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產(chǎn)品型號: NILOS 6028AV
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更新時間:2024-05-19
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聯(lián)名同款歐美工業(yè)品optris ACCTMG
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雷尼紹高性能增量式光柵系列包含直流光源伺服,這是一種控制回路,可通過控制光柵光源的驅(qū)動電流,保射入光電探測器中的反射光均勻一致。直流伺服能有效消除溫度變化、某些柵尺污染、柵尺反射率變化和IRED老化帶來的影響。
AGC(自動增益控制)系統(tǒng)是一種控制回路,用于測量增量式光柵信號的交流分量,調(diào)整直流光源伺服目標(biāo)。該系統(tǒng)可用于補(bǔ)償影響讀數(shù)頭交流性能的因素,例如柵尺上的油脂/指紋。它可用于成功維持1 Vpp的連續(xù)輸出信號幅值??筛鶕?jù)需要切換AGC功能。
在所有情況下,均可通過優(yōu)化光柵系統(tǒng)安裝,獲得性能,即系統(tǒng)的動態(tài)范圍。
一和二標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室都保存著電阻的工作標(biāo)準(zhǔn),用來校準(zhǔn)分流器、電橋、分壓器及其它電阻設(shè)備和電阻測量儀器。工作標(biāo)準(zhǔn)的溯源性通過周期性地和實(shí)驗(yàn)室的一電阻標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較來保持。
之前介紹的各種類型的單值標(biāo)準(zhǔn)電阻器的現(xiàn)有商品都是按十進(jìn)制序列取值的,其數(shù)值范圍從0 .000 01?到100 M?。由于提高穩(wěn)定性、降低電阻的功率系數(shù)、降低與銅導(dǎo)體連接時的熱電動勢等方面的要求,多年來這些標(biāo)準(zhǔn)電阻的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不斷進(jìn)步。
本地標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室通常具有若干組這種電阻器,并將它們保存在攪拌油槽中,以便使電阻器保持在標(biāo)準(zhǔn)溫度之下。實(shí)驗(yàn)室對這些電阻器的數(shù)值互相進(jìn)行比較,并將其與NIST可溯源的運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)或本地的QHE裝置進(jìn)行比較。進(jìn)行這種比較所用的技術(shù)將在下面的“電阻器的相互比較”一節(jié)進(jìn)行介紹。
雖然,運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)也可以采用其它的數(shù)值,但是其數(shù)值通常是10 k?或1 ?。先,把NIST對這些運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)所賦的數(shù)值傳遞給本地標(biāo)準(zhǔn)電阻組中的電阻器。然后,本地標(biāo)準(zhǔn)電阻組中的電阻器就可以用來給工作標(biāo)準(zhǔn)(如福祿克公司的742A)進(jìn)行賦值。
用10 k?而不用1 ?來保存實(shí)驗(yàn)室一電阻標(biāo)準(zhǔn)的好處是,當(dāng)把該電阻的量值擴(kuò)展到其它的電阻量值時,積累的誤差較小。例如,從1?的一標(biāo)準(zhǔn)電阻開始校準(zhǔn)1 M?的標(biāo)準(zhǔn)電阻,將需要6次10 :1的比率測量。在每一步的測量中都會積累一些誤差。而如果從10 k?的一標(biāo)準(zhǔn)電阻開始,則校準(zhǔn)工作只需要2次10:1的比率測量就能完成。
