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如何選用傳感器
點擊次數:2012 更新時間:2017-03-22

    現代傳(chuan)感器在原理與結構(gou)上(shang)千差萬別,如何(he)根據具體(ti)的(de)測(ce)量(liang)目的(de)、測(ce)量(liang)對象(xiang)以(yi)及測(ce)量(liang)環境合(he)理地(di)選用(yong)傳(chuan)感器,是在進行某個量(liang)的(de)測(ce)量(liang)時首先要解決的(de)問題。

    當傳(chuan)感器確定之(zhi)后,與之(zhi)相配套的測量(liang)方法和測量(liang)設備也就可以確定了。測量(liang)結果的成敗,在很大程度上(shang)取決于傳(chuan)感器的選用是否合理(li)。

1)根據測(ce)(ce)(ce)量對(dui)象與測(ce)(ce)(ce)量環境確定(ding)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)類(lei)型 要(yao)進(jin)行(xing)—個(ge)具(ju)體(ti)的(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)(ce)量工作,首先(xian)要(yao)考(kao)慮采(cai)用(yong)何種(zhong)原理的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi)(qi),這需(xu)要(yao)分析(xi)多(duo)(duo)方面的(de)(de)(de)(de)因(yin)素之(zhi)后才能(neng)確定(ding)。因(yin)為(wei),即(ji)使是測(ce)(ce)(ce)量同一(yi)物理量,也有多(duo)(duo)種(zhong)原理的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)可供選(xuan)用(yong),哪一(yi)種(zhong)原理的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)更為(wei)合適(shi),則需(xu)要(yao)根據被測(ce)(ce)(ce)量的(de)(de)(de)(de)特點和傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)條(tiao)件考(kao)慮以(yi)下一(yi)些具(ju)體(ti)問(wen)題:量程的(de)(de)(de)(de)大(da)小;被測(ce)(ce)(ce)位置(zhi)對(dui)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)體(ti)積的(de)(de)(de)(de)要(yao)求;測(ce)(ce)(ce)量方式為(wei)接(jie)觸式還是非(fei)接(jie)觸式;信(xin)號的(de)(de)(de)(de)引出(chu)方法,有線或是非(fei)接(jie)觸測(ce)(ce)(ce)量;傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)來源,國產(chan)還是進(jin)口(kou),價格能(neng)否承受,還是自行(xing)研制。 在考(kao)慮上述問(wen)題之(zhi)后就(jiu)能(neng)確定(ding)選(xuan)用(yong)何種(zhong)類(lei)型的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi)(qi),然后再(zai)考(kao)慮傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)具(ju)體(ti)性(xing)能(neng)指標。

2)靈(ling)敏(min)(min)度(du)(du)的(de)選(xuan)擇(ze) 通常,在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)線性(xing)(xing)范圍內,希望傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)靈(ling)敏(min)(min)度(du)(du)越(yue)(yue)高越(yue)(yue)好(hao)。因為只有靈(ling)敏(min)(min)度(du)(du)高時,與被測(ce)(ce)量(liang)(liang)變化對應的(de)輸出信(xin)號(hao)的(de)值(zhi)才(cai)比(bi)較(jiao)大,有利于信(xin)號(hao)處(chu)理。但要注意的(de)是(shi),傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)靈(ling)敏(min)(min)度(du)(du)高,與被測(ce)(ce)量(liang)(liang)無關的(de)外(wai)界噪聲也容易混(hun)入(ru)(ru),也會(hui)被放大系統放大,影(ying)響(xiang)測(ce)(ce)量(liang)(liang)精度(du)(du)。因此,要求傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)本身應具有較(jiao)高的(de)信(xin)噪比(bi),盡員(yuan)減少從外(wai)界引入(ru)(ru)的(de)廠擾信(xin)號(hao)。 傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)靈(ling)敏(min)(min)度(du)(du)是(shi)有方(fang)向性(xing)(xing)的(de)。當被測(ce)(ce)量(liang)(liang)是(shi)單向量(liang)(liang),而且對其方(fang)向性(xing)(xing)要求較(jiao)高,則(ze)應選(xuan)擇(ze)其它方(fang)向靈(ling)敏(min)(min)度(du)(du)小的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi);如果(guo)被測(ce)(ce)量(liang)(liang)是(shi)多維向量(liang)(liang),則(ze)要求傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)交叉靈(ling)敏(min)(min)度(du)(du)越(yue)(yue)小越(yue)(yue)好(hao)。

3)頻(pin)率(lv)響(xiang)應特(te)性(xing)(xing) 傳(chuan)感(gan)器的(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)率(lv)響(xiang)應特(te)性(xing)(xing)決定了被測(ce)量的(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)率(lv)范(fan)圍(wei),必須在(zai)(zai)允(yun)許頻(pin)率(lv)范(fan)圍(wei)內保(bao)持不失真的(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)量條件(jian),實際(ji)上傳(chuan)感(gan)器的(de)(de)(de)(de)(de)響(xiang)應總有—定延(yan)遲,希望延(yan)遲時間(jian)越短越好(hao)。 傳(chuan)感(gan)器的(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)率(lv)響(xiang)應高,可測(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)信號頻(pin)率(lv)范(fan)圍(wei)就寬(kuan),而由(you)于受(shou)到結構特(te)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang),機(ji)械系統的(de)(de)(de)(de)(de)慣性(xing)(xing)較大,因有頻(pin)率(lv)低的(de)(de)(de)(de)(de)傳(chuan)感(gan)器可測(ce)信號的(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)率(lv)較低。 在(zai)(zai)動(dong)態測(ce)量中,應根(gen)據信號的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點(穩態、瞬態、隨(sui)機(ji)等)響(xiang)應特(te)性(xing)(xing),以(yi)免(mian)產(chan)生(sheng)過火(huo)的(de)(de)(de)(de)(de)誤差

