遥感网络来测量边远和恶劣地区的环境情况,将监测数据借助通讯产品进行传输,反馈到地面自动气象站,利用监控软件对数据进行分析处理,实施气象预警的分级告警。这一监控预警系统为自然灾害的及时检测和预警预报提供了畅通、快速、精准可靠的信号通道,让气象预报不再“爽约”,全面提升气象预测的信息化和智能化水平。 责任重于泰山,技术造福人类 面对国内日益频发的自然灾害,北京市科学技术委员会推出“地面高精度气压传感器产业化关键技术攻关”科技计划项目,进行利用物联网传感技术预测自然灾害的研究。昆仑海岸作为物联网技术应用领域内的骨干企业,承接了本次研究项目的关键技术攻关和传感器芯片的批量化生产关键技术的研发。 作为中国物联网行业传感器领域快速前进的参与者、见证者和领跑者,北京昆仑海岸一直紧贴物联网行业应用的脉搏,深入研究物联网技术在各行各业的应用。凭着对物联网行业的专注和默默耕耘,公司始终以技术创新为发展动力,重视研发新产品和新技术,同时积极开展与相关机构的科研合作和技术交流。北京昆仑海岸在压力、湿度、流量、风向等传感器(变送器)以及相应的仪器仪表研发方面具备很好的研究经验和研发能力。凭着丰富的行业经验、领先的技术优势,北京昆仑海岸一定会成为气象智能监测预警的先导。
瓶盖扭矩测试仪功能:HB瓶盖扭矩测试仪是为测试和检测各种瓶盖开合扭矩而设计制造的一种智能化多功能计量仪器.专用于检测各种瓶盖、灯头等产品的开合扭矩。装夹方便、快速、最大装夹直径可达200mm,附有USB串口输出,可将数据传送至电脑做分析、打印等相关处理。瓶盖扭矩测试主要特点 :高精度,高稳定性,高分辨率。采样速度可设置 上下限值可设定,具有声光报警装置 点阵式液晶显示器,背光灯可设置 扭矩方向.三种单位N·m,kgf·cm,lb·in自动换算 多种锋值保持。 电源电量显示和低电量提示。 无操作自动关机,关机时间可设定。 存储并打印100条测试数据,可任意清除。 采用USB接口与PC连接,可实时检测,测量曲线,并对数据进行处理:如打印,统计等 技术参数:型号Model(不带打印机) HB-10 HB-20 HB-50 HB-100 HB-200分度值Resolation 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 传感器安装方式Sensor conformation 传感器内置Sensor Inside 精度Accuracy ±1% 量程Capacity 1N.m 2N.m 5N.m 10N.m 20N.m
[b] 高精度电涡流传感器,[/b]电涡流传感器是一种经典的传感器类型,具有非接触、宽带宽、灵敏度高、可靠性好等优点,并且可以工作在恶劣的环境,具有广泛的应用需求。 [align=center][img=高精度电涡流传感器]https://www.cxyqyb.cn/uploads/191015/1-191015153151515.jpg[/img][/align]https://www.cxyqyb.cn 根据目标导体厚度的不同,电涡流传感器可以划分为两种传感器类型:电涡流位移传感器和电涡流厚度传感器。这两种传感器是应用电涡流效应的自然产物,已经存在并发展了几十年,市场上有各种型号的产品。然而,这两种传感器仍然有大量的应用需求和难题需要去满足和攻克。 工作原理 高精度电涡流传感器系统中的前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈,在探头头部的线圈中产生交变的磁场。当被测金属体靠近这一磁场,则在此金属表面产生感应电流,与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场,由于其反作用,使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变(线圈的有效阻抗),这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。 通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性,则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和频率ω参数来描述。则线圈特征阻抗可用Z=F(τ,ξ,б,D,I,ω)函数来表示。 通常我们能做到控制τ,ξ,б,I,ω这几个参数在一定范围内不变,则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数,虽然它整个函数是一非线性的,其函数特征为“S”型曲线,但可以选取它近似为线性的一段。于此,通过前置器电子线路的处理,将线圈阻抗Z的变化,即头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化,输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化,高精度电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。
传感器的定义 传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee)的定义为:“传感器是测量系统中的一种前置部件,它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是:“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”,而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的系统”。传感器是传感系统的一个组成部分,它是被测量信号输入的第一道关口。 传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类:有源的和无源的。有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种,不需要外接的能源或激励源。 无源传感器不能直接转换能量形式,但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能,传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其“对象”可以是固体、液体或气体,而它们的状态可以是静态的,也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的,也可以是化学性质的。按照其工作原理,它将对象特性或状态参数转换成可测定的电学量,然后将此电信号分离出来,送入传感器系统加以评测或标示。 传感器原理结构 在一段特制的弹性轴上粘贴上专用的测扭应片并组成变桥,即为基础扭矩传感器;在轴上固定着:(1)能源环形变压器的次级线圈,(2)信号环形变压器初级线圈,(3)轴上印刷电路板,电路板上包含整流稳定电源、仪表放大电路、V/F变换电路及信号输出电路。在传感器的外壳上固定着: (1)激磁电路,(2)能源环形变压器的初级线圈(输入),(3) 信号环形变压器次级线圈(输出),(4)信号处理电路 工作过程 向传感器提供±15V电源,激磁电路中的晶体振荡器产生400Hz的方波,经过TDA2030功率放大器即产生交流激磁功率电源,通过能源环形变压器T1从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈,得到的交流电源通过轴上的整流滤波电路得到±5V的直流电源,该电源做运算放大器AD822的工作电源;由基准电源AD589与双运放AD822组成的高精度稳压电源产生±4.5V的精密直流电源,该电源既作为电桥电源,又作为放大器及V/F转换器的工作电源。当弹性轴受扭时,应变桥检测得到的mV级的应变信号通过仪表放大器AD620放大成1.5v±1v的强信号,再通过V/F转换器LM131变换成频率信号,通过信号环形变压器T2从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈,再经过外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号,该信号为TTL电平,既可提供给专用二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理。由于该旋转变压器动--静环之间只有零点几毫米的间隙,加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之内,形成有效的屏蔽,因此具有很强的抗干扰能力。 传感器分类 倾角传感器 倾角传感器在军事、航天航空、工业自动化、工程机械、铁路机车、消费电子、海洋船舶等领域得到广泛运用。辉格公司为国内用户提供全球最全面、最专业的产品方案和服务。提供超过500种规格的伺服型、电解质型、电容型、电感型、光纤型等原理的倾角传感器。 加速度传感器(线和角加速度) 分低频高精度力平衡伺服型、低频低成本热对流型和中高频电容式加速度位移传感器。总频响范围从DC至3000Hz。应用领域包括汽车运动控制、汽车测试、家电、游戏产品、办公自动化、GPS、PDA、手机、震动检测、建筑仪器以及实验设备等。 红外温度传感器 广泛应用于家用电器(微波炉、空调、油烟机、吹风机、烤面包机、电磁炉、炒锅、暖风机等)、医用/家用体温计、办公自动化、便携式非接触红外[url=http://www.cgxk163.com]温度传感器[/url]、工业现场温度测量仪器以及电力自动化等。不仅能提供传感器、模块或完整的测温仪器,还能根据用户需要提供包括光学透镜、ASIC、算法等一揽子解决方案。 想了解更多信息吗,请访问辉格科技网 传感器的应用传感器的应用领域涉及机械制造、工业过程控制、汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品和专用设备等。 ① 专用设备 专用设备主要包括医疗、环保、气象等领域应用的专业电子设备。目前医疗领域是传感器销售量巨大、利润可观的新兴市场,该领域要求传感器件向小型化、低成本和高可靠性方向发展。 ② 工业自动化 工业领域应用的传感器,如工艺控制、工业机械以及传统的;各种测量工艺变量(如温度、液位、压力、流量等)的;测量电子特性(电流、电压等)和物理量(运动、速度、负载以及强度)的,以及传统的接近/定位传感器发展迅速。 ③ 通信电子产品 手机产量的大幅增长及手机新功能的不断增加给传感器市场带来机遇与挑战,彩屏手机和摄像手机市场份额不断上升增加了传感器在该领域的应用比例。此外,应用于集团电话和无绳电话的超声波传感器、用于磁存储介质的磁场传感器等都将出现强势增长。 ⑤ 汽车工业 现代高级轿车的电子化控制系统水平的关键就在于采用压力传感器的数量和水平,目前一辆普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器,而豪华轿车上的传感器数量可多达二百余只,种类通常达30余种,多则达百种。
[align=center][size=14px][img=双传感器自动切换PID控制器,690,426]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/07/202107281550092924_2978_3384_3.png!w690x426.jpg[/img][/size][/align][color=#990000]摘要:为了解决PID过程控制器中双传感器自动切换的难题,降低成本提高性价比,替代昂贵的英国欧陆公司2704系列产品,上海依阳实业有限公司推出了单通道和双通道系列的24位高精度PID过程控制器,每个通道都可以实现双传感器自动切换。采用双通道控制器还可以实现温度和真空度的同时测量和控制,温度和真空度测控都可以实现双通道自动切换。另外双传感器自动切换功能还可使备份传感器成为可能,可有效保证过程控制的连续性和安全性。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=24px][color=#990000]1. 问题的提出[/color][/size][size=14px][/size] 在许多工业控制领域中,如真空热处理、冷冻干燥机、高压釜、半导体加热炉、空间环境模拟室等,被控参数的量程往往会很宽泛,为了覆盖全量程范围内的准确测量和控制,往往需要两只不同量程的传感器。[size=14px][/size] 如在温度测控过程中,往往在低温段采用热电偶温度传感器,在高温段采用红外测温仪,有时也会采用两种不同类型的热电偶温度传感器来覆盖宽的温度区间。[size=14px][/size] 如在真空度测控过程中,往往会采用10Torr和1000Torr两只薄膜电容真空计来完成0.1~760Torr全量程范围的真空度准确测量和控制。[size=14px][/size] 对于这种需要双传感器测量和控制的场合,目前普遍还是采用人工判断切换方式,这给实际应用带来很大不便。[size=14px][/size] 国外著名厂商欧陆(EUROTHERM)公司针对上述应用,专门推出了2704系列PID过程控制器,但价格较贵。[size=14px][/size] 为了解决PID过程控制器中双传感器自动切换的难题,降低成本提高性价比,替代昂贵的国外产品,上海依阳实业有限公司推出了单通道和双通道系列的24位高精度PID过程控制器,每个通道都可以实现双传感器自动切换,采用双通道控制器还可以实现温度和真空度的同时测量和控制,温度和真空度测控都可以实现双通道自动切换。另外双传感器自动切换功能还可以使备份传感器成为可能,有利于控制过程中若一只传感器出现故障而自动切换到第二只备份传感器,保证过程控制的连续性和安全性。[size=24px][color=#990000]2. 