聯(lián)名同款歐美工業(yè)品IPR 15030054

產(chǎn)品型號(hào)： Hachen2079310A

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簡(jiǎn)要描述：聯(lián)名同款歐美工業(yè)品IPR 15030054
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應(yīng)用示例

在機(jī)床上必須保證加工工件持續(xù)不變的高表面質(zhì)量。為此需要持續(xù)監(jiān)控冷卻潤(rùn)滑劑輸送管道的系統(tǒng)壓力。利用壓力傳感器能可靠地檢測(cè)壓力，當(dāng)偏離規(guī)定的壓力范圍時(shí)在幾毫秒內(nèi)關(guān)閉機(jī)床。

在很多儲(chǔ)罐和鍋爐中必須連續(xù)測(cè)量液體的液位高度。因此將使用超聲波傳感器，它能夠無(wú)關(guān)介質(zhì)的顏色、透明度和表面特性進(jìn)行測(cè)量。它們能探測(cè)幾乎所有 (也包括隔音) 材料及液體、顆粒和粉末構(gòu)成的對(duì)象。

傳感器技術(shù)

壓力傳感器可量應(yīng)用于過(guò)程和工廠自動(dòng)化中，也可以應(yīng)用于儲(chǔ)罐以及分配器系統(tǒng)中的壓力控制。冷卻潤(rùn)滑劑、液壓油和氣動(dòng)系統(tǒng)等過(guò)程介質(zhì)的監(jiān)控對(duì)生產(chǎn)工藝有重要影響。

采用不同工作原理的傳感器適合用于測(cè)量液位

■ 超聲波傳感器從上方進(jìn)入儲(chǔ)罐，它們不接觸介質(zhì)。

■ 電容式傳感器從上方進(jìn)入儲(chǔ)罐，它們接觸介質(zhì)。

■ 磁致伸縮式傳感器可以從上方或下方進(jìn)入儲(chǔ)罐。它的位置傳感器 接觸介質(zhì)干井校準(zhǔn)器作為溫度標(biāo)準(zhǔn)，被許多校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室和各種工業(yè)域廣泛使用。，干井校準(zhǔn)器的軸向溫度均勻性一般不如(往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如)液體恒溫槽。垂直溫度梯度對(duì)校準(zhǔn)的影響到底有多?為什么應(yīng)該考慮使用計(jì)量爐來(lái)替代干井和液槽?

1、軸向溫度均勻性及其對(duì)校準(zhǔn)誤差的影響

干井部和底部的散熱速率不同于中間。這是因?yàn)榕c相比，底部隔熱更好，不受環(huán)境效應(yīng)的影響。所以在干井內(nèi)就存在垂直方向的溫度梯度。在干井的設(shè)計(jì)中，盡量在插塊的長(zhǎng)度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)熱量分布，來(lái)補(bǔ)償這種梯度。然而，由于軸向溫度均勻性在不同溫度下有所變化，所需的熱量分布時(shí)刻在變化，所以實(shí)現(xiàn)以上目的非常困難。

干井中溫度計(jì)的讀數(shù)是干井插塊中傳感器范圍內(nèi)檢測(cè)到的溫度平均值。PRT傳感器的具有不同的長(zhǎng)度，并且在其護(hù)套中的位置也略有不同。將不同類型的傳感器(例如將較短的高靈敏度熱電偶或熱敏電阻與較長(zhǎng)的PRT傳感器)進(jìn)行比對(duì)，會(huì)發(fā)生明顯的軸向位置差異，使得比較結(jié)果受軸向梯度的影響比較。因此，干井式校準(zhǔn)器的軸向溫度不均勻性對(duì)校準(zhǔn)誤差具有顯著的影響。

▲ 圖2 660 °C下使用不同PRT時(shí)的軸向溫度均勻性

▲ 圖3 計(jì)量爐在不同溫度下的軸向溫度均勻性

▲ 圖4 PRT比對(duì)校準(zhǔn)，元件長(zhǎng)度*相同，660 °C，干井

▲ 圖5 PRT元件長(zhǎng)度不同時(shí)在660 °C下的比對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果

2、計(jì)量爐有何不同?

