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传感器选型的六大关键点
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传感器选型的六大关键点

2021-04-29 10:22:48 来源(yuan):与非网 点击:955

【哔哥哔特导读】现(xian)代传感(gan)器在(zai)原理(li)与结构上(shang)千(qian)差万别,如何根据具体的测量(liang)目的、测量(liang)对象以及测量(liang)环(huan)境合理(li)地(di)选(xuan)用传感(gan)器,是在(zai)进行某(mou)个量(liang)的测量(liang)时首先要解决的问题。

现代传感器在原理与结构上千差万别,如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器,是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。

传感器

当传感(gan)器确(que)定之后,与之相配套的(de)测(ce)量方法和测(ce)量设备也(ye)就可以确(que)定了(le)。测(ce)量结果的(de)成(cheng)败,在很(hen)大程度上取决于传感(gan)器的(de)选用是否合理。

1.根据测量对象与测量环境确定传感器的类型

要进行—个(ge)具体的(de)测量工(gong)作(zuo),首先要考(kao)虑应采用何种原理的(de)传感器,这需要分析多方面的(de)因(yin)素(su)之后才(cai)能确定。

因为,即使是(shi)测量同一物理(li)(li)量,也有(you)多种原(yuan)理(li)(li)的(de)传感(gan)器可(ke)供(gong)选用,哪一种原(yuan)理(li)(li)的(de)传感(gan)器更为合适,则需要根(gen)据被(bei)测量的(de)特点和传感(gan)器的(de)使用条件考(kao)虑(lv)以下一些(xie)具体问题:

①量程的大小;

②被测位置对传感(gan)器体积的要求;

③测量方(fang)式(shi)为接(jie)触式(shi)还是非接(jie)触式(shi);

④信号的(de)引出方法,有线或(huo)是非接触(chu)测量;

⑤传(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)的(de)来源,国产还是进口,价格能否承(cheng)受,还或者是自行(xing)研(yan)制。在考(kao)虑(lv)上述问题之(zhi)后就能确定选用(yong)何种类(lei)型(xing)的(de)传(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi),然后再考(kao)虑(lv)传(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)的(de)具体性(xing)能指标。

2.灵敏度的选择

通常,在传感器的(de)线性(xing)范(fan)围内,希望传感器的(de)灵敏度(du)(du)越(yue)高越(yue)好。因(yin)为(wei)只(zhi)有灵敏度(du)(du)高时,与被(bei)测(ce)量变化对应(ying)的(de)输出(chu)信(xin)(xin)号的(de)值才比较(jiao)大,有利于信(xin)(xin)号处理。但要注意(yi)的(de)是,传感器的(de)灵敏度(du)(du)高,与被(bei)测(ce)量无(wu)关(guan)的(de)外界噪声也(ye)容(rong)易混入,也(ye)会被(bei)放(fang)大系统放(fang)大,影(ying)响测(ce)量精度(du)(du)。因(yin)此,要求(qiu)传感器本身应(ying)具(ju)有较(jiao)高的(de)信(xin)(xin)噪比,尽量减少从外界引入的(de)干扰(rao)信(xin)(xin)号。

传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量,而且对其方向性要求较高,则应选择其它方向灵敏度小的传感器;如果被测量是多维向量,则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。

3.频率响应特性

传(chuan)感(gan)器的(de)频(pin)率响应特性(xing)决定(ding)了被测量的(de)频(pin)率范(fan)围(wei),必须在允许频(pin)率范(fan)围(wei)内保持不失真的(de)测量条(tiao)件(jian),实际(ji)上传(chuan)感(gan)器的(de)响应总有—定(ding)延迟,希(xi)望延迟时(shi)间越短越好。

传感器(qi)的频(pin)率(lv)(lv)响应高,可测(ce)的信号频(pin)率(lv)(lv)范围就(jiu)宽,而(er)由于受到结构特性的影响,机(ji)械系统的惯性较大,因此(ci)频(pin)率(lv)(lv)低(di)的传感器(qi)可测(ce)信号的频(pin)率(lv)(lv)较低(di)。

在动态(tai)(tai)测(ce)量中,应(ying)根(gen)据(ju)信号的(de)特点(稳态(tai)(tai)、瞬(shun)态(tai)(tai)、随(sui)机等)响(xiang)应(ying)特性,以(yi)免产生过大的(de)误(wu)差。