基本原理[/color][/size][size=14px][/size] 双传感器自动切换的基本原理是在控制器主输入接口的基础上引入了一个辅助输入接口,如图2-1所示为两只传感器切换的情况。以温度传感器为例,高切换点(2-3)是第一只传感器工作的高点,低切换点(1-2)是第二只传感器工作的低点,在这两点之间控制器进行平滑计算。当主输入PV1和辅助输入PV2的测量值连续采样低于下切换点,切换到低温传感器。当主输入PV1和辅助输入PV2的测量值连续采样高于上切换点,则切换到高温传感器。[align=center][color=#990000][img=双传感器自动切换原理,690,452]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/07/202107281552543835_2273_3384_3.png!w690x452.jpg[/img][/color][/align][size=14px][/size][align=center][color=#990000]图2-1 双传感器自动切换原理图[/color][/align][size=24px][color=#990000]3. 控制器参数设置[/color][/size][size=14px][/size] 双传感器高低量程的切换点数值判断以辅助输入测量值为判断依据,因此当系统采用双传感器测量和控制时,辅助输入接口做为高端量程传感器的信号输入源。[size=18px][color=#990000]3.1. 双传感器切换功能时,输入类型分辨率的设置[/color][/size][size=14px][/size] (1)主输入接口输入类型为热电偶或热电阻时[size=14px][/size] 此时的温度单位“摄氏度”和“开尔文”设置为0.1度分辨率,温度单位“华氏度”为1度分辨率。即,主输入类型为热电偶或热电阻,温度单位为摄氏度或开尔文时,辅助输入通道小数点设置为1位小数。温度单位为华氏度时,小数点设置为0位小数。[size=14px][/size] (2)主输入通道的输入类型为模拟信号时(真空度测控情况)[size=14px][/size] 根据小数点设定分辨率,两通道必须相同分辨率,即主输入和辅助输入保持相同小数位数,但相应的量程要根据传感器的实际量程进行设置。如对于10Torr和1000Torr两只真空计,其对应的模拟信号都是0~10V,但显示量程分别要设置为10和1000。[size=18px][color=#990000]3.2. 双传感器切换功能中的上下限切换点设置[/color][/size][size=14px][/size] 在使用双传感器切换功能时,还需在控制器上进行相应子菜单设置,分别设置上限切换点和下限切换点,具体内容详见控制器使用说明书。[size=24px][color=#990000]4. 双传感器自动切换功能的应用[/color][/size][size=14px][/size] 具有双传感器自动切换功能的PID过程控制器可应用于多种场合:[size=14px][/size] (1)由于双传感器功能能够同时从两个独立的传感器接收输入信号,这就使得控制器可用于测量两传感器之间的差值和平均值,如温差、平均温度、真空压力差和真空压力平均值。[size=14px][/size] (2)双传感器自动切换功能也可作为备份传感器切换功能使用,即在控制器上连接两只完全一样的传感器,当第一只传感器开路时,当前测量自动切换到第二只传感器测量值进行控制,由此对测量和控制起到保护和保险作用。[size=14px][/size] (3)由于上海依阳公司的VPC2021-2系列PID过程控制器具有双通道同时测控能力,而每一通道都配备了辅助输入端口,这样就可以同时连接4只传感器。这种4只传感器的接入能力,能带来非常多的组态形式,如同时进行两路不同变量(如温度和真空度)的测量和控制,其中2只传感器同时测控温度和真空度,其他2只传感器用来同时监测其他两个测量点处的测量值变化情况。[size=14px][/size] (4)在高真空工艺过程中,最常见的是使用扩散泵,并将扩散泵放置在真空炉膛和机械泵(粗真空)之间,而扩散泵和机械泵之间的区域称为前级室。机械泵将前级室气压降低到扩散泵的最大吸入压力以下,扩散泵才能开始正常运行。在典型的单室真空系统中,一般会配备三个真空计:在主真空室(或炉膛)中将安装两个真空计,一个用于低真空(皮拉尼真空计10-3 mbar),另一个用于高真空(有源倒磁控管AIM)仪表10-8mbar。而另一个皮拉真空计被视为单独的输入用来监控前级室气压。在实际应用中需要两个主真空室上的真空计进行自动切换,同时外加一个真空计监测前级室气压和一个温度传感器进行腔室温度测控。两种类型的真空计(每种都需要24V直流电源)提供2~10V直流对数输出,涵盖不同的真空范围。在实际控制过程中,两通道控制器将前级室与主真空室隔离并打开前级泵,当前级室达到设定的真空度时,控制器将改变其联锁装置,使扩散泵能够将炉子抽真空。同样,当炉子达到设定的真空度时,两通道控制器将控制执行设定的温度曲线,同时继续监测是否保持必要的真空度。[align=center]=======================================================================[/align][align=center][img=,690,349]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/07/202107281553360737_7536_3384_3.jpg!w690x349.jpg[/img][/align][size=14px][/size]
[size=14px][color=#990000]摘要:为了保证科研生产中的安全运行和控制,针对一些对可靠性、安全性和产品价值要求较高的控制对象,往往要求传感器具有冗余设计。本文介绍了VPC 2021-1系列多功能超高精度PID控制器,主要介绍了此控制器的双传感器冗余功能及其使用方法。[/color][/size][size=14px][/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=14px] 在各种工业和科研领域中,会采用大量各种传感器进行相应的过程参数测量和控制。在一些使用环境比较恶劣的条件下,如高低温、高压力、腐蚀、侵蚀、振动和强磁场等,传感器往往会受到损伤而发生故障,由此会在使用过程中给测量和控制带来严重影响,从而造成测量和控制效果降低,甚至造成产品报废和试验失败,更严重的还会造成控制失控而引发事故。特别是在一些高价值产品的长时间生产控制过程中,绝不允许期间出现中断而造成控制参数巨变造成高价值产品报废现象。[/size][size=14px] 为了解决上述运行过程中传感器损坏而带来的控制失效问题,最好的解决方法是进行冗余设计,即对工作用传感器进行备份。如图1所示,在被控对象中布置至少两个传感器,一个作为主传感器,另一个为备份传感器。当主传感器出现故障时,特别是主传感器出现断路时,控制器自动切换到备份传感器。[/size][align=center][size=14px][color=#990000][img=双传感器冗余示意图,500,294]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211161612313860_2879_3221506_3.jpg!w690x407.jpg[/img][/color][/size][/align][size=14px][/size][align=center][color=#990000]图1 冗余设计的双传感器(主传感器和备份传感器)[/color][/align][size=14px] 在控制过程和运行设备中配备双传感器比较容易实现,条件是主传感器和备份传感器的规格型号和量程要完全一致,但发挥这种冗余设计功效的关键是要求相应的PID控制器具有传感器断路自动监测能力,并同时要求能将控制回路自动切换到备份传感器。[/size][size=14px] 为了满足安全生产和控制需要,VPC2021-1系列多功能超高精度PID控制器配备这种双传感器冗余功能。如图2所示,此系列PID控制器具备万能型传感器输入功能,可连接的47种类型的输入信号,其中包括10种热电偶温度传感器、9种电阻型温度传感器、3种纯电阻、10种热敏电阻、3种模拟电流和12种模拟电压。在备份传感器的具体使用中,可以将两只完全相同的传感器分别接入主输入端和辅助输入端,并将辅助输入通道设置为双传感器冗余功能。开始运行后,控制器同时采集两只传感器信号,但采用主传感器信号进行控制。当主传感器开路时,当前测量自动转入辅助输入端(备份传感器)的测量值并继续进行控制。[/size][align=center][size=14px][color=#990000][img=具有双传感器冗余功能的多功能超高精度PID控制器,350,388]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211161614314227_180_3221506_3.jpg!w496x551.jpg[/img][/color][/size][/align][size=14px][/size][align=center][color=#990000]图2 具有双传感器冗余功能的PID控制器[/color][/align][size=14px] 这种双端口输入信号的功能还可以进行扩展,可以通过相应的设置用来进行加热器断丝报警、阀位反馈、远程设定、不同量程双传感器切换。[/size][size=14px] 总之,这种具体双传感器冗余功能的PID调节器完全可以满足安全控制的需要,功能十分强大,同时还保持了超高精度的测量控制能力。[/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=14px][/size]
传感器的定义 传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee)的定义为:“传感器是测量系统中的一种前置部件,它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是:“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”,而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的系统”。称重传感器是传感系统的一个组成部分,它是被测量信号输入的第一道关口。 传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类:有源的和无源的。有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种,不需要外接的能源或激励源。无源传感器不能直接转换能量形式,但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能,传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其“对象”可以是固体、液体或气体,而它们的状态可以是静态的,也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的,也可以是化学性质的。按照其工作原理,它将对象特性或状态参数转换成可测定的电学量,然后将此电信号分离出来,送入传感器系统加以评测或标示。传感器原理结构 在一段特制的弹性轴上粘贴上专用的测扭应片并组成变桥,即为基础扭矩传感器;在轴上固定着:(1)能源环形变压器的次级线圈,(2)信号环形变压器初级线圈,(3)轴上印刷电路板,电路板上包含整流稳定电源、仪表放大电路、V/F变换电路及信号输出电路。在传感器的外壳上固定着:(1)激磁电路,(2)能源环形变压器的初级线圈(输入),(3) 信号环形变压器次级线圈(输出),(4)信号处理电路工作过程向传感器提供±15V电源,激磁电路中的晶体振荡器产生400Hz的方波,经过TDA2030功率放大器即产生交流激磁功率电源,通过能源环形变压器T1从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈,得到的交流电源通过轴上的整流滤波电路得到±5V的直流电源,该电源做运算放大器AD822的工作电源;由基准电源AD589与双运放AD822组成的高精度稳压电源产生±4.5V的精密直流电源,该电源既作为电桥电源,又作为放大器及V/F转换器的工作电源。当弹性轴受扭时,应变桥检测得到的mV级的应变信号通过仪表放大器AD620放大成1.5v±1v的强信号,再通过V/F转换器LM131变换成频率信号,通过信号环形变压器T2从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈,再经过外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号,该信号为TTL电平,既可提供给专用二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理。由于该旋转变压器动--静环之间只有零点几毫米的间隙,加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之内,形成有效的屏蔽,因此具有很强的抗干扰能力。传感器分类 倾角传感器 倾角传感器在军事、航天航空、工业自动化、工程机械、铁路机车、消费电子、海洋船舶等领域得到广泛运用。辉格公司为国内用户提供全球最全面、最专业的产品方案和服务。提供超过500种规格的伺服型、电解质型、电容型、电感型、光纤型等原理的倾角传感器。传感器分类 倾角传感器 倾角传感器在军事、航天航空、工业自动化、工程机械、铁路机车、消费电子、海洋船舶等领域得到广泛运用。辉格公司为国内用户提供全球最全面、最专业的产品方案和服务。提供超过500种规格的伺服型、电解质型、电容型、电感型、光纤型等原理的倾角传感器。加速度传感器(线和角加速度)分低频高精度力平衡伺服型、低频低成本热对流型和中高频电容式加速度位移传感器。总频响范围从DC至3000Hz。应用领域包括汽车运动控制、汽车测试、家电、游戏产品、办公自动化、GPS、PDA、手机、震动检测、建筑仪器以及实验设备等。红外温度传感器广泛应用于家用电器(微波炉、空调、油烟机、吹风机、烤面包机、电磁炉、炒锅、暖风机等)、医用/家用体温计、办公自动化、便携式非接触红外温度传感器、工业现场温度测量仪器以及电力自动化等。不仅能提供传感器、模块或完整的测温仪器,还能根据用户需要提供包括光学透镜、ASIC、算法等一揽子解决方案。传感器的应用传感器的应用领域涉及机械制造、工业过程控制、汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品和专用设备等。专用设备专用设备主要包括医疗、环保、气象等领域应用的专业电子设备。目前医疗领域是传感器销售量巨大、利润可观的新兴市场,该领域要求传感器件向小型化、低成本和高可靠性方向发展。
