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高精度傳感器在制造中還需要一系列的補償用來改善傳感器的技術參數,主要是靈敏度溫度補償、靈敏度補償、零點平衡補償、零點溫度補償。下面主要介紹各種補償的方法及補償電阻器的選用:靈敏度溫度補償(亦稱彈性模量補償):通常采用固定式(或組合式)補償電阻器。當傳感器所處環境的溫度發生變化時,傳感器彈性的彈性模量和應變計的靈敏系數隨之改變,傳感器的靈敏度也因此發生相應的變化,從而產生測量誤差。為此,高精度傳感器對這種誤差進行補償。具體方法是:在供橋回路中串入補償電阻器,利用其電阻隨溫度變化且方向正好與傳感器靈敏度的變化相反的特征,來抵消溫度變化引起的傳感器靈敏度的漂移,從而達到補償的目的。補償電阻大小可通過公式:計算得到。其中Rm為補償電阻器電阻值;S1、S2分別為溫度T1、T2時的傳感器靈敏度;Rin為溫度T1時橋路輸入電阻;ac為補償電阻器的電阻溫度系數。靈敏度補償:可采用電阻溫度系數較小的絲材。由于彈性元件材料、加工尺寸以及應變計靈敏系數存在差異,傳感器的靈敏度分散(<1%)迭加,傳感器的靈敏度往往比較大。為了提高傳感器互換性,在傳感器制造中,一般有意將其靈敏度設計稍高于標準值,然后在加工中根據實測結果再把它調整為標準值。具體方法是:在供橋回路中串入電阻溫度系數較小的補償電阻器,使傳感器的實際供橋電壓降低,從而降低傳感器的靈敏度。補償電阻器的阻值大小可通過公式:Rc=(S1-S0)/S0*R計算得到。其中Rc為補償電阻器電阻值;S1、S2分別為串入Rc前實測靈敏度和調整后要求的標準靈敏度;R為橋路的輸入阻值。零點平衡補償:通常采用在橋路中某一橋臂上串聯一電阻溫度系數較小的補償電阻的方法,使傳感器的應變計橋路在空載時輸出近似為零,以減少測量誤差和便于測量儀表調零。通常采用結構為摩擦式、切割式或短接式的補償電阻器,它們均可以靈活方便地調整橋路的零點。摩擦式補償電阻器可采用調阻研磨粉對箔柵進行打磨調整電阻值;切割式補償電阻器可通過切割連接柵的方法調整電阻值;短接式補償電阻器則采用短接連接柵的方法調整電阻值。例如,我們設定應變計R1、R3感受亞向應變(負應變)、應變計R2、R4感受拉向應變(正應變)。如果零點輸出為正,那么,應該向ab端電阻增大(即通過打磨的方式將其電阻值增大),同時檢測零位輸出,直到零位輸出達到零為止;如果零點輸出為負,那么,應該將ac端電阻增大(即通過打磨的方式將其電阻值增大),同時檢測零位輸出,直到零位輸出達到零為止。零點溫度補償:通常采用在橋路某一橋臂中串聯一電阻溫度系數較大的純銅絲、鎳絲漆包線的方法來減少溫度對零點輸出的影響。傳感器空載輸出基本為零,當傳感器的溫度變化時,一方面彈性元件、粘結劑、應變計都有不同程度的熱脹冷所縮,引起應變計電阻變化;另一方面敏感柵材料的電阻溫度系數也會引起應變計電阻變化。這些均會影響到傳感器的零點輸出,即使采用溫度自補償應變計和全橋接法,由于應變計溫度性能分散等原因,溫度變化時輸出零位多少有些變化,所以要對其進行補償。具有做法是:先對傳感器進行溫度試驗,得出補償電阻-零點溫度漂移的規律后,按照各個傳感器的溫度零點漂移值對應的電阻,調整相應橋臂補償電阻器的阻值。補償電阻器的阻值可通過公式:計算得到。其中Rt為補償電阻器電阻值;R為橋臂電阻值;Uin為供橋電壓;ac為補償電阻器的電阻溫度系數;U1、U2分別為溫度T1、T2時的零點輸出電壓。零點溫度補償通常采用補償絲或結構為摩擦式、切割柵式及短接式的補償電阻器。零點溫度補償原理基本和零點平衡補償相似,只不過需要在模擬溫度場下完成。舉例說明,我們設定應變計R1、R3感受亞向應變(負應變)、應變計R2、R4感受拉向應變(正應變)。如果零點輸出(以正溫為例,正溫下的零點輸出與常溫零點輸出差值即為零點溫度輸出)為正,那么,應該將fg端電阻增大到計算的阻值(即通過打磨的方式將其電阻值增大),然后檢測溫度零位輸出再進行調整,直到零位輸出與初始零點一致為止;如果零點輸出為負,那么,應該將ef端電阻增大(即通過打磨的方式將其電阻值增大),然后檢測溫度零位輸出再進行調整,直到零位輸出與初始零點一致為止。
放到測量井記下值后算出的效率乘上倍就得I的效率,其效率一般應大于%。若不到%,首先微調高壓到計數大值,如仍達不到,則應對儀器作檢查;要防止探頭部分的NaI晶體碰壞,晶體受潮后會發黃使效率下降。液體閃爍計數器基本結構和應用液體閃爍計數器是醫學研究中常用的一種放射性測定儀器,多用于蛋白質如細胞因子激素等)對細胞增殖分化的影響或分泌表達蛋白質能力的研究。由于它是將樣品混入閃爍體溶液內的,不存在樣品中的射線自吸收,并可進行π立體角的測量,成為等低能β射線及α射線的適宜的輻射探測裝置。