理想的情況是,同時用1 ?和10 k?來保存一實(shí)驗(yàn)室電阻標(biāo)準(zhǔn)。這樣對于高、低數(shù)值的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)電阻來說都會減小積累的誤差。而且,還可以通過比較從1 ?標(biāo)準(zhǔn)電阻向上和從10 k?標(biāo)準(zhǔn)電阻向下,用比率的方法校準(zhǔn)1?和10 k?之間的十進(jìn)電阻器時的差別,來對實(shí)驗(yàn)室測量過程的準(zhǔn)度和重復(fù)性進(jìn)行很好的檢查。
電阻器的相互比較
準(zhǔn)的電阻測量可以通過把未知電阻和已知數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)電阻器作比較來進(jìn)行。假定在進(jìn)行測量的期間內(nèi),測量設(shè)備是穩(wěn)定的、可重復(fù)的,那么就可能以很高的準(zhǔn)度、很低的不定度來比較兩個電阻器。當(dāng)兩個電阻器的阻值之差減小時,其測量誤差也減小。當(dāng)然,這種方法的限制因素是標(biāo)準(zhǔn)電阻的數(shù)值的不定度。
2和4電阻器
測量電阻的一種方法是,使一已知的電流流過該電阻,然后測量該電流在電阻兩產(chǎn)生的電壓降。依據(jù)傳送電流和測量電位時連接方法的不同,所獲得的測量結(jié)果也會有所變化?,F(xiàn)在考慮電阻器的一的情況。我們把末裝有鏟形焊片的測試導(dǎo)線連到螺旋接線柱上。如果傳送電流的導(dǎo)線位于接線柱的底部,緊靠著電阻元件,那么測量電位的導(dǎo)線所探測到的將不僅是電阻元件上的電壓降,而且還有電流流過傳送電流的導(dǎo)線的接觸電阻時產(chǎn)生的電位差。見圖8-3。
此接觸電阻隨著接觸點(diǎn)的清潔程度、接觸面的小、螺旋接線柱旋緊的程度而變化。通常這種變化有幾個毫歐。如果此變化為2 m?(每各為1m?),標(biāo)準(zhǔn)電阻器為1 ?,則誤差為0.2%,這對于精密測量來說是不可接受的。如果把測試導(dǎo)線反過來,使得測量導(dǎo)線緊靠著電阻元件,那么誤差將減小。但是,接觸電阻的變化仍然超過標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室高質(zhì)量測量的要求。
不論使用什么樣的測量技術(shù),2電阻器的電阻值總會受到所使用的連接方法的影響。因此,低阻值的標(biāo)準(zhǔn)電阻器和分流器都做成4結(jié)構(gòu)兩個子供連接電流;兩個子供連接電位。如圖8—4所示,通過電阻的輸入電流從左邊的電流子流過,而電阻上的電壓降則出現(xiàn)在右邊的兩個子之間。4電阻器的電阻值則定義為在電壓子之間測量出的電阻值。
阻值為100 k?及其以上的標(biāo)準(zhǔn)電阻通常為2電阻器,因?yàn)?m?的變化對于100k?來說誤差只有。
電阻的精密測量通常使用電橋的方法來進(jìn)行。在比較標(biāo)稱值相等的電阻時,很容易獲得小于1ppm的不定度。在不需要這種等的不定度時,可以使用其它更方便的測量方法。下面討論一些更流行的電阻測量方法現(xiàn)在,指針偏轉(zhuǎn)型的測量儀器多數(shù)已經(jīng)被更準(zhǔn)、具有很多其它優(yōu)性能的數(shù)字式儀器所取代。一臺高質(zhì)量的數(shù)字多用表的電阻測量的準(zhǔn)度,在中檔量程(1 k?到1M?)為幾個ppm的數(shù)量,對于較高和較低的量程則降低到100ppm。對于廉價(jià)的數(shù)字表(如手持式多用表)來說,其典型的準(zhǔn)度為0.5%的數(shù)量。
除了數(shù)字讀出值的優(yōu)點(diǎn)之外,數(shù)字多用表中的歐姆表電路的特性,使其讀出值隨被測電阻的數(shù)值呈線性變化。所以,比起指針偏轉(zhuǎn)型的歐姆表來,數(shù)字歐姆表能夠地提高其分辨度和準(zhǔn)度。在DMM的輸入連接2電阻的典型情況電路圖示于圖8—5。
從“源”子送出的已知恒定電流連到被測電阻Rx上.在Rx上產(chǎn)生的電壓降由“取樣(sense)”子進(jìn)行測量。由于電流的幅度是已知的、恒定的,所以可以把電壓的讀數(shù)變換成以歐姆為單位的電阻讀數(shù)。
在測量高電阻時,保證測量準(zhǔn)度的一個重要因素是,電壓測量電路具有很高的輸入電阻,其典型輸入電阻于10 000M?。在更昂貴的數(shù)字多用表上,為了提高低電阻量程的準(zhǔn)度,可以將電流源子和電壓測量子分別連到被測電阻上,形成4歐姆表的連接方式(圖8—6)。
由于沒有把連接導(dǎo)線的電阻當(dāng)作被測電阻的一部分予以測量,所以這種測量方法比2連接的測量方法準(zhǔn)度要高。
DMM的傳遞測量