[size=16px] 食品快检设备如何校准高精度的传感器 食品快检设备校准高精度的传感器的方法包括以下步骤: 准备标准溶液:选择合适的标准溶液,如已知浓度的食品样品溶液或标准物质,用于校准高精度的传感器。 插入电极:将用纯化水清洗过的电极插入标准溶液中,等待读数稳定。 定位标定:在读数稳定后,按“定位”键(此时pH指示灯慢闪烁,表明仪器在定位标定状态),使读数为该溶液当时温度下的pH值。 确认标定:按“确认”键,仪器进入测量状态,pH指示灯停止闪烁。 斜率标定(如果需要):如果标准溶液的pH值不在仪器可测范围内,需要使用斜率标定功能。将电极插入另一个标准溶液中,待读数稳定后,按“斜率”键(此时pH指示灯闪烁,表明仪器在斜率标定状态),使读数为该溶液当时温度下的pH值。然后按“确认”键,完成斜率标定。 重复标定:根据需要,可以重复以上步骤,对多个标准溶液进行标定,以验证传感器的准确性和稳定性。 数据记录与分析:记录每个标准溶液的标定结果,包括读数、温度和时间等信息。根据记录的数据进行分析,如计算误差、偏差等指标,以评估传感器的准确性和可靠性。 校准证书:根据标定结果,可以生成校准证书或报告,用于记录传感器的校准结果和性能指标。 维护与保养:定期对传感器进行维护和保养,如清洗、更换部件等,以保持其良好的性能和准确性。 需要注意的是,具体的校准方法和步骤可能会因食品快检设备的型号、品牌和用途而有所不同。因此,在进行校准时,应遵循设备说明书或相关操作规程,以确保准确性和可靠性。[img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311201015280285_6173_6098850_3.jpg!w690x690.jpg[/img][/size]
超低温、高精度型温度传感器是我们的强项,欢迎来电咨询,13585791751 .[sub]?[url=WWW.SENMATIC.COM]点击打开链接[/url][/sub][img=,268,232]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201121337188777_532_5521199_3.png!w268x232.jpg[/img]
数字高精度太阳净辐射传感器太阳辐射是地球一大气系统重要的能量来源,也是产生大气运动的主要动力,它从根本上决定着地球一大气的热状况。太阳辐射在地球上的分布和变化,在气候变化及气候模式研究中有重要意义。太阳辐射的计算方法之一就是利用有限的地面辐射观测站资料与影响太阳辐射的各类因子建立统计模型来实现的。太阳总辐射与大气组成、气体吸收、分子和粒子散射以及辐射传输理论研究密切相关。世界气象组织《气象仪器和观测方法指南》给出了6种太阳净辐射传感器灵敏度的校准方法,用太阳或用实验室辐射源校准太阳净辐射传感器:①在直接太阳光束下,与标准直接辐射表(简称标准直表)比对和与有遮挡的总表进行散射部分的比较(简称成分和法);②用太阳作为太阳净辐射传感器辐射源,与标准直表比对,此时太阳净辐射传感器应有一可移动的遮光盘(简称遮/不遮法);③用太阳作为辐射源,使用标准直表和2台被校准的总表交替测量总辐射和散射辐射(简称迭代法);[img=太阳净辐射传感器,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211150923452770_8442_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]④用太阳作为辐射源,在其他的自然的暴露状态下(例如,均匀的多云天空),与标准太阳净辐射传感器比较(简称平行比对法);⑤在实验室中,在人造光源光台上,以垂直入射方式或以某特定的方位角和高度角入射的方式,与预先在室外检定过的相似的太阳净辐射传感器比对(简称太阳模拟器法);⑥在实验室中,借助于一个模拟天空散射辐射的积分球腔体,与预先在室外检定过的相似的太阳净辐射传感器比对(简称积分球法)。太阳净辐射传感器的校准包括确定其灵敏度系数及其对环境条件的依从关系,如:温度、辐照度的强弱、光谱分布、角度分布、时间变化、仪器倾斜等。随着科学技术的发展,对太阳辐射测量数据准确度的要求也更加多样化,也就是说,不同的目的,对应着使用不同级别的太阳净辐射传感器,也就需要不同的量值传递方法。[img=太阳净辐射传感器,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211150924064203_4797_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]
计量测试行业将传感器校准技术,从实验室静态校准逐步提升拓展到面向工作条件的校准,即考虑了传感器激励特性、本征特性和环境特性的校准技术,并能够定量给出各种特性单独或综合条件下的误差特性,这对于现行的传感器校准技术提出了非常高的要求。 对于传感器在实验室条件下进行静态校准是常规计量工作的主要内容,技术标准比较完备,对于环境因素和被测参数相对稳定简单的工业过程和试验过程是能够满足要求的。然而,对于环境因素和被测参数特性较为复杂的试验过程来说,这种校准结果无法满足测试要求,主要原因是传感器的实际工作条件与实验室静态校准的差距太大,主要体现在以下 3 个方面:①激励( 输入信号) 由静态( 0 频) 向动态( 非 0 频率) 延伸 ②传感器的本征参数在现场安装之后随着工作状态的变化而发生了变化 ③传感器的使用受环境因素影响明显( 如温度、湿度、压力、振动、电磁场等) 。 上述这些差距,使得传感器在实验室静态校准的结果无法准确反映其实际的测量特性。目前存在大量的所谓“静标动用”的现象,即传感器在试验前进行实验室静态标定,然后试验中用于对动态信号的测试,实质上存在着很大的数据风险,在理论上可以认为是未经过校准。因此,只有在模仿实际工作条件的前提下,对传感器的校准才具有实用意义。
[size=16px][color=#339999][b]摘要:针对目前静态法液体饱和蒸气压测量中存在测量精度差、自动化程度低以及无法进行微量液体样品测试的问题,本文提出了微量样品蒸气压高精度自动测量解决方案。解决方案基于静态法原理,采用了低漏率的测试装置和高精度电容真空计,微量样品测试装置和真空计整体放置在烘箱内进行加热,提高温度和蒸气压分布的均匀性,将饱和蒸气压测量精度提高到了1%以内。同时采用耐腐蚀的电控针阀,可实现整个快速测试过程的自动化。[/b][/color][/size][align=center][size=16px][color=#339999][b]====================[/b][/color][/size][/align][size=18px][color=#339999][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px]液体饱和蒸气压是指在密闭条件和一定温度下,与液体处于相平衡的蒸气所具有的压强。同一液体在不同温度下具有不同的饱和蒸气压,且随着温度的升高而增大。饱和蒸气压是液体的基础热力学数据,它不仅在化学、化工领域,而且在、电子、冶金、医药、环境工程乃至航空航天领域都具有重要的地位,而且是这些研究领域中必不可少的基础数据,尤其在工业化学品和石油行业的应用最为广泛。[/size][size=16px]目前有许多液体蒸气压测试方法,主要有但不限于静态法、沸点法、蒸腾法、逸出法等,通过这些方法以满足不同的压力状态、样品大小、温度范围和材料兼容性要求。但这些现有方法还是无法满足新材料研究的要求,一方面是测量精度较差,另一方面对于一些特殊工艺要求蒸气压测量时液体样品量小、测量精度高以及快速测量还是无能为力,最典型的就是采用迭代合成以获得所需的分子结构,这涉及到针对产物性质的最大数量化合物需使用最少量的合成质量进行筛选,由此对液体饱和蒸气压测量提出了以下三方面的要求:[/size][size=16px](1)微量液体样品(约0.5毫升)。[/size][size=16px](2)高精度测量,误差小于1%。[/size][size=16px](3)简单且自动化的测量装置。[/size][size=16px]为了解决诸如迭代工艺所需的蒸气压测量的上述特殊要求,特别针对高测量精度、短测量时间和微量液体样品用量,本文提出一种简便的静态法饱和蒸气压高精度自动测量解决方案。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px]解决方案的基本思路是基于传统的静态法,即将微量液体样品注入到样品管内,关键是将整个测量装置放置(包括高精度电容真空计)在烘箱内以保证整体温度和整体真空压力的一致性和准确性。整个微量液体饱和蒸气压高精度测量装置结构如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=微量液体饱和蒸气压高精度自动测量装置,690,523]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310071754271367_8815_3221506_3.jpg!w690x523.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 微量液体饱和蒸气压高精度自动测量装置结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px]如图1所示,蒸气压测量装置主体由真空样品容器、两个316不锈钢卡套三通、真空样品容器、硼硅酸盐玻璃管、电容真空计和三只热电偶温度传感器构成。其中一个卡套三通用来向真有样品容器注入液体样品和抽气,另一个卡套三通用作连接电容真空计和抽真空接口。装置整体放置在烘箱内,以使得整个装置主体整体保持均匀的温度,以防止蒸汽在设置的任何部分冷凝,这是决定提高饱和蒸气压测量精度的关键措施之一,其中用了三只安装在不同位置处的热电偶检测装置主体的温度是否均匀。[/size][size=16px]装置中的一个卡套三通顶部连接一个电控针阀,此电控针阀用来控制液体样品的注入量并同时起到真空密封的作用;另一个卡套三通排气端也连接一个电控针阀,开启时抽取真空,闭合时起到真空密封作用。这两个电控针阀由一个真空压力控制器实施控制。[/size][size=16px]烘箱加热和温度调节由一个PID温度程序控制器控制,可以通过计算机软件进行不同温度设定点的编辑和自动程序控制。烘箱温度控制过程中,通过多通道数据采集器记录三只热电偶温度传感器的测量值以及电容真空计的真空压力测量值。[/size][size=16px]在蒸气压测量装置使用前,要使用氦气检漏仪来检测装置的漏率,即关闭顶部的电控针阀和开启右侧的电控针阀,开启真空泵对测量装置主体抽取真空,装置内的所有空气被泵出系统。然后关闭右侧电控针阀,并用检漏仪检测泄漏情况。整个测量装置要求具有很小的真空漏率,以免外部空气侵入,否则会对饱和蒸汽压准确测量带来严重误差。[/size][size=16px]微量样品饱和蒸气压测量分为以下几个步骤:[/size][size=16px](1)首先将液体样品瓶,或用透明玻璃管作为液体样品容器,连接到顶部电控针阀,调节此电控针阀的开度将约为0.5毫升的被测液体样品引入真空样品容器,然后关闭此电控针阀,即整个样品液体按照图1中的红色点线描绘的路径流动。[/size][size=16px](2)液体样品注入样品容器后,开启右边的电控针阀和真空泵抽取真空,气体按照图1中的橘黄色线描绘的路径排出。[/size][size=16px](3)当抽取真空达到极限真空度后,关闭右侧电控针阀使测量装置主体以及内部的液体样品处于室温和高真空状态。然后开启多通道数据采集器,分别采集三个位置处的温度和样品容器内的真空度。这三个位置处的温度应该基本一致,说明装置主体的温度均匀。这些温度值和真空度作为饱和蒸气压测量的起始值。[/size][size=16px](4)对温度程序控制器设置不同的设定点,设定点由小到大设置,且每个温度设定点需设置一定的恒温时间,然后使控制器控制烘箱温度按照设定程序进行变化。此时,数据采集器同时检测各个位置处的温度值和样品容器内的真空压力变化。在某一恒定温度下,样品容器内的真空压力变化过程如图2所示。随着烘箱温度按照设定程序的台阶式变化,通过多通道数据采集器可以获得一些列不同温度对应的图2所示真空压力变化曲线,由这些曲线的压力稳定值可得到对应的饱和蒸气压。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=静态法饱和蒸气压测试过程,500,378]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310071756114873_5047_3221506_3.jpg!w690x522.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图2 静态法饱和蒸气压测试过程[/b][/color][/size][/align][size=16px]为了实现微量液体样品饱和蒸气压的高精度快速测量,具体实施过程中还需注意以下几点:[/size][size=16px](1)装置本体的设计和尺寸要首先保证装置温度的均匀性,以避免温度不均匀引起的蒸汽压力的非均匀性。同时,装置本体中的各个部件、电控针阀和任何接口都需要具有很好的真空密封性能,避免漏气对蒸气压的影响。[/size][size=16px](2)为了保证测量精度,真空计最好选择精度最高的可达到0.25%的电容真空计。[/size][size=16px](3)测量装置使用前和使用过程中,需采用纯蒸馏水和2-丙醇进行考核和定期校验,热电偶温度传感器也需进行定期校验。[/size][size=18px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px]综上所述,本文提出的解决方案尽管依然采用的是经典的静态法,但通过采用低漏率的真空结构、电控针阀、电容真空计和装置整体加热,很好的保证了温度均匀性和蒸气压测量准确性,减小了饱和蒸气压测量误差。本解决方案虽然设计用来测量微量液体样品,也可以推广应用到其它大容量液体的饱和蒸气压测量。[/size][align=center][b][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/b][/align][size=16px][/size]
