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不干胶贴标机传感器应用
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传感器的地位和作用:
 
    人的感觉器官是一个高度发达的智能传感器集合.人通常首先借助视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉等感觉器官(眼、耳、鼻、舌、皮肤等)从外界接受各种各样的信息,通过大脑对这些信息进行加工处理,从中提取有用的信息,再由大脑发出命令,通过运动器官(四肢、肌肉、骨格等)有目的地运动执行特定操作。人的神经系统和血管系统则用于在大脑与感觉器官和运动器官之间传递信息和能盆,使之能够有机、协调地工作。
    先进制造系统以及机电一体化系统的发展目标是实现与人相近的功能,井在某些方面超越人的功能。其中,自动贴标机传感器相当于人的感觉器官,计算机相当于人的大脑,执行机构相当于人的运动器官,而硬件接口及通信系统则相当于人的神经系统和血管系统。要使机电一体化系统有效地发挥作用,必须首先借助传感器获取外部环境和系统内部各种各样的信息。传感器的功能、性能和质盈将直接影响贴标机信息技术系统的功能、性能和质量。
 
    不干胶贴标机先进制造系统中,产品质最检测评定、制造过程的监视与控制都离不开检测和测试,而传感器则是先进制造系统自动检测、监视和控制系统的首要环节和关健组成部分。没有传感器对原始被测信号进行准确可靠的捕捉和转换,一切准确的测址和控制都将无法实现。
    现代质量控制和制造系统普遍采用闭环反馈控制系统,利用检测传感器作为反谈环节,以提高产品质量形成过程的稼定性,降低废次品率,提高质盆,降低成本,缩短交货期。现代制造企业利用各种各样的传感器,对所运行的重要项目实施不间断的监视与控制,如条形码、各种无线发射的自动传感器等,以便及时提供远程设计和加工的信息、物料流系统运行物料配送以及商品销售状况等信息。
2.传感尽的原理与分类
信息的产生与获取主要依赖于信息来源(简称为信源)。信息论将信源分为以下三类:
1)自然信源是指由于物理、化学、生物、夭体和地学等现象产生的自然信息。
2)社会信源包括经济、政治、金融、管理和市场等各种信息。
3)知识信源是指古今中外传承下来的科学技术知识以及专家经验中包含的信息。
    社会信息主要通过社会调查,并经过数学统计方法处理后获得;知识信息主要靠各种记录媒体和知识工程方法获取;而自然信息的获取主要依赖于传感器或传感检测系统与装备。先进制造系统是一个复杂的大系统,同时涉及到自然信息、社会信息和知识信息的获取、处理和分析。
    传感技术主要研究如何从自然信源中获取信息,并对之进行处理、特征提取和识别。GB 7665-1987对传感器的定义是:“能感受规定的被侧址并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。”传感器将自然信源产生的信息转换成为便于识别和分析处理的物理m信号。由于电信号(如电压、电流等)具有其他能量形式的信号难以比拟的优点,易于进行放大、反谈、撼波、微分、积分、远距离传钧及存储等操作.故大多数传感器是将各种自然信息转换成电气量。
    传感器由教感元件、转换元件和其他辅助元件组成。敏感元件能直接感知或响应被测最的信息,将被侧盆转换成易于变换的另一种物理盆.再由转换元件变换为电气址。有些传感器的敏感元件与转换元件是一体的,可直接把被测盆转换成为电气址。
    同一种物理盆的检侧往往可采用多种类型或结构的传感器来实现,而同一种传感器原理也可用于多种物理盆的检测。尽管传感器种类获多,但是传感器主要是基于物理效应、化学效应和生物效应三大类原理.
 
不干胶贴标机实际应用时,通常按照被测参数及其功用对传感器进行分类,例如,力传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、位移传感器、速度传感器、转速传感器、加速度传感器、流量传感器、物位传感器、浓度传感器、A度传感器、振动传感器等等。还可按工作原理对传感器进行分类。
3.传感界技术要解决的关健问题
随着高新科技的迅猛发展,传感器技术领域非常活跃.新型传感器正在不断涌现并进入工程应用。传感器的研究、开发、生产和应用主要涉及以下间题:
    1)按照信息理论中的凸性定理.传感器获取信息之后的处理和特征提取,只是对它们进行各种数据的变换,使之成为更易识别或更有用的形式.但不会产生比由传感器所采集的信息更多的新信息。因此.传感器采集到的信息最与失真度,将决定采用这种传感器的检测系统的信息量和工作质量。为了尽可能采集到信源发出的有用信息,减少丢失或失真,必须研究两类效应:一类是产生信息的自然效应,即被检测对象的自然本质,以提供最佳的传感信息参数,另一类是传感器检测传感的自然效应,它是设计构造传感器的基础。例如,在研究开发声发射传感器时,既要研究声发射现象及其相关的效应,还要研究检测声发射现象的物理效应。
    2)对传感器的工作性能要求,如传感器获取的信息量、失真度、时间稳定性、温度稳定性、健壮性与可靠性等.以保证检测系统的信息采集要求和工作可靠性。
    3)良好的工程性和应用性,如敏感元件和转换元件的材料可获取性、制作工艺。传感器佼准与性能测试的复杂性,使用与维护要求(尤其是现场安装与维护的方便性),与检测系统的接口,对工作环境中声、光、电、磁、振动的适应性等。
 