一些現(xiàn)代的 7½ 位、 8½ 位DMM具有很好的電阻測量能力。雖然通常在進(jìn)行電阻讀數(shù)測量時,其不定度不是非常低,但是其高分辨度、的線性度和短期穩(wěn)定性,使得這種DMM在比較阻值近乎相等的電阻器時非常有用。
見圖8—7
使用這種方法時,用下述方程式來求出Rmeas:
式中Rmeas—未知電阻器的阻值;
Rstd —標(biāo)準(zhǔn)電阻器的阻值;
Rdga —Rmeas的DMM讀數(shù);
Rdgb —Rstd的DMM讀數(shù)。
這種方法對于1 k?以上的阻值效果特別好,可以獲得約1ppm的傳遞不定度。把DMM切換到直流電壓方式,可以測量出電路中的熱電動勢。如果電路中存在熱電動勢,那么,把DMM的測試導(dǎo)線互換,重復(fù)進(jìn)行測量并求平均值,可以部分地對熱電動勢進(jìn)行補(bǔ)償電阻的實(shí)際單位是歐姆,是用德國物理學(xué)家喬至·西蒙·歐姆(Georg Simon Ohm)(1787--1854)的名字命名的。近期內(nèi)容會介紹電阻標(biāo)準(zhǔn)的歷史發(fā)展,用不同方法設(shè)計(jì)的電阻在環(huán)境條件變化時的性能情況,以及什么是歐姆。我們還將介紹各種不同形式的電阻器及它們各自的適用范圍,探討本地電阻標(biāo)準(zhǔn)的保存和溯源性的問題,以及導(dǎo)出本地使用的其它電阻阻值的方法。這些內(nèi)容是計(jì)量學(xué)域的學(xué)生的基本讀物,對于希望更好地了解電阻測量的業(yè)工作人員來說也是很寶貴的材料。
直流電阻的SI定義(歐姆)
在國際單位制中,基于力學(xué)單位的電阻單位的定義是Ω=V/A
式中Ω——電阻單位,歐姆;
V——W/A;
A——SI的基本單位,安培;
W——瓦特(SI功率的導(dǎo)出單位)。
瓦特是由焦耳和牛頓導(dǎo)出的,而焦耳和牛頓則是由米、千克和秒導(dǎo)出的。
電阻的表示
在傳統(tǒng)上,各個國家實(shí)驗(yàn)室都使用托馬斯(Thomas)1歐[姆]標(biāo)準(zhǔn)電阻來保存其歐姆的表示。Reichsanstalt電阻器和Rosa電阻器也用作電阻標(biāo)準(zhǔn)。然而,在很多實(shí)驗(yàn)室中,量子霍耳效應(yīng)電阻標(biāo)準(zhǔn)正在替代上述這些電阻標(biāo)準(zhǔn)。
量子霍耳效應(yīng)固有電阻標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)國際協(xié)議,從1990年1月1日開始,上述歐姆的定義已經(jīng)通過馮·克里青常數(shù)和量子霍耳效應(yīng)(QHE)聯(lián)系起來。這就使得國家實(shí)驗(yàn)室能夠通過量子霍耳效應(yīng)來表示歐姆。歐姆的QHE表示相對于其SI定義的不定度為。
1988年10月,國際度量衡委員會(CIPM)建議,所有的國家實(shí)驗(yàn)室都采用相同的馮·克里青常數(shù)數(shù)值,其推薦的數(shù)值為 Rk-90=25 Ω
在這里,下標(biāo)k-90表明此推薦值從1990年1月1日開始生效。
在量子霍耳效應(yīng)的物理解釋中,馮·克里青常數(shù)RK是一個通用的量。而且,有足夠的理由相信RK是基本常數(shù)h和e之比的函數(shù),即
RK=h/e²
式中 e—基本電荷;h—普朗克常數(shù)。
雖然Rk-90是賦給馮·克里青常數(shù)的值,但是這并不意味著Rk-90的賦值必須等于物理常數(shù)RK=h/e²。正如我們在第4章“國際計(jì)量學(xué)”中所討論的那樣,各個實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行各種基本實(shí)驗(yàn)來定自然常數(shù)。
仔細(xì)觀察量子霍耳效應(yīng)固有標(biāo)準(zhǔn)
1980年克勞斯·馮·克里青(Klaus von Klitzing)發(fā)現(xiàn)了量子霍耳效應(yīng)(QHE)。這是對物理學(xué)十分重要的發(fā)現(xiàn),因之他于1985年獲得了物理學(xué)的諾貝爾獎。QHE裝置的心臟是霍耳棒,這是一個平面型的MOSFET或異質(zhì)結(jié)晶體管(heterojunction transistor),其構(gòu)造使之可以把電子流限制在管子表面的一個薄層內(nèi)該平面晶體管在低于的低溫環(huán)境下工作,通常其溫度在1~2K之間。