雄獅精密電容位移傳感器跟什麽數采搭配比較好?
很多用戶在選定了壹款電容式精密位移傳感器後,還應該關註壹下與之配套的數據采集系統的本底噪聲的水平,它直接決定了精密位移可信初值。為了弄清楚到底什麽樣的數值才是可信初值,我們先來了解壹下信噪比的定義。
信噪比的定義:
根據IEC推薦標準規定,或可參考清華大學出版社 《工程振動試驗分析》1-9 測量儀器的主要性能指標描述,最低可測信號電平與噪聲電平比值的分貝值(信噪比)為
SNR=20lgS/N ≤5dB,
SNR 信噪比
S 最低可測信號電平
N 噪聲電平
根據以上計算,則最低可測信號電平為噪聲信號的1.778倍,即電容位移傳感器的初值信號從0變化到某壹數值高於其本底噪聲所對應的位移值的1.778倍的數值,才被稱為可信初值。
關於底噪聲:
例如,Lion Precision容位移傳感器,型號為CPL192/C8(如下表),其測量範圍是1.25mm,精度為10nm@100Hz,傳感器輸出電壓選擇為0~10V,則10nm對應0.00008V,如需實現此初值精度,則數采的本底噪聲需至少低於0.000045V(45μV),所以,當測量範圍選定,而精度要求越小的情況下,則越需要重視數據采集設備本底噪聲實際水平。
CPL190/290
雖然很多設備資料都會提供噪聲水平參數,例如噪聲譜密度等參數,但實際噪聲的構成是非常復雜的,除上述描述外,實際噪聲還會受到熱噪聲,靈敏度非線性變化等相關參數的影響,所以,電氣設備的實際噪聲壹般使用短接法進行實際測試獲得(此處不再贅述,有興趣的朋友可與我們聯系)。
關於數采設備的選用:
眾所周知,采集設備在采樣率壹定的情況下,測量範圍越大,其本底噪聲越高,而對於電容位移這種精密測量來說,在測量範圍選定情況下,對本底噪聲低的要求顯得更加重要---雙AD采集技術非常完美的解決了這個問題,其特點為在壹個采集通道中同時設置了“大小”兩個AD采集芯片同時工作,大AD芯片的測量範圍為0~10V,另小測量範圍自動縮小20倍,為0~500mV,兩個AD 分辨率均為24bit,當信號進入采集通道後,設備會根據信號幅度進行自適應跟蹤,例如位移信號在初值開始變化時,信號較小,則雙AD數采系統會使用小AD進行捕捉,由於小AD的測量範圍非常小(僅為常用10V量程的1/20),所以本底噪聲的水平就會非常低,筆者采用短接法 實測雙AD采集模塊 SIRIUSi-8xACC 在10KS/s 采樣率下@0.5V量程,本底噪聲峰峰值在20μ V以下(截圖峰峰值為11μV),遠低於市場上單AD數采系統的本底噪聲水平。
另外,很多用戶會使用電平觸發信號將控制與采集時間同步,由於觸發開始信號可能存在路徑延遲,為了不丟失數據,用戶壹般會使用預觸發時間采集,即采集系統識別觸發信號後,會將觸發時刻的前N秒鐘的數據存儲下來。