高精度测量气象六要素传感器气象观测是一项十分严谨又相当繁琐的工作,气象六要素传感器是基础的工作之一,但却是相当重要的,因为气象六要素传感器的质量直接影响气象预报的准确程度。对一定范围内的气象状况及变化进行观察和测定,然后把观测得到的数据结果进行采集和上传,为天气预 报、气候分析及气象研究提供依据,观测工作要系统和连续 地进行,对测得的数据要及时、准确上报。气象六要素传感器服务于多种生态和自然资源环境领域,可以监测和记录气象学、水文学和土壤与建筑活动、以及人为活动对自然的影响。传感器包括但不仅限于风速、风向、太阳辐射、空气温度、水温、土壤温度、相对湿度、降水、雪深、大气压力、土壤含水量、土壤电导率,以及土壤热通量。还可测量水环境因子,和空气环境因子。气象六要素传感器可观测温度、湿度、气压、风速、风向、降水等气象要素,并可获取实景观测图像。采用4G/LoRa/WiFi多种通信方式,保证气象与实景观测数据高频次上传云端。可通过手机APP、dashboard、API接口等方式提供多种形式的气象服务。可实现多设备组网联动,提供稳定可靠的气象数据采集及预报服务。[img=气象六要素传感器,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/04/202204280917012954_9705_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]气象六要素传感器是专门为农业、水文、气象、生态考察研究等开发生产的多要素气象六要素传感器。可测量雨量、风向、风速、温度、大气压力、湿度等常规气象要素,也可根据用户需求定制其它测量要素。气象六要素传感器系统特点:具有性能稳定,检测精度高,无人值守等特点。测量精度高,无须人工参与。节能设计,可选配太阳能电池板,适合无市电地区常年使用。监测要素:环境温度、相对湿度、风速、降水量、光照强度、土壤温度、土壤墒情、水面蒸发、大气压力、风向、太阳辐射。气象站信息处理软件介绍,气象六要素传感器信息处理软件,操作简单、管理方便、集成度高、实时显示,支持数据查询、曲线查询、校正时间等极大方便用户使用,使自动气象信息管理变的方便可靠。[img=气象六要素传感器,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/04/202204280917260421_6672_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]
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[color=#333333]近年来,环境污染一直都是大家关注的话题,环境污染的严重化导致了空气净化等相关市场的快速发展,而且到目前为止净化产品市场已逐渐趋于饱和状态,但是对于产品性能依然是用户最主要的选择,而在性能方面,[/color][url=http://www.isweek.cn/category_5.html]传感器[/url][color=#333333]则占据了核心地位。环保需求日益迫切,气体传感器的环境监测成为环保的迫切需求,加之传感器技术本身的不断发展,正推动环境监测有望成为物联网垂直领域中率先落地的亮点应用之一。气体传感器除了监测环境以外还广泛应用于工业、生活的各个领域,如石油、化工、钢铁、冶金、矿山、市政、医疗、食品等诸多领域。近年来,随着互联网与物联网的高速发展,气体质量流量传感器在新兴的智能家居、可穿戴设备、智能移动终端等领域的应用突飞猛进,大幅扩展了应用空间,需求量也发生数量级的改变。[/color][color=#333333][url=http://www.isweek.cn/category_12.html]气体质量流量传感器[/url]是一种常用的流量测量仪器,主要针对于空气、氮气、氢气、天然气、过氧化氢、甲烷、丁烷、氯气等进行测量。对蒸汽、氮气、二氧化碳、氢气等测量的 气体流量计的校准要求在不断增加。由于采用这些气体进行大规模校准的设施并不多,因此采用另一种流体进行校准几乎是唯一的选择,且在许多情况下是一种合理的、可替代的选择。如果流动条件可以估算出来,那么就可以在与操作条件不同的条件下对气体流量计进行校准,估算流动条件所采用的参数通常为关于该气体流量计入口直径的雷诺数。针对空气净化监测问题工釆网推出来了专为普通气体流量监测开发的产品:[url=http://www.isweek.cn/82.html]气体质量流量传感器 - FS4000[/url]。气体质量流量传感器FS4000系列是采用世界领先的微机电系统流量传感器技术和智能电子控制MEMS技术,具有灵敏度高、零点稳定度高、全量程高稳定性、高精度、优良重复性、低功耗、低压损、响应时间快等特点,不仅适用于净化空气或氮气流量监控,还可用于环境采样器(如色谱分析仪器等),其中FS4003气体质量流量传感器管道内径为3mm,成本低测量范围最大到5SLPM适用于粒子计数器和各类分析仪器。而管道内径为8mm,测量范围最大到50SLPM可用于麻醉设备、洁净气体检测,如:空气采样机,气体分析仪等。另一方面采用多种模式输出RS232/RS485/模拟电压0.5V~4.5V,用户可以随意对输出信号进行获取开发,快速的响应时间10ms同时可以实时监测瞬时流量,其中最大工作压力可达5bar,能应用到许多场合,机身质量也只有70g,方便用户做进一步开发利用。关于气体传感器的发展也将和其它传感器一样,[url=http://www.isweek.cn/category_11.html]气体传感器[/url]的发展的趋势也将是微型化、智能化和多功能化。其中纳米、薄膜技术等新材料制备技术的成功应用为气体传感器实现新功能提供了条件。利用MEMS技术帮助实现传感器尺寸小型化,进而研究多气体传感器的集成以实现多功能化。而气体传感器与数字电路的集成则将成为实现智能化的必然途径。小型化智能化的气体传感器将成为激活市场的新亮点。转载本站文章请注明出处:仪器仪表应用_传感器应用_智能硬件产品 - 工采资讯 http://news.isweek.cn/?p=4605[/color]
【作者】: 【题名】: 一种高精度超低量程在线浊度传感器的制作方法【期刊】:【年、卷、期、起止页码】:【全文链接】:https://www.xjishu.com/zhuanli/52/201621399555.html
[color=#990000]摘要:为大幅度提高现有CMP工艺设备中压力控制的稳定性,在现有电气比例阀这种单回路PID压力调节技术的基础上,本文提出了升级改造方案,即采用串级控制法(双回路PID控制,也称级联控制),通过在现有电气比例阀回路中增加更高精度的压力传感器和PID控制器,可以将研磨抛光压力的稳定性提高一个数量级,从1~2%的稳定性提升到0.1~0.2%。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align] [size=18px][color=#990000][b]一、问题的提出[/b][/color][/size]在半导体制造过程中,化学机械抛光(CMP)是在半导体晶片上产生光滑、平坦表面的关键工艺。CMP工艺中的压力控制是决定最终产品质量的关键因素。如果压力过高,会损坏半导体材料;如果压力太低,会导致表面不平整。CMP系统中需要配置专用的压力调节装置,以确保压力保持在安全范围内。通过将压力保持在安全范围内,压力调节装置有助于确保半导体晶片在CMP过程中不被损坏。目前的CMP系统中普遍采用电气比例阀作为压力调节器,其典型结构如图1所示。在CMP中采用比例阀来控制抛光过程中施加在晶圆上的压力。由于比例阀是电子控制和压力值的模拟信号输出,因此可以通过控制系统(如PLC)对其进行动态编程和压力监控,这意味可以根据被抛光的特定晶片准确改变施加的压力。此外,由于电气比例阀作为压力调节器是一个闭环控制,即使在下游压力发生变化期间,施加在抛光垫上的压力也会保持不变,由此实现压力的自动调节。[align=center][img=常规研磨机电气比例阀压力控制系统结构,600,280]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209150917534790_1434_3221506_3.png!w690x322.jpg[/img][/align][align=center]图1 常规CMP系统中电气比例阀压力控制装置结构示意图[/align]在一些CMP工艺的实际应用中,要求抛光压力具有很高的稳定性,图1所示的常规压力调节装置则无法满足使用要求,这主要体现在以下几方面的不足:(1)电气比例阀的整体控制精度明显不足,其整体精度(包含线性度、迟滞和重复性)往往在1~2%范围内。这种精度水平主要受集成在比例阀内的压力传感器、高速电磁阀和PID控制器性能和体积等因素制约,而且进一步提高的空间非常有限。(2)电气比例阀安装位置与气缸有一定的距离,由此造成比例阀所检测到的压力值并不是气缸的真实压力,而且比例阀处压力与气缸压力之间有一定的时间滞后。为解决上述存在的问题,进一步提高现有CMP工艺设备中压力控制的稳定性,在现有电气比例阀这种单回路PID压力调节技术的基础上,本文将提出升级改造方案,即采用串级控制法(双回路PID控制,也称级联控制),通过在电气比例阀回路中增加更高精度的压力传感器和PID控制器,可以将研磨抛光压力的稳定性提高一个数量级,从1~2%的稳定性提升到0.1~0.2%。[size=18px][color=#990000][b]二、CMP设备压力控制的串级PID控制方案[/b][/color][/size]在传统的CMP设备压力调节过程中,采用电气比例阀进行压力调节的稳定性完全受集成在比例阀内的压力传感器、高速电磁阀和PID控制器性能和体积等因素制约。为了提高压力控制的稳定性,并充分发挥电气比例阀的自身优势,我们采用了一种串级控制技术,即在作为第一回路的电气比例阀中增加第二控制回路,其中第二控制回路由更高精度的压力传感器和PID控制器构成。串级PID控制方案的整体结构如图2所示。[align=center][img=03.超高精密研磨机电气比例阀压力串级控制系统结构,600,333]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209150918245058_1534_3221506_3.png!w690x384.jpg[/img][/align][align=center]图2 串级控制法CMP系统压力控制装置结构示意图[/align]在图2所示的串级控制法压力调节装置中,安装了一个外置压力传感器用于直接监测气缸内的气压,压力传感器检测到的气缸压力信号传输给外置的PID控制器,外置PID控制器根据设定值或设定程序将控制信号传送给电气比例阀,比例阀根据此控制信号再经其内部PID控制器来调节高速电磁阀的动作,使得电气比例阀输出到气缸的气体气压与设定值始终保持一致。从上述串级控制过程可以看出,串级控制是一个双控制回路,是两个独立的PID控制回路,电气比例阀起到的是一个执行器的作用。串级控制法(也称级联控制法)是一种有效提升控制精度的传统方法,但在具体实施过程中,需要满足的条件是:[color=#990000]第二回路的传感器和PID控制器(这里是外置压力传感器和PID控制器)精度一般要比第一回路的传感器(这里是电气比例阀内置的压力传感器和PID控制器)要高。[/color]为了实现更高稳定性的CMP系统压力控制,我们推荐的实施方案是采用0.05%精度的外置压力传感器和超高精度PID控制器(技术指标为24位ADC、16位DAC和双浮点运算的0.01%最小输出百分比)。此实施方案我们已经进行过大量考核试验,压力稳定性可以轻松达到0.1%。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
专家您好:请问知道那里可以购买到量程在 10的负5 牛*米,抗电磁干扰的扭矩传感器及相关的扭矩测量仪(即用来读出扭矩数据的),或者提供相关的扭丝.