不干胶贴标机传感器的主要技术指标
    一个优良的传感器必须具有良好的特性,以确保不失真地实现信号的转换。传感器的特性可分为静态特性和动态特性。
    (1)静态特性
    1)线性度。线性度是指传感器翰入一输出曲线与理想直线的偏离程度,常用非线性误差来表示。当传感器睁态特性曲线的非线性误差较小时,可用线性关系来代替,也可通过误差补偿等措施来改善线性度。
    2)灵敏度和分辨率。灵峨度是指传感器对被测量变化的灵敏程度,常用稳定状态下传感器的输出变化最与愉入变化t之比来表示;分辨率是指传感器的输出能够响应和分辨的最小输入量。分辨率是灵敏度的一种反映.传感器的灵敏度越高,则其分辨率也越高。
    3)滞环、死区和回差(图7-1)。传感器的实际上升特性曲线(输入值从增加到减小变化)与实际下降特性曲线(枪入值从减小到增加变化)不重合的现象,使得传感器特性曲线形成环状,这种现象被称为滞环。从而导致当输入小到一定范围后不会引起传感器翰出的变化,即传感器的死区(不灵敏区》。传感器实际上升特性曲线与实际下降待性曲线之间的最大差值称为回差或变差。
    4)重复性和再现性。当翰入按增加(或减小)全程连续多次变化时,输入一输出特性曲线不一致的分散程度称为传感器的重复性,它不包括滞环和死区。而再现性是指传感器实际上升特性曲线和实际下降特性曲线之间的离散程度,它包括滞环和死区。重复性反映传感器不受随机因家影响的能力,再现性则是衡量传感器性能稳定性的标志。重复性和再现性好并不一定代表精度高,精度高的传感器一定具有很好的重复性和再现性。
    5)称定性。像定性是指传感器较长时间工作时翰出值随时间的变化。
    6)零点漂移和盆程迁移。零点漂移(零漂)是指传感器在零翰入值时输出的变化,可分为时间漂移和温度漂移。温度漂移是指外界温度变化时输出值的变化。时间漂移是指在室温条件下、规定的时间内零输入值时输出的变化。
    7)抗干扰性及各棒性。抗干扰性是指传感器在干扰作用下,其输出保持不变的能力。各棒性是指传感器在棋型误差(实际输出与棋型理论输出值之差)和参数变动时具有良好输入一输出特性的能力。
    (2)动态特性
    1)叔率响应特性
    ①频带(宽):当增益在被侧量规定的允差范围内时传感器的颇率范围。
    ②时间常数:传感器一阶颇率特性的传递函数的时间常数To
    0固有倾率:传感器二阶颇率特性的传递函数中的固有颇率峋。
    2)阶跃响应特性(当初始状态为零、输入一个阶跃响应时,传感器输出的响应特性)
    ①时间常数:一阶阶跃响应曲线由0上升到0.632倍静态灵敏度时所需的时间。
    ②上升时间:传感器输出值从某一低稳态值(如10%稳态值)达到90%或95%稳态值所需的时间。
    ③响应时间:传感器翰出值达到95%或98%(对应于5%或2%的允差)稳态值所需的时间。
   3)传感器的信噪比。信号功率(SP)与噪声功率(NP)之比,用SIN或SNR表示。
信噪比是反映传感器检测信号能力的一个评价指标。为了使传感器能检测出被测量的微小变化,应提高传感器的灵敏度,并降低噪声。
    4)传感器误差。传感器实际输出值与理论输出值之差。可用公式表示.通常主要通过试验结果的统计分析确定。
     不干胶贴标机选用传感器时,在满足检测功能和性能要求(如测量精度高、灵敏度高、可靠性好、抗干扰能力强等)的前提下,还要求:体积小,安装、更换方便,易于维护维修.不影响现有贴标机设备的正常使用性能。

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