传感器输出信号的线性化处理

在检测装置的组成环节中,往往存在非线性环节,特别是传感器的输出量与被测物理量之间的关系,绝大部分是非线性的.造成非线性的原因主要有二:一是许多传感器的转换原理并非线性,如温度测量,热电阻或热电偶与温度是非线性关系;流量测量,孔板输出的差压信号与流量输入信号之间也是非线性关系;二是采用的测量电路的非线性,例如,测量热电阻用四臂电桥,电阻的变化引起电桥失去平衡,出现的输出电压与电阻之间的关系为非线性.对于这类问题的解决,常规模拟仪表采用的非线性补偿方法,都需要增加若干硬件,如用特别的曲线板,利用二极管、各种集成运算放大器构成非线性补偿电路,采用非线性计数的数字化电路和采用连续线性化A/D转换器等.这些硬件补偿,不但成本高、电路复杂.调试困难,而且精度低、通用性差.在智能仪表中,线性化采用软件方法实现,不必增加特殊的硬件结构,其主要优点有:①充分     

自动化仪表名词浅释(一)

检测元件通常也称敏感元件,好比人体的感觉器官。它是指能直接灵敏地反映或检测被测参数值的元件,並将信号转换成适合于测量的形式。例如,常用的温度检测元件是热电偶,它能灵敏地反映要测量的温度并把温度信号转换成适合于测量的热电势。根据不同的检测参数、用途及检测原理,常见的检测元件有光电开关、热电偶、热电阻、电阻应变式、差压式、电容式、差动变压器式、微波式等许多种。     

二线制温度变送器辅助软件的设计

文中介绍了一种适用于热电阻和热电偶二线制温度变送器的辅助软件,该软件利用对实际标准电路的理论分析结果,通过选择传感器类型和测量范围,能方便地确定相关电路参数,实现了在不同测量条件下对变送器电路参数进行迅速调整的功能,并为硬件电路的实现提供有用的参考数据。该软件具有精度高、操作简单、实用性强的特点。     

微型计算机与传感器技术讲座(九)

第十一讲非线性补偿及误差修正在实际工作中,有许多参数是非线性的,如在温度测量中,热电阻及热电偶与温度的关系即为非线性关系。在流量测量中,流经孔板的压差信号与流量之间也是非线性关系。特别在高精度仪表及测量系统中,传感器的分散性、温度漂移、以及滞后等都会带来一定的误差。为此,必须对上述误差进行补偿和校正,以提高测量精度。     

电阻信号,模拟信号的变换电路

A/D转换电路是数字仪表必不可少的组成部分,传感器的电阻信号准确地变换成数字仪表的模拟信号是保证数字仪表精确度的重要第一步。测温的热电阻、应变片的力传感器、可变精密电阻的远传压力表和多圈精密电位器的浮球液位计等都是电阻信号的传感器,其输出的电阻信号和被测参数(温度、压力、液位等)呈现线性关系或非线性关系,需通过不同的变换电路转换为数字仪表的模拟信号。 UQZ型浮球液位计、YTZ型远传压力表和G分度号铜热电阻等,输出的电阻信号和被测参数量程呈线性关系,可采用普通电桥和放大电路,见图1。     

基于Cu50的精确温度测量系统

在基于热电阻的温度测量过程中,由于元器件差异和漂移的影响,会大大降低温度测量准确度;针对这一问题,提出了一种自校正技术的4电阻测量法,通过比较4组测量信号的相对大小来求得被测热电阻的电阻值,进而计算出温度值;该方法的优点是可以抵消测量电路中漂移和元器件差异的影响,从而实现在不同的温度环境下的高精度的温度测量;通过计量炉的实测的数据比较,测量误差小于0.063℃,表明了该方法的有效性和正确性。     

智能仪表非电量测量的线性化方法

1 前言在非电量测量中,通常选用各种类型传感器把不同形式的物理量转换成电量。对于多数传感器而言,其电信号输出与被测物理量之间往往是非线性关系。如铂铑—铂热电偶,在常温下其热电势温度变换系数约为6μV/℃,在高温(1000℃)时则约为12μV/℃。热电阻阻值与温度之间关系式为Rt=R0(1 At Bt~2),式中R0、Rt分别为O℃和t℃时的电阻值,A、B为不同的系数。电容式传感器的电容值与极板之间距离d之间关系为C=εA/(d0—△d),也是非线性的。随着对测量精度的提高,非线性问题已是不可忽略的,     

XTR105电流变送器在温度传感器中的应用

本文介绍的XTR105芯片是用于温度测量传感器中的温度转换电流变送器,可将温度传感器的电阻值随温度的变化量转变成电流的变化量,从而大大减小了电路中的线路电阻所产生的误差,还可以对Pt100型的铂热电阻温度变化进行线性补偿,提高系统中温度测量的准确性。     

脉冲数字量的线性化

在数字显示技术中,由于大多数传感器的输出信号与被测参数之间呈非线性关系。如热电偶的输出电压、热电阻的阻值与被测温度之间就是非线性关系。为保证系统能进行数字显示应具有一定的精度等级,就必须要进行线性化处理。在数字线性化技术中有计算法、数据查表法和插值法。而英国ABBEY电气公司的MKⅢ型温度显示器中采用的是脉冲数字量的线性化技术。其方块图见图1。它的中心部件是脉冲系数乘法器和PROM可编程只读存储器。其原理图见图2。本电路采用的是16进制的脉冲系数乘法器有4条系数M输入端(ABCD)其输出脉冲数R_out与输入脉冲数R_in关系为     

智能型温度巡测仪的研制

开发了一种基于单片机的热电阻、热电偶混用多通道温度巡测装置。介绍了系统结构、信号处理电路和主程序流程。经多个工业生产部门应用表明，性能稳定可靠，各项技术指标达到了设计要求。     