在垂直于樣品平面的方向上施加幾個特斯拉的磁場,在該平面的縱方向上加以電子流,而在與電流和磁場相垂直的方向上來測量霍耳電壓您的樹脂廠中當(dāng)前使用機(jī)械式流量計(jì)測量聚合產(chǎn)物。您除了需要應(yīng)對攪拌罐中的樹脂粘度控制帶來的挑戰(zhàn),還需要定期維護(hù)設(shè)備。需要頻繁清洗過濾單元,以防機(jī)械式流量計(jì)堵塞和生產(chǎn)停產(chǎn)。使用我們的科氏力質(zhì)量流量計(jì)Promass 83l替代機(jī)械式流量計(jì),所需維護(hù)量較少,提高了過程安全性您是否知道,分辨率、線性偏差和精度屬于一個測量傳感器系統(tǒng)的核心特征?視應(yīng)用要求和測量原理而定,它們變化很。本篇內(nèi)容將向您解釋這些概念。
分辨率是指測量系統(tǒng)能夠識別的小物理變化。
線性偏差是指從測量范圍的零點(diǎn)到終點(diǎn)(全程)的直線上所能允許的偏差。待測量的位置亦或行程和輸出信號之間存在線性關(guān)系。
精度表示測量結(jié)果與變量的實(shí)際值保持一致性。因此,只有當(dāng)度高且準(zhǔn)性好時,才能達(dá)到高精度。這方面的另一個概念是重復(fù)精度。在相同條件下多次檢測同一點(diǎn),一直得到同一結(jié)果,就產(chǎn)生重復(fù)精度。閥門、操作閥門的執(zhí)行器以及控制閥門的電子電路,在安裝之后都很容易發(fā)生老化。閥座會由于閥門的重復(fù)操作以及液體和氣體的流通導(dǎo)致磨損。閥門每年可能操作上萬次,造成螺栓移位、彈簧彈性變?nèi)?、機(jī)械聯(lián)動裝置松動。電子元件的值會隨時間推移發(fā)生變化。所有這些都會造成閥門不能*打開或關(guān)閉、過早關(guān)閉或工作不穩(wěn)定。這種“校準(zhǔn)偏移”會造成閥門不能很好地控制氣體或液體調(diào)節(jié)。
為保證閥門正工作,就需要定期檢查電子閥門的定位。然而,需要快速完成檢查,以便程度降低停工時間。如果發(fā)現(xiàn)校準(zhǔn)漂移,必須立即重新校準(zhǔn)閥門定位器。實(shí)現(xiàn)以上目的比較好的工具是能夠測試和重新校準(zhǔn)電子閥門定位的手持式工具,例如Fluke 789 ProcessMeter過程萬用表。該工具提供信號輸出,激勵連接到閥門定位器輸入的控制器,可遞增連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電流,所以能夠檢查閥門的線性度和響應(yīng)時間。
1. 將ProcessMeter過程萬用表設(shè)置為輸出模式,采用適合定位器的相應(yīng)電流范圍。
2. 將輸出電流測試線插入到mA輸出插孔。
3. 將旋轉(zhuǎn)功能開關(guān)從關(guān)閉位置(OFF)移動至上面的個mA輸出位置,選擇4-20 mA范圍。
4. 將過程萬用表連接至閥門定位器的輸入子。
5. 為了定定位器在4 mA時是否*關(guān)閉閥門,利用按鍵將輸出電流調(diào)節(jié)到4.0 mA。閥門應(yīng)關(guān)閉。
6. 同時觀察閥門是否移動,按粗調(diào)(Coarse)下箭頭按鈕一次,將電流降低至3.9 mA。閥門應(yīng)無任何運(yùn)動。
7. 在設(shè)定閥門開始打開的位置點(diǎn)時,保執(zhí)行器上沒有反向壓力(控制器輸入為4.0 mA時,該壓力使閥門保持閉合)。對于彈簧關(guān)閉式閥門,膜片上沒有壓力。對于雙動活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu),活塞的一側(cè)應(yīng)該沒有任何壓力。為保在關(guān)閉設(shè)置時沒有任何反向壓力,可以將閥門打開的起始點(diǎn)設(shè)定在4.1至4.2 mA之間。
8. 檢查閥門打開,按粗調(diào)(Coarse)上箭頭按鈕,從4.0 mA開始調(diào)節(jié)。每按一次粗調(diào)(Coarse)上箭頭按鈕,電流增0.1 mA。應(yīng)調(diào)節(jié)閥門定位器的調(diào)零功能,將閥門設(shè)置為相應(yīng)的關(guān)閉模式。
9. 為了檢查閥門的全開位置——稱為跨距位置檢查,利用范圍(Range)按鈕將輸出電流調(diào)節(jié)為20 mA,并等待閥門穩(wěn)定。觀察和感覺閥門移動的同時,按粗調(diào)(Coarse)上箭頭按鈕一次,設(shè)置至20.1 mA。閥門移動應(yīng)盡量小,可使用定位器上的跨距調(diào)節(jié)進(jìn)行調(diào)節(jié)。