基于虛擬儀器的傳感器靜態(tài)特性分析

傳感器的工作特性通過其靜、動態(tài)特性直接反映出來，靜態(tài)特性是表示傳感器在被測輸入量的各個值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的輸入—輸出關(guān)系，更能突出反映傳感器的各項(xiàng)指標(biāo)，傳感器靜態(tài)特性主要指線性度、遲后性、重復(fù)性和靜態(tài)誤差。以往對傳感器靜態(tài)特性的測試、分析需要多種儀器來共同完成，且輸入、輸出信號的測量、記錄、特性指標(biāo)的計(jì)算都需人工完成，工作量大、效率低、可靠性差?；?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/虛擬儀器">虛擬儀器的傳感器特性分析數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)，效率高，靈活性及一致性好，顯示內(nèi)容豐富，打印輸出方便，具有極高性價(jià)比，已被廣泛地應(yīng)用。

傳感器靜態(tài)特性的測量及計(jì)算

由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成虛擬測試儀器，完成對傳感器靜態(tài)特性的分析，實(shí)現(xiàn)了快速、準(zhǔn)確、靈活、可靠的目的 。

對于一個傳感器特性循環(huán)試驗(yàn)，在取5個校準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，測量點(diǎn)的分布見表1。

在實(shí)際測試中為保證測量可靠性，至少應(yīng)重復(fù)實(shí)驗(yàn)3個循環(huán)，取5個校準(zhǔn)點(diǎn)，共25個測量值。一般采用重復(fù)實(shí)驗(yàn)5個循環(huán)，取7個校準(zhǔn)點(diǎn)，則共有61個測量值。由這些測量值來計(jì)算傳感器線性度、遲滯性、重復(fù)性和靜態(tài)誤差。

基于PC的虛擬儀器

虛擬儀器的硬件 

       表1　測量點(diǎn)分布表 

由分析可知，若想測量傳感器的特性指標(biāo)，則必需在各校準(zhǔn)點(diǎn)給傳感器輸入校準(zhǔn)信號，同時(shí)測量傳感器的標(biāo)準(zhǔn)輸出信號值，傳感器的標(biāo)準(zhǔn)輸出信號一般為4～20mA 或1～5V，而電流信號經(jīng)采樣電阻可轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?。傳統(tǒng)的測量方法是用萬用表測量并記錄每次傳感器的輸出信號值，如今采用PC機(jī)加A/D擴(kuò)展板卡來測量和記錄傳感器的輸出信號，則可大大提高測量精度和測量速度，而且PC機(jī)具有極強(qiáng)的運(yùn)算能力，可方便、靈活地計(jì)算和分析傳感器的各項(xiàng)特性指標(biāo)，具有極高的性價(jià)比。

目前，PC機(jī)都具有3個以上PCI擴(kuò)展插槽，而且基于PCI總線的工業(yè)級模擬信號采集板卡種類繁多，大多可采集-10～+10V 范圍內(nèi)信號，而且采樣精度從12位到16位、采樣速度從每秒幾萬次到上百萬次不等，作為工業(yè)產(chǎn)品其工作的穩(wěn)定性和可靠性已得到共識，現(xiàn)已在工業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。

針對傳感器測試精度高的特點(diǎn)，一般要求測試儀器精度應(yīng)達(dá)到5