温度-数字转换微机接口电路

<正> 一、概述温度测量分为接触测温和非接触测温两大类。接触测温使用的传感器,主要有铂热电阻,铜热电阻和各种热电偶。因为它们的一致性好、测温范围宽、可靠性高、寿命长,所以现在广泛使用这些传感器进行接触测温。非接触测温使用的传感器有热敏电阻、半导体温度传感器等,虽然它们发展迅速,但因测温范     

基于LXI的热电阻与热电偶信号故障注入器设计

为满足装备试验中的热电阻和热电偶信号自动故障注入的要求,设计了基于LXI的热电阻与热电偶信号故障注入器。通过将故障注入器串接入热电阻和热电偶信号传输线路,模拟多种热电阻和热电偶信号传输过程中的故障类型,实现对被测设备热电阻和热电偶信号的仿真。该故障注入器已应用于多类型装备的测试性验证试验中,具有良好的推广价值和应用前景。     

一种精确的热电偶毫伏-温度转换方法

<正> 在温度测量和控制仪表中,普遍采用热电偶将被测温度转换为电信号。各种热电偶的输出电势和被测温度之间的关系都是非线性的。在常规仪表中,设计了许多校正电路进行非线性校正,以便提高温度测量精度。在用微型计算机构成的智能仪表中,可以采用各种数字线性化技术来提高测量精度。使用较多的方法是分段折线法。热电偶的毫伏-温度转换关系可用图1的曲线I表示。在某一段范围内,可用一段直线     

将热电偶热电势转换成温度的一种新方法

一、引言在温度测量、控制、校验系统中,若采用热电偶作为感温元件,遇到的较麻烦的问题是热电偶产生的热电势与所测温度是非线性函数关系,因此,要将热电势或线性放大后的电信号直接表示成温度,就必需进行非线性校正。常规仪表采用的办法有:①对显示的模拟仪表刻度盘进行非线性分度,从而使显示的温度与刻度盘刻度成线性对应关系(如动圈式温度仪表等);②在放大电路中设计了许多校正网络,即对热电偶的热电势进行非线性放大,使放大后的电压与温度成线性关系(如Ⅱ、Ⅲ型温度变送器和一些数字显示仪表等)。以上两种方法共同的缺点是精度低,虽然目前在工业中得到了广泛的应用,但对于一些特殊场合和应用微电脑的温度仪表就受到很大的限制,因此目前在应用微电脑的智能温度仪表中大多采用以下两种     

多路数据采集系统设计

述了一种典型的温度巡回检测系统。利用热电偶、热电阻作传感器,编程时采用了对分法查表的思想,具有精度高、测量范围等特点。本系统不仅用于工业现场温度的测量,也可作为自控专业的实验仪器。     

热荧光分析仪温度传感器的研究

采用J型热电偶,设计了一种用于热荧光分析仪加热板温度测量的温度传感器。该传感器的设计主要通过对热电偶分度表进行线性回归分析,根据分析结果搭建热电偶测量电路,实现了±0．4℃的温度测量精度。同时,采用PN结法对热电偶的冷端温度变化进行补偿,通过线性回归分析,对补偿电路的输入一输出特性进行近似化处理,将温度补偿精度由±0．5℃提升到了±0．2℃。设计结果表明,该温度传感器精度高,线性度好,能够满足热荧光分析仪的测温要求。     

PROFIBUS-DP总线温度采集装置研究与设计

研究了热电阻、热电偶等温度传感器的多路采集和处理电路,探讨了PROFIBUS-DP总线从站的功能与结构。基于SPC3分别设计了多路热电阻DP总线从站温度采集装置和多路热电偶DP总线从站温度采集装置,并给出了其接口电路硬件设计方案和系统程序软件设计方案。测试证实了2种DP总线温度采集装置的总线通信性能良好,温度采集精度较高。     

QBW型气动温度变送器的故障检查

QBW型气动温度变送器广泛用于石油、化工企业的自控系统中。它是气动单元组合仪表的变送单元。它的主要结构是低电平直流毫伏变送器和电——气转换器。它的输出信号与输入毫伏或欧姆值成线性关系,与所测温度的关系仍跟原有检测元件的温度特性相一致。根据变送器使用条件和敏感元件的不同,其测量桥路可分热电偶式、热电阻式、热电阻温差式和毫伏式四种不同形式,下面以热电偶式为例,简述其常见故障与检查方法。该变送器的正常状态是:不送电时,仪表输出压     

热电阻多路切换温度自动检测

对于热电阻作为传感器的温度检测电路,其ΔR-ΔV变换通常是采用直流非平衡电桥方式提取温度信号的。其主要缺点是不易实现热电阻多路直接切换。通过对桥路的改进,在对切换开关导通电阻及其重复稳定性的要求上已放宽很多,但切换开关仍然必须限制为接通电阻小的继电器,因此存在继电器体积大、耗电大、价格高、速度慢     

水介质下的温度计响应时间仿真与试验研究

反应堆一回路冷却剂温度是核电站的重要监测参数,通常采用热电阻温度计进行测量。响应时间是热电阻温度计的关键技术指标。为获取准确的响应时间数值,对热电阻温度计水介质下响应时间仿真与试验进行了研究。基于反应堆一回路冷却剂的温度变化场景,通过控制变量方法对典型不同测量工况(温度、流速、压力)条件下的热电阻温度计响应时间开展仿真分析。通过仿真分析,研究了不同测量工况对传感器响应时间的影响和变化规律。采用实验室方法验证了热电阻温度计动态响应仿真计算结果的可靠性。该研究可以确保反应堆在发生较大温度瞬态变化时,热电阻温度计能快速、有效响应并及时实现停堆。