為了降低校準(zhǔn)誤差以及提高現(xiàn)場(chǎng)可用校準(zhǔn)器的性能，福祿克計(jì)量校準(zhǔn)部開發(fā)了一種具有雙區(qū)控制的校準(zhǔn)器，稱為“計(jì)量爐”。計(jì)量爐采用了多種新技術(shù)，與干井相比，總體性能幅提高。的改進(jìn)是每個(gè)計(jì)量爐的整個(gè)溫度量程內(nèi)具有優(yōu)異的軸向溫度均勻性。這一改進(jìn)得益于能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)部區(qū)域溫度的技術(shù)，在任何溫度設(shè)置下都能程度減小兩個(gè)溫區(qū)之間的溫差。

3、計(jì)量爐與干井式校準(zhǔn)器的軸向均勻性比較

實(shí)驗(yàn)表明，使用同一干井、在相同溫度下、使用兩支不同傳感器尺寸的PRT時(shí)，測(cè)量結(jié)果變化明顯。圖2所示為典型干井較差的軸向均勻性。從圖中可以看出，測(cè)量均勻性的溫度計(jì)的檢測(cè)元件短，均勻性表現(xiàn)差，因?yàn)槊總€(gè)元件都是對(duì)其長(zhǎng)度范圍內(nèi)檢測(cè)到的溫度進(jìn)行平均。從圖2和圖3可以看出，計(jì)量爐的性能具有明顯不同在90年代，人們從事計(jì)量學(xué)工作的方式是，通過(guò)仔細(xì)的工作建立基本單位，如歐姆、伏特、法拉等，然后再用定標(biāo)實(shí)驗(yàn)來(lái)擴(kuò)展其應(yīng)用范圍。定標(biāo)就是給量建立一個(gè)標(biāo)尺，其內(nèi)容是建立基本單位的精已知的倍數(shù)。在電學(xué)計(jì)量中，常用的定標(biāo)技術(shù)是比率。比率就是從某一等的一個(gè)量，按比例求出同一個(gè)量另一個(gè)等的數(shù)值。

由于沒(méi)有國(guó)家的比率標(biāo)準(zhǔn)作為依據(jù)來(lái)校準(zhǔn)其它的比率標(biāo)準(zhǔn)，所以對(duì)比率裝置的評(píng)定是一種獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)。比率實(shí)驗(yàn)必須周密地設(shè)計(jì)和實(shí)施，以便考慮到實(shí)驗(yàn)中所有重要的誤差來(lái)源。作為量的一個(gè)值和另一個(gè)值之間關(guān)系的表達(dá)式，比率是無(wú)量綱的。

人們一直有一種傾向，認(rèn)為比率裝置不需要校準(zhǔn)，對(duì)它沒(méi)有溯源性的要求。這是不對(duì)的，因?yàn)橐軌驕?zhǔn)地、精密地實(shí)現(xiàn)某一個(gè)量的某一給定的比率，需要適當(dāng)?shù)脑O(shè)備、環(huán)境和技術(shù)。所以，謹(jǐn)慎的計(jì)量學(xué)家會(huì)通過(guò)對(duì)比率裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，或者與別的比率裝置校準(zhǔn)過(guò)的其它設(shè)備進(jìn)行比較，來(lái)校驗(yàn)比率的準(zhǔn)度。

非比率定標(biāo)技術(shù)

用非比率實(shí)驗(yàn)建立基本量的倍數(shù)的經(jīng)典例子，是如圖9-1所示的用來(lái)得到標(biāo)準(zhǔn)千克的倍數(shù)和分?jǐn)?shù)的比較實(shí)驗(yàn)。

