流量传感器的选择标准

作者：沈阳市传感技术研究所 肖季春

欢迎访问e展厅 展厅 12 流量计展厅 涡轮流量计, 涡街流量计, 旋涡流量计, 电磁流量计, 罗茨流量计, ... 在检测和自动控制系统中，传感器的作用相当于人的五官。显然，自动化的程度越高，系统对传感器的依赖性也就越大，传感器对系统的功能起着决定性的作用。因此，国外都将传感器列为尖端技术，尤其在美、日等发达国家，传感器技术更是倍受重视。更有专家感叹：“征服了传感器，就几乎等于征服了科学技术。” 传感器的重要性 现代信息技术的三大基础是信息的采集、传输和处理技术，即传感器技术、通讯技术和计算机技术，它们分别构成了信息技术系统的“感觉”、“神经”和“大脑”。信息采集系统的首要部件是传感器，且置于系统的最前端。仅此而言，传感器也称得上尖端技术。 流量仪表标准和检定规程是流量传感器准确计量的保证。流量的准确计量在国民经济的许多领域中十分重要，如贸易结算、安全防护、医疗卫生及环境监测等。在能源计量的贸易结算中，涉及供需双方的巨大经济利益，由于对计量的准确度持有异议，供需双方的纠纷呈上升的趋势。要解决这个问题，根本出路就在于依靠法律。即按计量法的要求，严格监督和管理。 制定传感器标准的必要性 当今流量传感器的新产品层出不穷，几乎每年都会有新型仪表上市来满足用户的需求。这些仪表都各自有其技术和经济方面的特点，当然也应该欢迎他们在流量领域里推陈出新，并推动技术的进步。但是也应看到，新型的流量计并非全都是成熟并即可推向市场的，有的流量计仅在实验室中通过了少量的实验，并未在各种场所条件下进行足够的检验，以致在使用中出现许多未知的因素。只有在各种典型场所并在受控条件下试用，取得经验并逐步扩大应用面方可。 推向市场的流量计若具有按一定程序制定的法规性文件，说明它有比较可靠的实验以及实践经验的支持。而未具备行业性质或国家等级技术法规的流量计，则不宜进行大面积的推广和应用，否则将遗患无穷。 传感器的标准分类 按传感器的标准性质分类 基础标准 例如有关流量测量和仪表的名词术语，流量仪表的型号命名和规范基本参数等。 产品标准 规定流量仪表的产品分类、技术要求、试验方法和验收规则以及正确安装和使用要求等。有时候，某些标准只包含正确使用安装方面的技术，则仅属于产品应用性质的产品标准。 方法标准 例如流量仪表的性能评定方法、试验方法、检验方法和计算方法等。 按中国标准的级别分类 中国标准按级别分类有四种：国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。 按标准制定的机构分类 按标准制定的机构分类共有五种。 国际标准 国际标准化组织（ISO）制定的标准；国际电工委员会（IEC）制定的标准；ISO和IEC联合制定发布的标准；ISO确认的其他国际组织制定的标准，例如国际法制计量组织（OIML）等27个机构等。 区域性组织 工业发达国家和国际公认的学会/协会等团体制定的标准。 区域性标准是由几个国家或地区共同制定的标准，例如欧洲标准委员会（CEN）制定的标准，欧洲电工标准化委员会（CENELEC）制定的标准。 工业发达国家的标准，例如美国国家标准ANSI，英国国家标准BS，德国国家标准DIN，日本工业标准JIS，俄罗斯国家标准ГOCT，等等。 学会/协会等团体标准是国际公认的、由权威性团体制定的标准，例如美国仪表学会（ISA）、美国机械工程师协会（ASME）、德国工业协会（VDI）、日本电气计测会（JEMS）、日本计量机器工业联合联合会（JMIF）、美国石油学会（API）、美国煤气协会（AGA）等团体制定的标准。 中华国家标准 具有中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局分发的全国范围适用的标准。 