提高位移傳感器精度的補償方法有哪些

    位移傳感器精度是影響自動化設(shè)備位移測量與位置定位精度的主要因素。機械設(shè)備實際測量誤差包括系統(tǒng)誤差和隨機性誤差，測量次數(shù)越多，誤差值可能呈現(xiàn)出圍繞某一平均值的兩側(cè)做正態(tài)分布。平均值與目標測量值的偏差可反映出自動化設(shè)備系統(tǒng)誤差大小，離散帶寬則反映了自動化設(shè)備隨機性誤差大小。在現(xiàn)場應(yīng)用中，可采取一些必要的措施減小位移傳感器系統(tǒng)誤差，提高設(shè)備的控制精度。

    加強傳感器結(jié)構(gòu)與電路科學設(shè)計、嚴格控制工藝流程、規(guī)范傳感器安裝與使用，可降低位移傳感器系統(tǒng)誤差。也可以采用電氣補償或者軟件補償?shù)姆椒?，減小系統(tǒng)測量過程中的綜合誤差。誤差補償是人為制造一個與測量誤差相等，方向相反的數(shù)據(jù)來修正系統(tǒng)誤差，提高設(shè)備的控制精度。因為系統(tǒng)誤差總是大于隨機誤差，采用補償方法可以取得顯著的效果。

   電氣補償法是在控制系統(tǒng)中設(shè)置相應(yīng)的間隙補償電路和螺距補償電路，達到誤差補償?shù)哪康?。常用的電路補償方法有：模擬電路與數(shù)字電路，如：二極陣列開方器，各種對數(shù)、指數(shù)、三角函數(shù)運算放大器的數(shù)字控制分段校正與非線性A/D轉(zhuǎn)換等。

   軟件補償法是利用計算機運算功能輔助補償消除測量誤差，可以包括螺距累積誤差補償、反向間隙誤差補償以及熱變形誤差補償。還可以根據(jù)定期測量計算的數(shù)據(jù)，補償由于磨損等原因引起的精度誤差。軟件補償法因為靈活性強，補償量可以自由設(shè)定，在工業(yè)自動化測控系統(tǒng)應(yīng)用為廣泛。

   常用的軟件補償方法有計算法與查表法。當傳感器輸出電信號與被測參數(shù)之間有確定的比例關(guān)系（或者公式）時，可采用計算法對自動化系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)進行非線性補償。即在軟件中做好傳感器輸出信號與被測參數(shù)的公式編程，被測參數(shù)經(jīng)過采樣、濾波和信號轉(zhuǎn)換后直接進入計算機程序進行運算，計算出的數(shù)據(jù)即為補償法處理的輸出數(shù)據(jù)。在自動化測控系統(tǒng)，有些參數(shù)的運算則比較繁瑣復(fù)雜，需要涉及指數(shù)、對數(shù)、三角函數(shù)、積分或者微分等高等數(shù)學運算，用匯編語言編寫程序比較復(fù)雜，有些無法建立相應(yīng)的數(shù)學模型。為了解決此類問題，可以用查表法處理。查表法是先把檢測值和被檢測值按已知的公式計算出來，或者用測量法事先測量出結(jié)果，然后按照一定的方法把數(shù)據(jù)排成表格，存入內(nèi)存單元，以后微處理機就可以根據(jù)檢測值大小查出被測結(jié)果。查表法可以完成數(shù)據(jù)補償、計算、轉(zhuǎn)換等功能，程序簡單，執(zhí)行速度快，但是占用內(nèi)存較大。

    傳感器性能通常會隨溫度的變化而變化。為了減小溫漂對傳感器精度的影響，常采取一定的溫度補償技術(shù)。常見的有：自補償方法、并聯(lián)補償方法與反饋式補償方法。自補償技術(shù)是利用傳感器自身零部件的溫度特性抵消環(huán)境溫度對傳感器性能的影響；并聯(lián)補償技術(shù)是在位移傳感器主測量構(gòu)件上并聯(lián)一個溫度補償電路，使傳感器輸出信號不隨溫度變化而變化；反饋式補償技術(shù)則是利用負反饋原理保持傳感器特性不受環(huán)境溫度變化影響。