▲ 圖9-1 定標(biāo)和比率

串聯(lián)電池

電學(xué)計(jì)量中的一個(gè)例子是，使用幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電池串聯(lián)起來(lái)，以建立一個(gè)等于標(biāo)準(zhǔn)電池平均電壓n倍的電壓。然后，使用開爾文-瓦利分壓器(福祿克公司的720A)，用這個(gè)已知電壓來(lái)對(duì)另一個(gè)10V電平的電壓進(jìn)行標(biāo)定(stand-ardize)1827年，歐姆在研究電流的工作中發(fā)現(xiàn)了用他的名字命名的歐姆定律，為所有現(xiàn)代模擬電路理論和電學(xué)測(cè)量奠定了基礎(chǔ)。1863年，英國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)(British Association)的一個(gè)委員會(huì)定歐姆的數(shù)值為一段規(guī)定的銅線的電阻，并稱為英制歐姆或B·A·歐姆(British Association Ohm)。1884年，在巴黎舉行的國(guó)際電氣技師會(huì)(International Congress 0f Electricians)采用所謂的法定歐姆(1egal Ohm)作為對(duì)B·A·歐姆的修正，并將其定義為在0℃的溫度下，截面積為1mm2、高106 cm的汞柱的電阻。這個(gè)定義后來(lái)修改為“質(zhì)量為 g，高為106.3 cm、截面積恒定的汞柱對(duì)于不變的電流所產(chǎn)生的電阻”。

早期的電學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同金屬的導(dǎo)電率是不同的，并且注意到導(dǎo)體的電阻正比于其導(dǎo)電通路的長(zhǎng)度，反比于導(dǎo)體橫截面的面積。由于易于獲得，所以早期電學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用的電阻器常常是用鐵絲作成的。隨著這些實(shí)驗(yàn)工作變得更加精細(xì)，這種電阻器的缺點(diǎn)，如溫度系數(shù)高等就變得很明顯了。

在研究了其它各種可用的金屬材料的特性，并發(fā)現(xiàn)其不適于制作電阻器以后，人們的注意力轉(zhuǎn)向了各種合金材料。1884年，愛(ài)德華·惠斯登(Edward Weston)發(fā)現(xiàn)了兩種合金，現(xiàn)在稱為康銅和錳銅。它們具有低的電阻溫度系數(shù)和比較高的電阻值等很好的特性。然而，人們發(fā)現(xiàn)康銅這種含有55%的銅和45%的鎳的合金，由于在和銅相連接時(shí)具有比較高的熱電動(dòng)勢(shì)，不適合用來(lái)制作在儀器中使用的電阻器。而相反，錳銅(含有84%的銅、12%的鎂、4%的鎳)對(duì)銅具有很低的熱電動(dòng)勢(shì)，約2μV/℃。這種材料過(guò)去曾經(jīng)、而且現(xiàn)在仍然廣泛用于制作儀器和標(biāo)準(zhǔn)電阻器。

此后，人們又開發(fā)了各種其它的臺(tái)金，進(jìn)一步改善了其溫度系數(shù)的特性。其中之一，埃弗諾姆鎳鉻合金(Evahm)就用來(lái)制造今天的校準(zhǔn)儀器中使用的多數(shù)精密線繞電阻器。依據(jù)制作工藝的不同，錳銅和埃弗諾姆鎳鉻合金在25℃到50℃的溫度范圍內(nèi)的某一溫度下有個(gè)零溫度系數(shù)點(diǎn)，但是埃弗諾姆鎳鉻合金的溫度系數(shù)曲線要平坦得多。使用特殊的拉絲和退火工藝，可以進(jìn)一步改善溫度系數(shù)，使得電阻絲的特性適合特定應(yīng)用的要求。埃弗諾姆鎳鉻合金每密耳園-英尺(circular mil-foot)(CMF)的電阻值為800 ?，錳銅每密耳園-英尺的電阻值為280?。

NlST保存歐姆的方法

由于準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)歐姆很困難，所以各個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(如NIST)在歷都選擇了用實(shí)物(artifact)來(lái)定義法定的國(guó)家歐姆的方法。在美國(guó)，從1901年到1990年，電阻的法定單位都是由特定的一組錳銅絲的精密線繞電阻器的平均電阻值保存在1?的水平的。這組電阻中每個(gè)電阻器的標(biāo)稱值均為1?。這組電阻中電阻器的數(shù)目曾經(jīng)在5到17個(gè)之間變化，但是這組電阻器的平均電阻值則認(rèn)為是保持恒定的。近進(jìn)行的歐姆測(cè)定表明，該平均電阻值并不是恒定的，但卻一直是相當(dāng)穩(wěn)定的。除去1948年進(jìn)行的一次調(diào)整以外，NIST保存的歐姆的變化量一直小于10ppm。