在航海系统中,采用计程仪连续测量运动中船舶的速度并计算出船舶的累计航程。本文所设计的计程仪系统采用双传感器组合结构,并结合微处理机技术(选用了MCS-51系列单片机及与之配套的专用接口芯片),组成了计程仪专用计算机系统。仪器结构简单,体积小,精度高,操作调整方便。它能方便地进行数字通讯;根据实际需要,也能发送速度的模拟信息,接口灵活,适应了船舶控制与操作自动化的需求。 1 计程仪硬件设计该计程仪系统由主仪器、电磁传感器、压差式传感器、船底阀、导压杆、可由用户扩充的分显示器和一套开关分配器等部分组成(图1)。本系统的突出特点是采用了双传感器组合结构:分别利用电磁传感器和压差式传感器(利用贝努利方程原理)来测量船舶与水之间的相对运动速度,并由其计算与记录船舶的航程。1.1 技术性能 (1)测速范围:-10节~+40节(量程更改可由程序设定);(2)航速精度(测速场精度):±0.20节;(3)航速发送形式:R S-485;(4)单次航程范围:0~9999.99海里;(5)累计航程范围:0~999999海里;(6)工作时间累计范围:0~99999小时;(7)航程解算精度:±0.1%(负速度不计航程)。1.2 主仪器工作原理 主仪器是一个以MCS-51单片微计算机为核心的专用微机系统,如图2所示。它包括:直流电源装置,键盘输入与显示装置,及由CPU、EPROM、EEPROM及专用接口电路组成的单片机装置。主仪器是计程仪的核心部分,其面板上装有各种操作按钮,用以控制整个仪器的运行,完成测速校正操作。 主仪器采用中断方式实现双传感器的数据采集控制,其中定时器周期性地产生中断信号申请中断,中断服务程序接收电磁传感器和压差传感器输出的电信号,然后A/D转换装置和I/F转换器将它转换成数字量后送至微机系统;按一定的计算公式进行数椐处理,并按调整后的曲线进行修正,以得到船舶的速度,再根据时间间隔的大小进行数值积分来求得航程。计算机将求得的航速信息以适当的形式通过各相应的接口电路送到各用户和分显示器,完成航速航程的显示。计算机系统中的EEPROM可以永久性地保存诸如累计航程、累计工作时间、速度调整参数等结果。1.3 主要芯片及其系统功能简介 本系统中主要采用了AT89C55、ICL7109和AD652等芯片,简介如下:1.3.1 AT89C55 AT89C55芯片是由ATMEL公司推出的51系列8位单片机。片内主要有20KFlash存储器、256字节片内RAM,4个8位的双向可寻址I/O口,1个全双工UART(通用异步接收发送器)的串行接口、3个16位的定时器/计数器、多个优先级的嵌套中断结构,以及一个片内振荡器和时钟电路。本系统中利用了AT89C55丰富的20K闪存资源永久保存测量中累计航程、累计工作时间等关键结果,并利用了其定时器计数器及中断嵌套结构实现双传感器的数据采集。 在本系统中,T0、T1均工作在计数方式,T0产生1s计数中断,T1完成压差传感器转换的频率计数。INT0被用于按键中断处理,TXD串行发送计程仪的速度信息,波特率为4800。X1、X2外接8MHz的石英晶体。P1口各位分别完成发送显示码、测速/航行判断等功能,P2口部分参与地址译码,同时P0口分时输出数据/地址低8位。1.3.2 ICL7109 ICL7109是一种高精度、低噪声、低漂移、价格低廉的双积分式12位模/数变换器。该芯片由模拟电路和数字电路两部分组成,其中模拟电路由模拟信号输入、振荡电路、积分、比较电路和基准电压源组成。数字电路由时钟振荡器、异步通信握手逻辑、转换控制逻辑、计数器、锁存器、三态门组成。 ICL7109工作电压为双电源±5V,GND为公共端,外接6MHz的晶振,基准电压为外部分压输入的2.8V;接口方式为直接输出方式,数据输出为12位二进制数和一位极性,12位A/D转换通过控制高低字节使能端实现,分时读出低8位和高4位。 1.3.3 AD652 AD652是一种高速、高精度、同步I/F转换器;用外接时钟脉冲决定满量程频率,并允许电压或电流输入。本系统中AD652的功能是将压差传感器的4~20mA的电信号转换成频率信号输出给CPU,CPU再根据AD652的工作时钟解算出当前速度值。AD652工作电压为双电源±15V,工作时钟由单片机的晶振输出经54LS393分频获得,AD652输出脉冲由AT89C55的T1计数,计数时间间隔为1s。1.3.4 8155 8155除有三个I/O端口(A口、B口、C口)外,还带有一个256字节的静态随机存贮器和一个14位定时/计数器。具有一块芯片多种功能的特点。另外,8155和单片机的连接十分简单,甚至不需要8D锁存器。本系统利用8155构成键盘显示电路。2计程仪软件设计 在软件设计中,采用了数值逼近及多种滤波算法,并在充分利用CPU功能的前提下,尽量减少硬件数量。除合理选择硬件外,软件上采取抗干扰陷阱与冗余处理,提高了系统的稳定性和可靠性。 计程仪的工作程序用汇编语言编写,采用模块化结构的程序设计方法,便于使用维护与扩展。计程仪软件主要分为自检模块、管理模块、航速航程解算模块和测速校正等模块,各模块主要以中断方式调用。计程仪的基本工作程序框图如图3所示。当电源开关闭合后,仪器的专用计算机系统开始自检,主仪器及分显示器上将显示自检的结果;自检完毕后便开始对计算机系统进行初始化设置;初始化设置完毕后,定时器并未开始计时,而必须等到启动中断后才开始计时工作。此时计算机系统处于一种等待状态,等待定时或按钮所产生的中断发生。中断部分完成航速航程计算和发送。3结束语 本航星计程仪系统采用了双传感器结构实现船舶航速的连续测量并按一定的软件算法计算航程;具有硬件电路简单、可靠性高、工作稳定和性价比较高等特点,适应现代化舰船的需求。由于使用了AT89C55单片机等,使得该系统具有一定的可再开发性。目前该计程仪已批量生产,并安装于多种船舶上。 本贴来源于:www.ic36.com
在扭转实验中,扭矩传感器的输出的线性度与什么有关?
