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称重传感器检测以及测量技术 |
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称重传感器的网络化是传感器领域近些年发展起来的一项新兴技术，它利用 TCP/IP 协议使现场测量数据就近通过网络与网络上有通信能力的节点直接进行通信，实现了数据的实 时发布和共享。由于传感器自动化、智能化水平的提高，多台传感器联网已推广应用，虚拟仪器、三维多媒体等新技术已开始实用化。传感器网络化的目标就是采用标准的网络协议，同时采用模块化结构将称重传感器和网络技术有机地结合起来，实现信息交流和技术维护。
自古以来，检测技术就早已渗透到人类的生产活动和 日常生活的各个方面，如计时产品的质量监控等，在科学技术高速发达的今天，人类已进入瞬息万变的信息时代，人们在从事工业生产和科学实验等活动中，越来越需要对各类信息资源进行有效地开发、获取传输和处理。我们知道，称重传感器是感知、获取检测信息的窗口，如何有效地利用传感器实现各种参数的自动检查和精确测量，则是整个自动控制系统的基础。为了更好地掌握传感器的相关知识，需要对检测技术的基本概念，基本测量方法，检测系统的组成，测量误差及数据处理等方面的理论及工程应用进行学习和研究，只有了解和掌握了这些基本理论，才能更有效地完成检测任务。
检测技术是以研究检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论与技术为主要内容的一门应用技术学科。检测技术主要研究被测量的测量原理、测量方法、检测系统和数据处理等方面的内容。测量原理是指采用什么样的原理去测量被测量。不同性质的被测量要采用不同的原理去测量，测量同一性质的被测量也可采用不同测量原理。测量原理决定后，就要考虑用什 么方法去测量，这就是我们所要研究的测量方法。确定了被测量的测量原理和测量方法后，就要设计或选用装置组成一个自动检测系统。有了已标定过的检测系统，就可以进行实际的检测工作。在实际检测中得到的数据必须进行误差分析和处理，才能得到正确可信的检测结果。
测量是检测技术的重要组成部分，是以确定被测对象量值为目的的一系列操作。测量能够帮助人们获得客观事物定性的认识及定量的信息，寻找并发现客观事物发展的规律。在工业现场，测量更进一步的目的是利用测量所获得的信息来控制某一生产过程，通常这种控制作用是与检测系统紧密相关的。
测量过程实质上是一个比较过程，是一种把物理参数变换成具有意义的数字的过程，也就是说，测量是将被测量与同种性质的标准量进行比较，从而确定被测量对标准量的倍
数。它可由下式表示：
x = nu (1-13)
式中 x —— 被测量值；
u —— 标准量，即测量单位；
n —— 数值(比值)，含有测量误差。
由测量所获得的被测量的量值称为测量结果。测量结果可用一定的数值表示，也可以用一条曲线或某种图形表示。但无论其表现形式如何，测量结果应包括数值和测量单位两部分。更为准确地说，测量结果还应包括误差部分。
测量方法，就是测量时所采取的具体方法。测量方法对检测系统是十分重要的，它直 接关系到检测任务是否能够顺利完成。因此需针对不同的检测目的和具体情况进行分析然后找出切实可行的测量方法，再根据测量方法选择合适的检测技术工具，组成一个完整的检测系统，进行实际测量。对于测量方法，从不同的角度出发，可有不同的分类方法。根据测量手段分类，有：直接测量、间接测量和组合测量；根据测量方式分类，有：偏差式测量、零位式测量和微差式测量；根据测量的精度分类，有：等精度测量和非等精度测量；根据被测量变化情况分类，有：静态测量和动态测量；根据敏感元件是否与被测介质
接触分类，有：接触测量和非接触测量等。
在使用称重传感器进行测量时，对仪表读数不需要经过任何运算，就能直接表示测量所需要的结果，称为直接测量。例如，用磁电式电流表测量电路的电流，用弹簧管式压力表测量锅炉的压力等就是直接测量。直接测量的优点是测量过程简单而迅速，缺点是测量精度不容易做到很高，这种测量方法在工程上被广泛采用。
有的被测量无法或不便于直接测量，这就要求在使用仪表进行测量时，首先对与被测 物理量有确定函数关系的几个量进行测量，然后将测量值代入函数关系式，经过计算得到所需的结果，这种方法称为间接测量。例如，要测量某长方体的密度 ρ ，其单位为 kg / m3 ，显然无法直接获得具有这种单位的量值，但是可以先测出长方体的长、宽和高，即a 、b 、c (单位为 m )及其质量 m (单位为 kg )，然后求得密度：
间接测量比直接测量所需要测量的量要多，而且计算过程复杂，引起误差的因素也较多，但如果对误差进行分析并选择和确定优化的测量方法，在比较理想的条件下进行间接测量，测量结果的精度不一定低，有时还可得到较高的测量精度。间接测量一般用于不方便直接测量或者缺乏直接测量手段的场合。
在应用称重传感器进行测量时，若被测物理量必须经过求解联立方程组，才能得到最后结果则称这样的测量为组合测量。在进行组合测量时，一般需要改变测试条件，才能获得一组联立方程所需要的数据。
组合测量是一种特殊的精密测量方法，操作手续较复杂，花费时间很长，一般适用于科学实验或特殊场合。
用仪表指针的位移(即偏差)决定被测量的量值，这种测量方法称为偏差式测量。应用偏差式测量时，仪表刻度事先用标准器具标定。在测量时，输入被测量，按照仪表指针标识在标尺上的示值，决定被测量的数值。这种方法测量过程比较简单、迅速，但测量结果精度较低。
零位式测量是用指零仪表的零位指示检测测量系统的平衡状态，在测量系统平衡时用已知的标准量决定被测量的量值的测量方法。应用这种测量方法进行测量时，已知标准量直接与被测量直接相比较，已知量应连续可调，指零仪表指零时，被测量与已知标准量相等。例如天平、电位差计等。零位式测量的优点是可以获得比较高的测量精度，但测量过程比较复杂，测量时要进行平衡操作，耗时较长，不适用于测量快速变化的信号。
微差式测量是综合了偏差式测量与零位式测量的优点而提出的一种测量方法。它将被测量与已知的标准量相比较，取得差值后，再用偏差法测得此差值。故这种方法的优点是反应快，而且测量精度高，特别适用于在线控制参数的测量。
在整个测量过程中，若影响和决定测量精度的全部因素(条件)始终保持不变，如由同一个测量者，用同一台称重传感器，用同样的方法，在同样的环境条件下，对同一被测量进行多次重复测量，称为等精度测量。在实际中，很难做到这些因素(条件)全部始终保持不变，所以一般情况下只是近似地认为是等精度测量。用不同精度的仪表或不同的测量方法，或在环境条件相差很大的情况下对同一被测量进行多次重复测量称为非等精度测量。
被测量在测量过程中认为是固定不变的，这种测量称为静态测量。静态测量不需要考 虑时间因素对测量的影响。若被测量在测量过程中是随时间不断变化的，这种测量称为动态测量。
科学技术的发展与检测技术的发展是密切相关的，现代化的称重传感器检测手段所具有的可能性在很大程度上决定了科学技术的发展水平。检测技术达到的水平越高，则科学技术的水平也就越高。另一方面，科学技术的进步又为检测技术提供了新的发展方向和有力保证。在实际测量过程中，一定要从测量任务的具体情况出发，经过认真的分析后，再决定选用哪种测量方法。更多的称重传感器型号以及技术尽在现代豪方称重传感器基地！
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