理论教育 《海洋电磁场测量传感器及其应用》

《海洋电磁场测量传感器及其应用》

时间:2023-10-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:图8.5测量传感器体系框图舰船隐身技术所研究的内容,总是相对应于目前或近期的探测器而言。有的传感器性能会受到外界环境影响,对长时间测量的传感器来说,还需要规定其输出随外界温度变化、测量时间延长的稳定性。测量传感器校准同样是非常重要的。因此在满足测量传感器储存、运输、使用所有要求的条件下,最重要的一点是传感器必须经过校准才能使用,当超过校准的有效期后,在使用前也必须再次经过校准。

《海洋电磁场测量传感器及其应用》

图8.5 测量传感器体系框图

舰船隐身技术所研究的内容,总是相对应于目前或近期的探测器而言。物理场测量和探测都是测量舰船的物理场,信号的接收都是由传感器实现的,因此传感器最基本的要求就是能够感应到舰船的物理场信号,将其转换为电信号输出。一种物理场的传感器可以有多种,根据不同的原理感应物理场信号,其性能也会有所不同。传感器的性能主要表现在对输入信号的高灵敏度、高速响应、高选择性和低噪声等方面。传感器一个方面的高性能并不一定说明传感器的总体性能很高,应对各种传感器的性能进行综合比较,总体性能指标较高的传感器一般是优先选择的对象,但是有些情况下,需要根据不同的具体应用选择不同性能的传感器。测量传感器体系框图如图8.5所示。

测量传感器的主要技术指标包括测量量程、灵敏度(或分辨率)、频率范围、自噪声、温度稳定性、时间稳定性、工作温度、耐压性等。

传感器是将静态输入转换为电输出,输出对输入的一次微分称为灵敏度,它表示传感器的转换能力,当输出-输入为理想的线性关系时,灵敏度为常数。当传感器的输入增大时,输出响应线性往往变坏,直至造成传感器破坏,这一容许的输入范围决定了传感器测量量程的上限。当传感器的输入变小,低于传感器的噪声,传感器的输出变得杂乱,而不是输入的函数,这就决定了传感器测量量程的下限。(www.daowen.com)

当传感器的输入随时间变化时,希望输出的电信号也追随此变化而变化。若输入和输出的时间变化不一致时,就会造成较大的动态误差。因此传感器的响应足够快,在需要测量的信号频率范围内保持输出总是与输入成简单的正比关系。

传感器的灵敏度越高,越可以检测到微小的输入信号,但是若混入输入信号的噪声增加,即使灵敏度再高,传感器测量的下限也会增大。噪声包括传感器自身产生的和传感器外部发生或混入的,外部发生或混入的噪声不代表传感器本身的性能,传感器自身产生的噪声则是决定了传感器性能的主要指标,尤其对舰船物理场性能测量来说是更重要的。

有的传感器性能会受到外界环境影响,对长时间测量的传感器来说,还需要规定其输出随外界温度变化、测量时间延长的稳定性。对于在水下布设的传感器,还应该保证其在数十到数百米深度压力下保持工作能力。

测量传感器校准同样是非常重要的。测量传感器一般是属于精密的测量设备,为了保证其测量性能,对其储存、运输、使用都有相应的要求,且传感器的性能都有一定的有效期。当这些要求不能满足时,传感器的性能将会受到影响而改变,直接影响到测量的准确度。因此在满足测量传感器储存、运输、使用所有要求的条件下,最重要的一点是传感器必须经过校准才能使用,当超过校准的有效期后,在使用前也必须再次经过校准。

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