3455 型系列卫生式法兰型接触式电导率,电阻率传感器[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=67409]3455 型系列卫生式法兰型接触式电导率,电阻率传感器[/url]
静态容量法测量氮吸附量与动态法不同,他是在一个密闭的系统中,改变粉体样品表面的氮气压力,从0逐步变化到接近1个大气压,用高精度压力传感器测出样品吸附前后压力的变化,再根据气体状态方程计算出气体的吸附量或脱附量。测出了氮吸附量后,根据氮吸附理论计算公式,便可求出BET比表面及孔径分布。静态容量法测试技术的关键因素主要有压力传感器的精度、死容积测量精度、真空密封性、试样温度和冷却剂液面的变化、样品室温度场的校正等。欧美等发达国家基本上均采用静态容量法氮吸附仪,我国每年的进口量也不少,但由于价格昂贵,在我国的应用受到限制,近来北京彼奥德科学技术有限公司已研制成功具有我国自主知识产权的SSA-系列静态氮吸附仪,代替进口已成必然趋势。
[size=16px][color=#339999]摘要:为解决石英晶体微量天平这类压电传感器频率温度特性全自动测量中存在的温度控制精度差和测试效率低的问题,本文在TEC半导体制冷技术基础上,提出了小尺寸、高精度和全自动程序温控的解决方案,给出了温控装置的详细结构和实现高精度温度程序控制的具体手段。解决方案在为压电传感器频率温度特性测量提供精密温控能力的同时,关键是可快速进行全过程的自动温度程序运行,由此既保证精度又提高效率。[/color][/size][size=16px][color=#339999][/color][/size][align=center][size=16px][img=TEC半导体制冷加热式微型高精度温度环境试验箱在压电传感器频率温度特性测试中的应用,550,309]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/02/202302141513442750_3958_3221506_3.jpg!w690x388.jpg[/img][/size][/align][b][size=18px][color=#339999]1. 问题的提出[/color][/size][/b][size=16px] 石英晶体微天平(Quartz Crystal Microbalance,QCM)作为一种超高灵敏的质量检测装置,其测量精度可达纳克级,并广泛应用于化学、物理、生物、医学和表面科学等领域中,用以进行气体、液体的成分分析以及微质量的测量、薄膜厚度及粘弹性结构检测等。石英晶体微天平实际上是一种压电传感器,它利用了石英晶体的压电效应,将石英晶体电极表面质量变化转化为石英晶体振荡电路输出电信号的频率变化,进而通过计算机等其他辅助设备获得高精度的测量结果。石英晶体微天平除了具有高灵敏度高和高精度之外,最大特点是结构简单和成本低,它由一薄的石英片组成,两侧金属化,提供电接触。QCM的工作原理类似于用于时间和频率控制的晶体振荡器,但QCM表面常暴露在周围环境中,且对环境温度变化非常敏感,QCM的一个重要技术指标就是频率温度特性。在QCM的具体应用中,温度变化会严重影响QCM测量结果,因此准确测量频率温度特性是表征评价QCM的一项重要内容。但在目前的各种频率温度特性测试装置中,特别是高精度温度控制装置,还存在以下问题:[/size][size=16px] (1)在常用的-10~+70℃的温度范围内需要对QCM进行多个设定点的高精度温度控制和频率测量,而目前常用温控技术往往控制精度偏低,若提高控制精度又带来测试时间过长的问题。[/size][size=16px] (2)专门用于压电晶体频率温度特性测试的恒温装置往往体积普遍偏大,内部温度均匀性较差,同样会带来温控精度差的问题,仅能用于批量压电晶体较低精度的频率温度特性测试。[/size][size=16px] (3)尽管采用了TEC半导体制冷技术可实现QCM的高精度温度控制,实现了小型化和快速温控和频率测量,但存在的问题是多个温度点的自动化程序控制能力差,无法实现全温度区间内多个温度点的自动控制和频率测量。[/size][size=16px] 为了解决QCM这类压电传感器频率温度特性全自动测量中存在的上述问题,本文在TEC半导体制冷技术基础上,提出了高精度和全自动程序温控的解决方案,给出了温控装置的详细结构和实现高精度温度程序控制的具体手段。解决方案在为压电传感器频率温度特性测量提供精密温控能力的同时,关键是可快速进行全过程的自动温度程序运行,由此既保证精度又提高效率。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 为了进行石英精度微天平(QCM)的频率温度特性测量,需要将QCM放置在一个受控的热环境中。为了提高热环境的温度控制精度,热环境的尺寸空间较小,并采用TEC模组进行加热和制冷,整个热控装置的结构如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=压电传感器频率温度测量温控系统示意图,690,209]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/02/202302141516237559_7391_3221506_3.jpg!w690x209.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 石英精度微天平频率温度特性温控装置结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图1所示,TEC被放置在铝制均热套和散热器之间,铝制均热套作为热稳定工作的密闭腔体,为整个腔体提供均匀的温度环境。散热器直接浸泡在水浴中使得TEC的工作表面达到较低的负温度,散热器也可以直接采用水冷板,水冷板内通循环冷却水。[/size][size=16px] 另外,在频率温度特性测试过程中,TEC要提供高低温范围内温度控制,那么在高低温运行时,TEC工作表面和散热器之间存在较大差异,因此,在TEC周围布置隔热材料以减少其两侧之间的热流,从而增加TEC工作面的温度均匀性。[/size][size=16px] 铝制均热套放置在TEC工作表面的顶部,在均热套与TEC之间采用银胶以减小均热套与TEC工作表面之间的接触热阻,铝制均热套被隔热材料包裹以减少与环境的热交换。[/size][size=16px] 在铝制均热套内布置了两只电阻型温度传感器,其中一只安装在铝制均热套的侧壁上作为控温传感器,此温度信号提供给超高精度的PID控制器进行温度自动控制。另一只用来测量固定在铝制支架上的QCM组件温度。[/size][size=16px] 在图1所示的温控装置中,为满足不同尺寸和结构的TEC温控装置,采用了独立的TEC换向电源以满足不同加热功率的需要。在温控器方面,则采用了超高精度的PID控制器,可直接对TEC进行加热制冷双向控制,其中AD为24位,DA为16位,最小输出百分比为0.01%,PID参数自整定,可编程程序控制,由此可实现高精度的温度控制。[/size][size=16px] 对于图1所示结构的温控装置,在全温区范围内设定点从-10变化到+70℃,步进5℃,其温度控制可实现±12mK的温度稳定性和±15mK的设定值精度。[/size][size=18px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 上述压电传感器频率温度特性测试的温控解决方案,主要具备以下几个特点:[/size][size=16px] (1)采用了TEC半导体制冷组件,可低成本的实现压电传感器频率温度特性测试过程中的精密温度控制,并使得整个频率温度特性测试装置的体积非常小巧。[/size][size=16px] (2)整个温控结构的设计简便,但可以实现0.02℃以内的控制精度和重复性,完全能满足各种压电传感器的频率温度特性测试需要。[/size][size=16px] (3)由于采用了目前最高精度的工业级可编程PID控制器,具有24位AD、16位DA和0.01%的最小输出百分比,这是实现高精度TEC温度控制的必要条件。[/size][size=16px] (4)高精度的可编程PID控制器可按照设定程序进行全测试过程的温度自动控制,设定程序可通过随机的计算机软件进行编辑和修改,控制过程参数可自动进行显示和存储。[/size][size=16px] 总之,本文为实现高精度、简便小巧和低价格的压电传感器频率温度特性测试中的温度控制提供了切实可行的解决方案,为单个或少量压电传感器稳频特性评价提供了有效的技术途径。[/size][size=16px][/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
[align=center]螺栓扭矩系数测试仪的使用与维护[/align][align=center]西安国联质量检测技术股份有限公司[/align][align=center]材料室:张登辉[/align]如何使用和维护螺栓扭矩系数测试仪首先要了解仪器的工作原理,及注意事项,以及检测时会影响检测数据的因素。[align=center][img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807051533268951_9551_2904018_3.png!w690x517.jpg[/img][/align]一:螺栓扭矩系数是如何确定的。螺栓通过检测仪上配套的夹具进行固定,对螺母施加一个扭矩T(Nm),当螺栓轴向拉力P(kN)达到一定值时,用下面的公式计算得出螺栓的扭矩系数:[align=center][img=,105,61]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807051534154610_1069_2904018_3.png!w105x61.jpg[/img][/align]d为螺栓的公称直径,单位为(mm)由上面的公式可知当螺栓公称直径d一定时,主要影响螺栓扭矩系数的因素就是对螺母施加的扭矩T(Nm)和螺栓轴向拉力P(kN),接下来我们再来分析影响螺栓扭矩和轴向拉力的因素。螺纹精度、表面粗糙度、尺寸精度、表面处理等都会影响螺栓扭矩系数,但这些都在螺栓生产过程中已经产生。如何在检测过程中去消除和减小螺栓扭矩系数的影响因素。1. 仪器所测量的扭矩T(Nm)和螺栓轴向拉力P(kN)决定着检测结果,如果这些数值与实际数值有较大差异就会导致检测结果偏差较大。首先是要定期检定仪器上的扭矩和轴向拉力传感器,误差必须要在标准范围之内。并且在使用过程中检测所产生的的力值不允许超过传感器的量程范围。[align=center] [img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807051534536938_3130_2904018_3.png!w690x517.jpg[/img][/align]2. 仪器上的各种夹具要定期检查,查看夹具是否有变形,裂纹,断裂等情况,出现这种情况时要及时更换夹具,检测时所使用的夹具要与相应的螺栓配套,夹具过小时无法安装检测,夹具过大时会导致螺栓松动,螺栓头部变形,垫片转动变形等情况,造成检测结果不准确或无效。[align=center][img=,546,212]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807051600140700_4239_2904018_3.png!w546x212.jpg[/img][/align] 3. 在检测时要使用润滑剂对螺栓的头部螺纹处进行润滑,最好使用厂家提供或螺栓实际安装中所使用的润滑剂更能反映出使用中的实际数值,也可使检测偏差缩小。[align=center][img=,513,228]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807051601251971_4264_2904018_3.png!w513x228.jpg[/img][/align]4. 对垫片与螺母接触面也需要使用润滑剂进行适当润滑,以保证垫片在拧紧过程中不会出现转动,因为垫片转动不仅会导致检测结果无效,而且会损坏垫片挡板导致挡板出现划伤,也会影响以后螺栓扭矩系数的检测数据。[align=center][img=,611,407]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807051603458672_1985_2904018_3.png!w611x407.jpg[/img][/align]参考文件:GB/T 1231-2006《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》
