19、测量与成像技术在工业检测中的应用与发展

测量与成像技术在工业检测中的应用与发展

测量传感器的发展趋势与问题

测量传感器（MT）的发展趋势主要集中在其敏感元件（初级传感器）的改进上。当前需要解决的主要任务包括：
- 降低敏感元件的随机和系统误差，以提高其稳定性。
- 扩大测量范围。
- 通过简化整体安装，特别是简化电气连接来降低成本。

电容式、压阻式和电阻式电压传感器（VP）仍是有前景的类型。在拥有高稳定性的敏感VP元件时，还需解决以下问题：
1. 利用表格电子数据表（TEDS）对VP的误差进行精确归一化，从而实现其特性的标准化。
2. 提高MT的可靠性及其对外部不稳定因素的抵抗力，例如对电磁辐射影响的抵抗力。
3. 开发VP的电子部分，借助最新的电子手段确保对敏感元件信号进行更精确和全面的处理。同时，可以使用基于人工智能和神经网络的具有自我监测和内部诊断系统的单晶微型计算机。此类VP的连接设备应确保其与Feldbus型数字网络的连接。
4. 改进操作员与MT电子单元的交互系统，提供更广泛的操作可能性和更便捷的维护方式。
5. 将VP的电子电路实现在特殊的定制集成电路上，或者与敏感元件一起以集成结构的形式集成在包含数字和模拟信号处理设备的同一硅芯片上。

频率积分缩放转换器（FSC）与二次电压 - 频率转换器（QVFC）

解决上述问题的一个有前景的方法是使用频率积分缩放转换器（FSC）。不过，像通用CHIRP模块在与张量电阻桥传感器和差分电容传感器配合使用时存在灵敏度低的问题，特别是在与电容差分传感器配合使用时，并且积分器的动态误差会影响高频范围内的计量特性。为消除这些缺点，开发了基于二次电压 - 频率转换器（QVFC）