行业标准和地方标准 行业标准和地方标准在国家标准还未制定，由部门或地区制定的、在局部范围内实行的标准。行业标准中许多是由部、局制定，也曾称作“专业标准”或“部标准”。例如明渠流量仪表中，由于堰式、槽式仪表没有国家标准，因此建设部就制定出了该类仪表的城镇建设行业标准。地方标准则是由各省市制定的标准，从传统法制的角度则仅适合于本地区的范围，不过，在应用技术上还是可以参照的。 企业标准 企业标准是针对某单位自己的产品或工作制定的标准，仅适用于其本身的企业。 按标准的执行方式分类 按标准的执行方式可分为推荐性标准和强制性标准两类。国际标准、区域标准和团体标准均为推荐性标准，我国的国家标准和外国的国家标准大部分也都是推荐性标准；强制性标准是指“根据法律、法规或条例中的唯一性引用，使其应用成为强制性的一种标准。我国的国家标准、行业标准和地方标准有小部分是属于强制性标准，主要涉及到安全、卫生健康和环境保护等方面的要求，并分为全文强制形式和条文强制（即标准中亦有推荐性条文）形式两种。 传感器的选择标准 即使对于同种类的被测量物体来说，也可选用各种各样的传感器。为了选择适合于测量目的的传感器，有必要定出选择的标准。虽然应该考虑的事项很多，但是，不一定要满足所有事项的要求，随着使用目的的不同，侧重点也会不一样。例如，需要长时间以及连续使用传感器时，就必须要选择经时变化等时间方面长期稳定性的传感器，而对机械加工或化学分析等时间比较短的工序来说，则要求使用灵敏度和动特性较好的传感器。此外，还需要考虑与使用传感器有关的事项，以及购买传感器时需要注意的事项等等。需要注意的事项大致列举如下： 与测量条件有关的事项 ● 测量的目的。 ● 被测量的选择 ● 测量范围 ● 超标准过大的输入信号的产生次数（产生频度） ● 输入信号的频带宽度 ● 精度要求 ● 测量所需要的时间 与传感器性能有关的事项 ● 精度 ● 稳定性 ● 响应速度 ● 模拟量与数学量 ● 输出量及其数量级 ● 对被物体产生的负载效应 ● 校正周期 ● 超标准过大的输入信号保护 与使用条件有关的事项 ● 设置场所 ● 环境条件（温度、湿度、振动） ● 测量时间 ● 与显示器之间的距离 ● 与其它设备的连接 ● 所需功率 与购买和维修有关的事项 ● 价格 ● 交货日期 ● 服务与维修制度 ● 零配件的储备 ● 保修时间 以上是选择传感器时的需要的有关注意事项。另外，还需要补充和说明的是，不管被测量的目标是否有很大变动的情况，平常使用时的显示应在满刻度的50%以上来选择测量范围或刻度范围以提高精度。选择传感器的响应速度，目的是适应输入信号的频带宽度，从而得到高信噪比，另外，还要考虑到超出的范围会否降低传感器的精度以及在何种范围内则能保持其精度等等。精度较高的传感器，其价格一般也相对较高，所以，一定要按照要求来精心使用。此外，还必须注意设置场所的选择和安装方法，充分了解传感器有关的外形尺寸和重量等等。 在未被提及的事项中，还有应从传感器的工作原理出发，联系被测物体中可能会产生的效应等问题来分析什么样的传感器适合选用，这一点也很重要。 虽然，常规的做法是尽可能地在市场上出售的标准产品中选择所需要的传感器，选择在价格和维修方面都有优势的传感器也许是可取的。但是，如果寻找不到适合的传感器，然而又必须要研究开发新型的传感器时，如果不列出详细的规格，不分析和研究每一个细节，恐怕是得不到所期望的性能的传感器的。 建议 在实际选择和使用传感器的过程中，如果需要参阅其标准和规程时，应首先查阅国家标准，若不能满足需求，则再查行业标准或地方标准，然后再查国外标准。

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