对于小比表面积样品,如电池材料、有机材料、生物材料、金属粉体、磨料等空隙度微小的材料,由于吸附量微小,静态法测试的结果较含有风热助脱装置和检测器恒温装置的高精度动态法仪器误差大。对静态法为什么在小比表面样品测试方面精度难以保证,原因如下: 以比表面积1m2/g的样品为例,该样品0.5g对氮气的吸附量在BET分压范围内在标况下约0.1ml,在测试过程中的吸附环境液氮温度下的体积约0.03ml;样品管装样部分的剩余体积(也就是背景体积)约在3-5ml左右,要在3-5ml的样品管体积中准确定量出0.03ml的总吸附量且保证精度达到3%以内,可以算出要求压力传感器的精度要达到0.03%以上;但目前进口最好的压力传感器的精度只有0.1%,而且通常比表面及孔径分析仪用的压力传感器精度为0.15%,也就是说目前最高精度的压力传感器,即使温度场理想测定,液氮面理想恒定,环境温度理想准确条件下,对吸附量确定量的不确定度也只能达到0.003ml,即不确定度达到10%;若对于比表面再小或堆积密度小也就是装样量也难以很大的样品,其准确度就可想而知了。 但对于中大比表面样品,一般吸附量不会那么微小,静态法的精度很容易保证在2%甚至1%以内便不是问题; 所以在小比表面样品的测试方面,静态法只能通过增加装样量来降低误差,常见的是静态一般都会为小比表面积样品配备大容量样品管,但由于背景体积(吸附腔体积)也随之增大,所以准确度提高也是有限的;而有些厂家宣称静态法小比表面测试下限可以达到0.0001m2/g,是不负责任的; 对具有风热助脱、检测器恒温、低温冷阱的高精度动态法仪器,其相对不具有该装置的标准动态法比表面仪,其精度得到明显提高;动态法比表面仪,与其它分析仪器类似,其精度和灵敏度 大小主要取决于信噪比;也就是要提高精度和灵敏度,就需要从提高信号强度、抑制背景噪声、消除外界干扰三方面来控制。增加信号强度的方法一般有增加称样量、增加检测器电流,但增加 检测器电流一般噪声也会同时增大,所以检测器电流会有个最佳范围;所以在抑制噪声、消除外界干扰方面可做的工作就比较多了;其源于仪器自身的误差来源主要有:检测器温漂,信号锐度 ;以检测器恒温装置来抑制温漂,风热助脱装置可以提高信号锐度,其对于比表面1m2/g的样品0.5g对氮气的吸附量在分压0.2左右时脱附峰面积与背景可以保证在2%以内的误差; 所以对于小比表面样品,对具有风热助脱、检测器恒温、低温冷阱的动态法仪器,其灵敏度和分辨率的优势就体现出来了;但对中大比表面样品,由于信号强,普通动态法比表面积仪和静态 法比表面积仪都可以保证精度;这点就像万分之一分析天平和千分之一天平的区别; 但绝大多数含有微孔、介孔等空隙的材料,比表面不会很小;要是很小比表面的材料,其空隙度的研究价值就有限了; 综上, 一、对于小比表面样品(10m2/g以下)优先选择采具有风热助脱及检测器恒温装置的用动态色谱法比表面仪器,利用其分辨率、灵敏度高的优势; 二、对于中大比表面样品,若只测试比表面积,动态法和静态法没有明显的优劣势,动态法由于具有固体标样参比法,具有快速测定比表面的优势,静态法具有BET多点法较省时液氮消耗 小的优势; 三、需要测比表面及孔径分布的样品,建议采用静态容量法的比表面及孔径分析仪;
[align=center][color=#990000][b]超高精度浮辊和张力双回路控制器:Montalvo张力控制器的国产替代[/b][/color][/align][align=center][color=#990000]Unwind Tension Controller for Dancer Input with Tension Indication—— Domestic Substitution of Montalvo Tension Controller[/color][/align][align=center][img=超高精度浮辊和张力双回路控制器:Montalvo张力控制器的国产替代,690,542]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210092010572560_1350_3221506_3.jpg!w690x542.jpg[/img][/align][color=#990000]摘要:针对目前市场上张力控制器普遍存在的测控精度较差、功能单一、适用传感器类型少和PID参数无法自整定等问题,本文分析了国外浮辊和张力双通道控制器的技术特点。对标国外高端张力控制器产品,本文重点介绍了国产替代产品的性能,国产张力控制器同样具有浮辊和张力双回路控制功能,但由于每个通道都采用了24位AD、16位DA和双精度浮点运算,可以实现超高精度的张力控制,而所具有的PID自整定功能则使得操作更为快捷方便。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=18px][color=#990000][b]一、问题的提出[/b][/color][/size]张力控制器主要应用于冶金,造纸,薄膜,染整,织布,塑胶,线材等设备上,是一种实现恒张力或者锥度张力控制的自动控制仪表,其作用主要是实现辊间的同步,收卷和放卷的均匀控制。一套典型的张力控制系统主要由张力控制器,张力读出器,张力检测器,制动器和离合器构成。根据环路可分为开环,闭环或自由环张力控制系统;根据对不同卷材的监测方式又可分为超声波式,浮辊式,跟踪臂式等。典型的张力控制器主要由AD,DA转换器和高性能微处理器等组成,张力控制器与张力传感器和电气比例阀组成典型的张力控制系统。在具体张力控制过程中,张力控制器是根据张力传感器和A/D模式转换器测量到的张力与设定的目标张力相比较后,经微处理器PID运算自动调整D/A输出从而改变电气比例阀的输出压力来实现卷料的张力调节,可广泛用于各种需对张力进行精密测控的场合,具有使用灵活和广泛的适用性。目前市场上有各种张力控制器,但在高精度张力控制过程中,普遍存在以下不足:(1)测量精度较低:普遍采用12位AD模数转换器,个别国外产品用了16位AD模数转换器,对于一些高精度的张力传感器输出显然无法准确测量,测量精度无法满足高精度控制要求。(2)输出精度较差:普遍采用12位DA数模转换器,个别国外产品用了14位DA数模转换器,对于一些高精度的张力控制显然无法实现。(3)浮点运算精度较差:目前市场上商品化张力控制器的PID运算基本都是采用单浮点方式进行,运算精度较差,从而使得输出百分比的最小调节量也只能为0.1%,根本无法进行电气比例阀输出压力的精细调节,进而无法实现超高精度的张力控制。(4)单通道控制:绝大多数张力控制器尽管可以实现如收放卷的扭矩控制,过程张力中的速度控制以及浮辊张力控制,但只能选择其中的一种控制模式。而个别国外的张力控制器产品,如Montalvo的Z4UI双回路控制器则能实现放卷扭矩和浮辊位置的同时控制。(5)传感器输入信号类型少:在各种张力控制中会采用到多种不同的传感器,如超声波探头,浮辊,电位器和激光等,这些不同传感器所输出的信号类型和量程有多种形式,但目前绝大多数张力控制器的输入型号类型非常有限。(6)PID参数无法自整定:在有些张力控制过程中,需要准确无超调的PID控制,快速且自动的选择合适PID则显着尤为重要,但目前很多张力控制器并没有这项PID参数自整定功能。针对上述目前张力控制器中普遍存在的问题,特别是为了实现超高精度张力控制以及相关控制器的国产替代,本文将对国外高端张力控制器技术特点进行分析,并对标国外产品介绍研发的新型浮辊和张力双回路超高精度控制器产品。[b][size=18px][color=#990000]二、Montalvo公司 Z4UI 双回路张力控制器技术特点分析[/color][/size][size=18px][color=#990000][/color][/size][/b]蒙特福Montalvo公司是国外著名的张力控制相关产品生产厂商,其最具特点的控制器产品是Z4UI浮辊和张力双回路控制器,我们将对标此张力控制器进行分析。蒙特福Z4UI浮辊和张力双回路控制系统结构如图1所示,控制器内置了张力指示器,能够同时检测浮辊电位计信号和张力检测器的张力信号,从而提供高精度的张力控制。它集合了浮辊吸收缓冲张力波动的功能和张力检测器精确、稳定的检测优势,通过渐进式“Progressive“ PID 控制电路调节放卷制动器的转矩输出,保持浮辊臂的位置不变来实现张力控制。模拟式张力表显示卷材的张力大小,操作员可直接监视张力稳定性,并根据张力表显示的实际卷材张力,来调节浮辊臂上的载荷从而保持理想张力。[align=center][color=#990000][img=01.Z4UI浮辊和张力双回路控制.jpg,690,275]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210092013010509_6406_3221506_3.jpg!w690x275.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图1 Z4UI双回路控制器在浮辊和张力控制系统中应用的结构示意图[/color][/align]由此可以看出,蒙特福Z4UI控制器是个典型的双回路闭环控制器。其中,一个回路是通过检测浮辊位置信号(DPS-1位置传感器或浮辊电位器)来控制第一个电气比例阀(I/P转换器)压力输出,由此来调整气缸位置将气压转换成扭矩输出达到张力调节。另一个回路通过检测卷径信号(接近开关或超声波探头)来控制第二个电气比例阀(I/P转换器)压力输出,由此来调整放卷位置达到张力调节。由此可见,蒙特福Z4UI双回路控制器是通过同时对两个变量的检测和控制来实现高精度的放卷调节。蒙特福Z4UI控制器的另外一个特点是采用RS-232与上位机(PLC或PC)进行通讯,采用控制软件进行所有操作,减少了人工界面操作的复杂程度。[b][size=18px][color=#990000]三、国产双回路超高精度张力控制器[/color][/size][/b]从上述蒙特福Z4UI双回路张力控制器技术特点可以看出,双回路张力控制器的核心技术内容就是一个非常典型的双通道PID控制器,张力的控制则是采用外置传感器实现电气比例阀的串级形式的PID控制,因此,双回路张力控制器的技术特征就是双通道的电气比例阀串级PID控制。基于此分析,结合我们在真空压力方面进行电气比例阀超高精度串级PID控制的成功经验,我们可以将通用型的VPC-2021系列PID调节器(单通道和双通道)应用于张力控制中,由此可完全实现蒙特福Z4UI双回路张力控制器的替代。VPC-2021-2系列双通道PID调节器是标准形式的工业用控制器,具有96×96mm、96×48mm和48×96mm三种规格,但其最大优点是具有超高精度检测和控制能力,其中具有24位AD模数转换、16位DA数模转换和双精度浮点运算能力,具备0.01%的最小输出百分比。用于张力控制的双通道超高精度PID控制器如图2所示,电气接线如图3所示,主要技术指标如下:[align=center][color=#990000][img=VPC 2021-2超高精度PID控制器,600,266]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210101508335313_3719_3221506_3.jpg!w690x307.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 VPC 2021-2系列双通道张力控制器[/color][/align](1)真彩色IPS TFT长寿命LED背光、全视角液晶显示。(2)独立双回路控制,每路控制输出刷新率50ms,双通道独立的输入和输出,双回路报警功能可以多功能应用,每通道都具备独立的PID控制功能,每个通道都可进行独立的手动和自动控制切换。(3)万能型信号检测能力,即每通道都具备47种输入信号形式,仅需通过设置极可完成信号类型和量程选择,由此可满足各种规格和形式的张力探测器的引入。除了能测量各种张力传感器、位置传感器给出的模拟电压、电流和电阻信号之外,还可以测量各种温度传感器和压力传感器等各种信号,传感器输出端直接接入控制器并在控制器上进行选择即可使用。(4)双通道独立控制输出,输出信号有线性电流、线性电压、继电器输出、固态继电器输出和可控硅输出五种形式,可用于直接驱动电气比例阀(或电子压力转换器)进行张力控制,也可以驱动各种阀门和加热器等执行机构进行真空度、压力和温度等参数的控制。(5)支持数字和模拟远程操作功能,支持标准MODBUS RTU 通讯协议。(6)采用自主改进型PID算法,支持对PV微分和无超调控制算法。5组PID存储和调用,10组输出限幅等实用功能。每个通道采用独立的PID参数,且可独立的进行PID参数自整定。(7)带传感器馈电供电功能(24V,50mA)。(8)支持一路过程变量变送功能,变送的过程变量可选PV测量值、SV设定值、控制输出值和偏差值,变送输出类型有4-20mA, 0-10mA, 0-20mA, 0-10V, 2-10V, 0-5V, 1-5V七种。(9)两组开关量光隔输入端,可以实现各种应用功能的灵活应用切换。(10)随机配备强大的控制软件,可通过软件进行控制参数设置、运行控制、过程曲线显示和存储,非常便于过程控制的调试。[align=center][img=,690,276]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210101726466183_8818_3221506_3.png!w690x276.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000]图3 VPC 2021-2系列双通道控制器电气连接图[/color][/align]从上述国产控制器技术指标可以看出,国产VPC 2021-2系列双通道控制器的性能和功能要远优于蒙特福Z4UI控制器,并具有强大的拓展能力,完全可以实现对蒙特福Z4UI控制器的替代。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][align=center][/align][align=center][/align][align=center][/align]
扭矩标准机和标准扭矩扳子在相同精度的情况下能否相互替代?他们的区别是什么?