當(dāng)1901年美國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(NBS，現(xiàn)在的NIST)成立的時(shí)候，美國(guó)的電阻法定單位是基于汞歐姆的。在當(dāng)時(shí)，汞歐姆的精密測(cè)量是在德國(guó)的物理技術(shù)研究院(PTR，現(xiàn)在的PTB)和英國(guó)的國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室(NPL)進(jìn)行的。因此，初的1?電阻標(biāo)準(zhǔn)是由柏林的奧托·沃夫(Otto Wolff)公司制造的一組Reichsanstalt型的電阻器。在NBS進(jìn)行的測(cè)量表明，這些電阻器的阻值隨著氣的濕度而變化。1909年改為使用由Rosa開發(fā)的密封電阻器。

1909年到1930年，NBS保存的歐姆是由一組10個(gè)Rosa型電阻器的平均值構(gòu)成的。多年來(lái)人們發(fā)現(xiàn)Rosa型電阻器也有漂移。托馬斯(Thomas)在他的研究工作中提出了一種新的電阻器設(shè)計(jì)方法，提高了穩(wěn)定性。該設(shè)計(jì)的主要革新之點(diǎn)在于，先對(duì)電阻絲進(jìn)行充分的退火，然后再把電阻密封于兩個(gè)同軸的黃銅圓筒之間的干燥空氣里。剛剛制成的托馬斯型電阻器比經(jīng)過(guò)老化之后的Rosa型電阻器還要穩(wěn)定。1930年，開始在一參考標(biāo)準(zhǔn)電阻組中引入托馬斯型電阻器。1932年Rosa型電阻器由電阻組中撤出，并由托馬斯型電阻器代替。1932年對(duì)初的托馬斯型電阻器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)，通過(guò)增加冷卻表面的面積和增加電阻絲的直徑減小了電阻器的功率系數(shù)。直到1990年1月之前，NIST一直用一組5個(gè)1933年制造的托馬斯型電阻器來(lái)保存歐姆。

在1901年，根據(jù)105號(hào)公法(pubic law)的規(guī)定，法定歐姆是以汞歐姆為基礎(chǔ)的。當(dāng)時(shí)NBS的1?標(biāo)準(zhǔn)電阻器是汞歐姆的接近的實(shí)現(xiàn)，并且和PTR及NPL保存的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。直到1911年，NBS的汞歐姆測(cè)定工作才完成。1914年在NPL及1920年在PTR所作的電阻實(shí)驗(yàn)表明，該歐姆比國(guó)際歐姆小了約500ppm。在1936年到1939年期間，由NBS、NPL、PTR、LCE(法國(guó)的機(jī)構(gòu)，即現(xiàn)在的LCIE)和ETL(日本的機(jī)構(gòu))所作的進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這個(gè)發(fā)現(xiàn)。一個(gè)國(guó)際委員會(huì)建議放棄汞歐姆，采用歐姆作為基本單位，并且從1940年1月1日起生效。由于第二次戰(zhàn)，這項(xiàng)變更一直拖延到1948年1月1日才實(shí)現(xiàn)。

為了和國(guó)際歐姆的約定值一致，1948年1月1日，NBS的電阻標(biāo)準(zhǔn)增加了495ppm。這是從1901年NBS成立以來(lái)對(duì)歐姆的次調(diào)整。在1990年的第二次調(diào)整中，對(duì)歐姆的數(shù)值和漂移率都進(jìn)行了調(diào)整，使之和國(guó)際約定值一致。

早期按照歐姆進(jìn)行的電阻測(cè)量是通過(guò)把電阻器的電阻值和一個(gè)互感器的阻抗相比較來(lái)進(jìn)行的。電感器的阻抗可以通過(guò)實(shí)際測(cè)量電感器的尺寸及所加電流的頻率準(zhǔn)地計(jì)算出來(lái)。使用這種方法，NBS能夠定歐姆的值，并達(dá)到5ppm的估計(jì)準(zhǔn)度。導(dǎo)出歐姆的另一種方法—用與容抗相比較來(lái)代替與感抗相比較—應(yīng)歸功于1956年計(jì)算電容器的發(fā)展和變壓器比較器電橋的發(fā)展。使用這種方法，能夠?qū)⒑苄〉碾娙萜骱蛿?shù)值比它100 000 000倍的電容器進(jìn)行比率比較，而察覺(jué)不到測(cè)量結(jié)果的不定度有所增加。