4.线性范围

传(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)的线性范(fan)围是(shi)指(zhi)输(shu)出与输(shu)入(ru)成(cheng)正比的范(fan)围。从理论上讲,在(zai)(zai)此范(fan)围内(nei),灵敏度保持定(ding)值。传(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)的线性范(fan)围越宽(kuan),则其量程越大,并且能保证一定(ding)的测量精(jing)度。在(zai)(zai)选择传(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)时,当传(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)的种类确定(ding)以后首先(xian)要看其量程是(shi)否满足要求。

但(dan)实际(ji)上,任(ren)何传感(gan)器(qi)(qi)都不能保证绝对(dui)的线(xian)性,其线(xian)性度也是(shi)相对(dui)的。当所要求测量精度比较(jiao)低时,在一定(ding)的范围内,可将非线(xian)性误差(cha)较(jiao)小的传感(gan)器(qi)(qi)近似看作线(xian)性的,这会给测量带来极大的方(fang)便。

5.稳定性

传(chuan)感(gan)(gan)器(qi)使用(yong)一段(duan)时(shi)间后,其性能(neng)(neng)保持不变(bian)化的(de)能(neng)(neng)力(li)称为稳(wen)(wen)定性。影响传(chuan)感(gan)(gan)器(qi)长期稳(wen)(wen)定性的(de)因(yin)素除(chu)传(chuan)感(gan)(gan)器(qi)本(ben)身结(jie)构外(wai),主要(yao)是传(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的(de)使用(yong)环境。因(yin)此(ci),要(yao)使传(chuan)感(gan)(gan)器(qi)具有良好的(de)稳(wen)(wen)定性,传(chuan)感(gan)(gan)器(qi)必须要(yao)有较强的(de)环境适(shi)应能(neng)(neng)力(li)。

在选(xuan)择(ze)传(chuan)感器之前,应对其(qi)使用(yong)环(huan)境(jing)进行调查,并根据具体的(de)使用(yong)环(huan)境(jing)选(xuan)择(ze)合适的(de)传(chuan)感器,或采取适当的(de)措(cuo)施,减小环(huan)境(jing)的(de)影响。

传(chuan)感(gan)器的(de)(de)稳(wen)定性(xing)有定量指标(biao),在超过(guo)使(shi)用(yong)(yong)期后,在使(shi)用(yong)(yong)前应重新进行标(biao)定,以确定传(chuan)感(gan)器的(de)(de)性(xing)能(neng)是否(fou)发生变化(hua)。在某些要(yao)求(qiu)传(chuan)感(gan)器能(neng)长期使(shi)用(yong)(yong)而又不(bu)能(neng)轻易(yi)更(geng)换或标(biao)定的(de)(de)场合,对所选用(yong)(yong)的(de)(de)传(chuan)感(gan)器的(de)(de)稳(wen)定性(xing)要(yao)求(qiu)更(geng)严(yan)格(ge),要(yao)能(neng)够经受住长时间的(de)(de)考(kao)验。

6.精度

精(jing)度是(shi)传感(gan)器(qi)的(de)(de)一个重要(yao)的(de)(de)性能指(zhi)标,它是(shi)关(guan)系到整(zheng)个测(ce)量系统测(ce)量精(jing)度的(de)(de)一个重要(yao)环(huan)节。传感(gan)器(qi)的(de)(de)精(jing)度越(yue)高(gao),其价格越(yue)昂贵,因此,传感(gan)器(qi)的(de)(de)精(jing)度只要(yao)满足(zu)整(zheng)个测(ce)量系统的(de)(de)精(jing)度要(yao)求就可以(yi),不必选得过高(gao)。这样就可以(yi)在满足(zu)同一测(ce)量目的(de)(de)的(de)(de)诸多传感(gan)器(qi)中选择比(bi)较便宜和简单(dan)的(de)(de)传感(gan)器(qi)。

如果测量目的是定性(xing)分析的,选(xuan)用重复精(jing)(jing)(jing)(jing)度高(gao)的传(chuan)感(gan)器即可,不宜(yi)选(xuan)用绝(jue)对量值精(jing)(jing)(jing)(jing)度高(gao)的;如果是为了定量分析,必须获得精(jing)(jing)(jing)(jing)确的测量值,就需选(xuan)用精(jing)(jing)(jing)(jing)度等级能满(man)足要求(qiu)的传(chuan)感(gan)器。

对某些特殊使用场合(he),无(wu)法(fa)选(xuan)到合(he)适的传(chuan)感(gan)器,则需自(zi)行设(she)计制造(zao)传(chuan)感(gan)器。自(zi)制传(chuan)感(gan)器的性(xing)能应满(man)足(zu)使用要(yao)求。

 

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