[size=16px][color=#ff0000]摘要:针对目前张力控制器中普遍存在测量控制精度较差和无法实现串级控制这类高级复杂控制的问题,本文介绍了具有超高精度和多功能的新一代张力控制器。这种新一代张力控制器具有24位AD模数转换、16位DA数模转换、双精度浮点运算和0.01%的最小输出百分比,同时还就有远程设定点和变送输出功能,可方便的实现两个参量的串级控制,并可进行手动和自动控制的开关切换,极大提高了张力控制的精密度,更是适合一些特殊应用中的微张力控制,甚至可以进行张力设定程序曲线的精确控制。[/color][/size][align=center][size=16px][img=微张力控制,650,272]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304110946105710_7747_3221506_3.jpg!w690x289.jpg[/img][/size][/align][size=18px][color=#ff0000][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 张力控制是一种对在两个加工设备之间作连续运动或静止的被加工材料所受的张力进行自动控制的技术。在各种连续生产线上,各种带材、线材、型材及其再制品,在轧制、拉拔、压花、涂层、印染、清洗以及卷绕等工序中常需要进行张力控制。[/size][size=16px] 张力控制中所用到的张力控制器是一种由单片机或者一些嵌入式器件及外围电路开发而成的系统,主要由A/D和D/A转换器以及高性能单片机等组成。在张力控制过程中,首先直接设定要求控制的张力值,让张力传感器采集的信号(一般为毫伏级别)作为张力反馈值,比较两者的偏差后,经内部智能PID运算处理后,调节执行机构,自动控制材料的放卷、中间引导及收卷的张力,达到系统响应最快的目的。目前的张力控制器普遍还存在以下几方面的问题:[/size][size=16px] (1)测量精度较低:普遍采用12位AD模数转换器,个别国外产品用了16位AD模数转换器,对于一些高精度的张力传感器输出显然无法准确测量,测量精度无法满足高精度控制要求。[/size][size=16px] (2)控制输出精度较差:普遍采用12位DA数模转换器,个别国外产品用了14位DA数模转换器,对于一些高精度的张力控制无能为力。[/size][size=16px] (3)浮点运算精度较低:目前市场上商品化张力控制器的PID运算基本都是采用单浮点方式进行,运算精度较低,输出百分比的最小调节量只有0.1%,无法进行超高精度的张力控制。[/size][size=16px] (4)传感器输入信号类型少:在各种张力控制中会采用到多种不同的传感器,如超声波探头,浮辊,电位器和激光等,这些不同传感器所输出的信号类型和量程有多种形式,但目前绝大多数张力控制器的输入型号类型非常有限,且不能方便的进行测量范围调整。[/size][size=16px] (5)功能简单:绝大多数张力控制器只能进行单变量的控制,如收放卷的扭矩控制,过程张力中的速度控制以及浮辊张力控制,但只能选择其中的一种控制参数,缺乏两个参数同时控制的功能,无法采用更高级的控制形式——串级控制来更好实现准确的张力调节。[/size][size=16px] (6)PID参数无法自整定:在有些张力控制过程中,需要准确无超调的PID控制,快速且自动的选择合适的PID参数则显着尤为重要,而目前大多张力控制器缺乏这种PID参数自整定功能。[/size][size=16px] 针对目前张力控制器中普遍存在的问题,特别是为了实现超高精度张力控制,本文将详细介绍超高精度工业用PID调节器及其在超高精度张力控制过程中的应用,特别还介绍了串级控制功能的具体应用。[/size][size=18px][color=#ff0000][b]2. 超高精度PID控制器[/b][/color][/size][size=16px] VPC-2021系列PID调节器是一种标准形式的工业用控制器,有单通道和双通道两个系列,具有96×96mm、96×48mm 和48×96mm三种尺寸规格,如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#ff0000][b][img=01.超高精度PID控制器系列,650,223]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304110948313448_487_3221506_3.jpg!w690x237.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#ff0000][b]图1 VPC2021系列超高精度PID控制器[/b][/color][/size][/align][size=16px] VPC2021系列PID控制器的最大优点是具有超高精度检测和控制能力,具有24位AD模数转换、16位DA数模转换和双精度浮点运算能力,0.01%的最小输出百分比。主要技术指标如下:[/size][size=16px] (1)真彩色IPS TFT长寿命LED背光、全视角液晶显示。[/size][size=16px] (2)独立的单回路和双回路控制,每个通道控制输出刷新率50ms,独立的PID控制功能,每个通道都可进行独立的手动和自动控制切换。[/size][size=16px] (3)万能型信号检测能力,即每通道都具备47种输入信号形式,仅需通过设置即可完成信号类型和量程选择,由此可满足各种规格和形式的张力探测器的引入。除了能测量各种张力传感器、位置传感器给出的模拟电压、电流和电阻信号之外,还可以测量各种温度传感器和压力传感器等各种信号,传感器输出端直接接入控制器并在控制器上进行选择即可使用。[/size][size=16px] (4)单、双通道独立控制输出,输出信号有线性电流、线性电压、继电器输出、固态继电器输出和可控硅输出五种形式,可用于直接驱动电气比例阀(或电子压力转换器)进行张力控制,也可以驱动各种阀门和加热器等执行机构进行真空度、压力和温度等参数的控制。[/size][size=16px] (5)具有远程设定点、变送和正反向控制功能,使得串级控制和分程控制成为可能。[/size][size=16px] (6)采用自主改进型PID算法,支持对PV微分和无超调控制算法。5组PID存储和调用,10组输出限幅等实用功能 。每个通道采用独立的PID参数 , 且可独立的进行PID参数自整定。[/size][size=16px] (7)支持数字和模拟远程 操 作 功 能,支持标准MODBUS RTU通讯协议。[/size][size=16px] (8)带传感器馈电供电功能(24V,50mA)。[/size][size=16px] (9)支持一路过程变量变送功能,变送的过程变量可选PV测量值、SV设定值、控制输出值和偏差值,变送输出类型有4-20mA, 0-10mA, 0-20mA, 0-10V, 2-10V, 0-5V, 1-5V七种。[/size][size=16px] (10)两组开关量光隔输入端,可以实现各种应用功能的灵活应用切换。[/size][size=16px] (11)随机配备强大的控制软件,可通过软件进行控制参数设置、运行控制、过程曲线显示和存储,非常便于过程控制的调试。[/size][size=18px][color=#ff0000][b]3. 串级控制在张力控制中的应用[/b][/color][/size][size=16px] 在典型的张力控制中多采用PID控制方式,由人工设定所需运行张力。设定值与张力传感器测量值进行比较计算后,PID控制器调节执行机构实现张力的稳定输出。典型张力控制器结构如图2所示。[/size][align=center][size=16px][color=#ff0000][b][img=02.典型单参数张力PID控制结构示意图,450,119]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304110949423425_329_3221506_3.jpg!w690x183.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#ff0000][b]图2 典型单参数张力控制结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 图2所示的采用单参数进行张力控制的方法在很多实际应用中并不能满足需要,往往需要引入第二个参数进行控制,由此需要PID串级控制方式,其结构如图3所示。[/size][align=center][size=16px][color=#ff0000][b][img=03.双参数串级控制PID张力控制结构示意图,600,165]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304110950250802_7112_3221506_3.jpg!w690x190.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#ff0000][b]图3 双参数串级控制PID张力控制结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 在图3所示的串级控制系统中包含了主和次两个闭环控制回路:[/size][size=16px] (1)次控制回路包括传感器1、执行机构和次PID控制器,其中将进入外围执行机构膜的参量作为次回路的控制参数。[/size][size=16px] (2)主控制回路则包括了传感器2、次控制回路、外围执行机构和主PID控制器,其中将外围执行机构的产出参数作为主回路的控制参数。[/size][size=16px] 由此可见,串级控制的核心是解决主PID控制器输出和次PID控制器的输入问题,采用一般的工业用PID控制器很难实现上述复杂的功能,如果采用PLC控制也需要复杂编程和相应硬件支持。为此,本解决方案采用了两台标准化的,且高精度多功能的PID控制器(VPC2021-1系列),具体接线如图4所示。[/size][align=center][size=16px][color=#ff0000][b][img=04.串级控制系统PID调节器接线示意图,690,193]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304110950400632_8989_3221506_3.jpg!w690x193.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#ff0000][b]图4 串级控制系统PID调节器接线示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图4所示,具有变送功能的主PID控制器,在主输入端口接收传感器2测量信号,然后根据所设置的固定值进行PID自动控制,相应的控制输出信号(输出值或偏差值)经过变送转换为4~20mA, 0~10mA, 0~20mA, 0~10V, 2~10V, 0~5V和1~5V七种模拟信号中的任选一种,并传送给次PID控制器的次输入端。[/size][size=16px] 具有远程设定点功能的次PID控制器,在次输入端口接收主PID控制器的变送信号作为变化的设定值,然后根据主输入端口接收到的传感器信号,进行PID自动控制,控制信号经主输出端口连接执行机构,对外部执行机构进行自动调节。[/size][size=16px] 需要注意的是,如果主PID控制器输出的控制信号能被次PID控制器次输入通道接收,且输入信号类型和量程与主输入通道接入的传感器一致,也可采用普通PID控制器作为主控制器。[/size][size=16px] 另外,从图4可以看出,由于VPC2021-1单通道PID控制器具有远程设定点功能,由此就可以很容易实现外部手动张力调节,而只需增加一个旋转电位器即可。手动调节接线如图5所示。[/size][align=center][size=16px][color=#ff0000][b][img=05.串级控制系统PID调节器手动和自动切换接线示意图,690,193]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304110950566532_2083_3221506_3.jpg!w690x193.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#ff0000][b]图5 串级控制系统PID调节器手动和自动切换接线示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图5所示,通过主PID控制器上连接的纽子开关,可以实现手动和自动功能切换。当切换到手动控制时,则可以通过接在主PID控制器次输入端子上的电压信号发生器,就可以实现手动调节控制。[/size][size=18px][color=#ff0000][b]4. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述,通过采用新一代的超高精度多功能PID控制器,可以实现各种应用场景下的张力控制。与传统的张力控制器相比,新一代的张力控制器主要具有以下优势:[/size][size=16px] (1)超高精度:24位AD模数转换、16位DA数模转换和双精度浮点运算能力,0.01%的最小输出百分比。[/size][size=16px] (2)多功能:最多2通道的张力控制,可实现串级控制,可进行手动和自动功能切换。[/size][size=16px][/size][size=16px][/size][align=center][color=#ff0000]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/align]