之前已經(jīng)談到，自從1990年1月起，NIST的歐姆的實(shí)現(xiàn)已經(jīng)以量子霍耳效應(yīng)為基礎(chǔ)。

電阻標(biāo)準(zhǔn)表

現(xiàn)在已經(jīng)有多種電阻標(biāo)準(zhǔn)可以用來(lái)保存和傳播歐姆。表8—1根據(jù)在溯源性鏈中的地位，按照一標(biāo)準(zhǔn)、二標(biāo)準(zhǔn)或工作標(biāo)準(zhǔn)的下降次序，列出并簡(jiǎn)單地介紹了幾種直流電阻標(biāo)準(zhǔn)。雷尼紹ATOM™微型光柵現(xiàn)可配備全新的ACi PCB接口，該接口采用PCB封裝型式，易于安裝，因此為空間受限的應(yīng)用提供了更高的設(shè)計(jì)靈活性。

ACi接口是2014年隨ATOM一起推出的，該接口是一系列開放的高性能微型細(xì)分子系統(tǒng)。與ATOM讀數(shù)頭配合使用時(shí)，ACi接口提供的數(shù)字信號(hào)經(jīng)細(xì)分后分辨率可達(dá)10nm(20 µm柵距系統(tǒng))，工作速度可達(dá)13 m/s(40 MHz計(jì)數(shù)器頻率，40 µm柵距系統(tǒng))。

ACi PCB集成了雷尼紹現(xiàn)有的業(yè)細(xì)分技術(shù)，并采用易于安裝的PCB封裝形式。該接口具備與標(biāo)準(zhǔn)ACi接口一樣的細(xì)分性能，但配有板對(duì)板連接器，可直接連接或安裝到PCB上，因此無(wú)需再使用電纜連接器。這使得讀數(shù)頭可以遠(yuǎn)離細(xì)分盒，從而提高設(shè)計(jì)靈活性。

例如，一個(gè)ATOM讀數(shù)頭可連接一個(gè)PCB，而該P(yáng)CB又可與安裝有ACi接口的另一獨(dú)立PCB相連接。ACiPCB接口兼容所有ATOM光柵，適合空間受限的各種應(yīng)用。適合使用這種新接口的潛在高應(yīng)用包括運(yùn)動(dòng)控制、醫(yī)療和后半導(dǎo)體行業(yè)等。

關(guān)于ATOM

ATOM光柵系統(tǒng)擁有的計(jì)量性能，它具有的精度、超低的電子細(xì)分誤差 (SDE)、極低的抖動(dòng)、*的信號(hào)穩(wěn)定性和長(zhǎng)期可靠性等優(yōu)點(diǎn)。ATOM在與雷尼紹的細(xì)分電子元件結(jié)合使用時(shí)，可提供高達(dá)20m/s的模擬速度和1 nm的數(shù)字分辨率。ATOM提供一系列不銹鋼型和玻璃型直線柵尺和碼盤。ATOM超小型讀數(shù)頭適合多種應(yīng)用，包括激光掃描、精密微型平臺(tái)、半導(dǎo)體、醫(yī)療應(yīng)用、DDR電機(jī)、顯微鏡和科研域。此外，ATOM的柔性印刷電路型號(hào)的尺寸僅為 x 12.7 mm x 20.5 mm，是各種空間有限的運(yùn)動(dòng)控制、檢測(cè)和測(cè)量應(yīng)用的理想選擇。ATOM具有CE認(rèn)證，由雷尼紹嚴(yán)格按照ISO9001:2008質(zhì)量控制認(rèn)證體系制造。與所有雷尼紹光柵一樣，ATOM也由一個(gè)團(tuán)隊(duì)支持，提供真正快捷的化服務(wù)。CAL是指系統(tǒng)校準(zhǔn)程序，是完成讀數(shù)頭設(shè)定必須執(zhí)行的操作，可優(yōu)化增量和參考零位信號(hào)。校準(zhǔn)設(shè)置存儲(chǔ)在本地內(nèi)存中，因此在開啟設(shè)備之后可立即獲得性能。不同的接口有不同的校準(zhǔn)程序。