液體閃爍計數器的基本結構液體閃爍計數器的結構和性能不斷發展,目前多采用雙管快符合對稱系統多獨立道分析,與微機聯用,實現了高度的自動化。基本電子線路液體閃爍計數器的電路圖主要由雙管快符合相加電路線性門電路及多道脈沖幅度分析器等組成。自動換樣器自動換樣器的使用不僅節省時間,還可使樣品有足夠的暗適應和溫度平衡時間。樣品傳送機構類型較多,一般使用繼電器控制的傳送帶升降機 等。為了做到可靠的光密封,測量位置通道口設有快門迷宮和轉輪等。
有的自動換樣控制器還具備一定的識別功能,適應多用戶需要。微機操作系統多數儀器都可用微機進行工作條件選定各種參數的校正讀取數據等操作。由于多采用鍵盤操作,并伴有顯示屏指令提示,操作容易掌握。液體閃爍計數器的使用樣品-閃爍液反應體系建立樣品和閃爍液按一定比例裝入測量瓶,向光電倍增管提供光信號。猝滅樣品氧氣水及色素物質等加入閃爍體中,會使閃爍體的熒光效率降低,出射熒光光譜改變,從而使整個測量裝置的測量效率降低的過程稱為猝滅。
為減小猝滅,可在閃爍液中通氮氣或氬氣驅氧;將樣品pH值調至左右,避免酸的猝滅作用;對卟啉血紅蛋白等著色樣品進行脫色處理等。計數效率測定液體閃爍計數器通常用于放射性的相對測量,即通過樣品的計數率與標準樣品的計數率的比較來測定樣品。由于標準樣品與待測樣品的猝滅情況不同,就需要對猝滅進行必要的校正來求出每個具體樣品相對于標準樣品的實際計數效率。常用的校正法有內源法,外源法和道比法等。目前廣泛使用的是外部標準源校正法。
頻譜分析儀的檔次不僅僅取決于工作頻率范圍,信號顯示的品質高低更關系到分辨率帶寬頻率掃寬動態范圍掃描速度平均噪聲電平相位噪聲幅度精度等指標。分辨率帶寬與頻譜儀對信號的解析能力有關,對于一些窄帶信號,使用高分辨率更容易展現信號的特征。通常,的頻譜儀分辨率基本可以做到Hz水平,中檔產品在Hz~kHz水平。高動態的頻譜儀有利于信號的顯示,并可以減小信號的失真,特別適合大小信號并存的情況。頻譜儀的掃描速度與儀器硬件處理性能有關,掃描速度關系到信號顯示的實時性。
絕大部分的頻譜儀都屬于掃頻型構架,高掃描速度帶來高刷新率,這對于捕捉偶發的信號更為有利。高速掃描處理能力使得用戶有機會設置使用更大的掃描帶寬和更精細的分辨率,同時頻譜圖刷新不至于太慢。對于需要檢測微小信號的應用,就需要低噪聲的頻譜儀,這對儀器的放大器電路和頻率合成器以及基準都提出了很高的要求。對于很多小信號的測量,并不是只需加個放大器那么簡單。作為附加和擴展功能,硬件上主要有跟蹤發生器前置放大器中頻輸出通信端口。
跟蹤發生器主要是用來配合頻譜儀顯示兩端口網絡的頻幅特性,前置放大器主要用來顯示微小信號,多用在EMC/EMI中。在軟件上,主要是授權一些功能的開放和附加測量功能的軟件。此外,頻譜分析儀還有一個。通常,信號分析儀與頻譜儀同宗同源,但具有更高的參數指標,更適合測量特定的復雜信號。在同等級技術水平下,臺式頻譜儀的性能無疑是好的。目前高性能的頻譜儀和信號分析儀體積和重量雖有改善,但都還是很大,其提供的性能主要適合對復雜和瞬時信號進行精密分析和對新型數字信號進行測量。
便攜式頻譜儀一般可以視為通用頻譜儀,提供主流的性能,適合常規傳統應用。手持式頻譜儀提供尚可的性能,適合現場的快速檢測和高移動性要求。測量發射機的發射頻譜和帶外輻射是頻譜儀在業余電臺中的典型應用之一。理想的發射機發出的射頻信號應該僅為工作頻率的信號,但實際上,由于電子電路的一些特性,發射機在輸出主射頻信號的同時還會輸出一些諧波,典型的情況就是會在工作頻率的整數倍頻上出現諧波發射。例如,一部工作在發射的電臺,多多少少會在倍頻倍頻z等倍數頻率上發射。
有興趣的愛好者可以做一個簡單的試驗,用一部對講機在上發射,同時在很近的距離用另一部對講機在頻率上接收正好是m波段對講機工作頻率的倍,一定會聽到對講機發出的聲音,這就說明存在倍頻諧波發射。諧波的發射如果不加以控制,會無意中干擾其他的通信和電子設備工作,所以發射機在功率放大器的后級都設有低通濾波器,以盡量抑制高次諧波的輸出。對無線電設備的帶外發射有嚴格的規定,雜波散射也是無線電管理局對發射機強檢的必然項目。
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