4)線(xian)性(xing)范圍(wei) 傳(chuan)感器的(de)(de)(de)線(xian)形范圍(wei)是指輸(shu)出與輸(shu)入(ru)成正比的(de)(de)(de)范圍(wei)。以理論上講,在此范圍(wei)內(nei),靈敏度(du)保(bao)持定值。傳(chuan)感器的(de)(de)(de)線(xian)性(xing)范圍(wei)越(yue)寬,則(ze)其(qi)量程(cheng)(cheng)越(yue)大,并且能保(bao)證一定的(de)(de)(de)測量精度(du)。在選(xuan)擇傳(chuan)感器時,當(dang)傳(chuan)感器的(de)(de)(de)種類確定以后首先要(yao)看(kan)其(qi)量程(cheng)(cheng)是否(fou)滿(man)足要(yao)求。 但實際上,任何傳(chuan)感器都不能保(bao)證的(de)(de)(de)線(xian)性(xing),其(qi)線(xian)性(xing)度(du)也(ye)是相對的(de)(de)(de)。當(dang)所要(yao)求測量精度(du)比較(jiao)低(di)時,在一定的(de)(de)(de)范圍(wei)內(nei),可將非線(xian)性(xing)誤差較(jiao)小的(de)(de)(de)傳(chuan)感器近似看(kan)作線(xian)性(xing)的(de)(de)(de),這會(hui)給測量帶來(lai)極大的(de)(de)(de)方便。

5)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)(ding)性(xing) 傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)使(shi)(shi)用一段時間后,其(qi)性(xing)能(neng)(neng)保持不變化的(de)(de)(de)能(neng)(neng)力稱為穩(wen)定(ding)(ding)(ding)(ding)性(xing)。影(ying)響傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)長(chang)期穩(wen)定(ding)(ding)(ding)(ding)性(xing)的(de)(de)(de)因(yin)素除傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)本身結(jie)構外,主要(yao)(yao)(yao)是傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)使(shi)(shi)用環境(jing)(jing)。因(yin)此,要(yao)(yao)(yao)使(shi)(shi)傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)具有良(liang)好的(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)(ding)性(xing),傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)必須要(yao)(yao)(yao)有較強的(de)(de)(de)環境(jing)(jing)適應(ying)能(neng)(neng)力。 在選(xuan)擇(ze)(ze)傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)之前,應(ying)對其(qi)使(shi)(shi)用環境(jing)(jing)進(jin)行(xing)調查,并根據具體(ti)的(de)(de)(de)使(shi)(shi)用環境(jing)(jing)選(xuan)擇(ze)(ze)合(he)適的(de)(de)(de)傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi),或采(cai)取適當的(de)(de)(de)措施,減(jian)小環境(jing)(jing)的(de)(de)(de)影(ying)響。 傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)(ding)性(xing)有定(ding)(ding)(ding)(ding)量(liang)指標,在超(chao)過使(shi)(shi)用期后,在使(shi)(shi)用前應(ying)重新進(jin)行(xing)標定(ding)(ding)(ding)(ding),以確(que)定(ding)(ding)(ding)(ding)傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)是否(fou)發生變化。 在某些要(yao)(yao)(yao)求(qiu)傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)能(neng)(neng)長(chang)期使(shi)(shi)用而(er)又(you)不能(neng)(neng)輕易更(geng)換或標定(ding)(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)場合(he),所(suo)選(xuan)用的(de)(de)(de)傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)(ding)性(xing)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)更(geng)嚴格,要(yao)(yao)(yao)能(neng)(neng)夠(gou)經受住(zhu)長(chang)時間的(de)(de)(de)考驗。

6)精(jing)度(du)(du) 精(jing)度(du)(du)是傳感(gan)器(qi)(qi)的(de)一(yi)個重要(yao)的(de)性(xing)能指標(biao),它(ta)是關系(xi)到整個測量系(xi)統(tong)測量精(jing)度(du)(du)的(de)一(yi)個重要(yao)環節。傳感(gan)器(qi)(qi)的(de)精(jing)度(du)(du)越(yue)高(gao),其(qi)價(jia)格越(yue)昂貴,因(yin)此,傳感(gan)器(qi)(qi)的(de)精(jing)度(du)(du)只(zhi)要(yao)滿(man)足整個測量系(xi)統(tong)的(de)精(jing)度(du)(du)要(yao)求(qiu)就(jiu)(jiu)可(ke)以,不(bu)必選得(de)過高(gao)。這樣(yang)就(jiu)(jiu)可(ke)以在滿(man)足同(tong)一(yi)測量目的(de)的(de)諸多(duo)傳感(gan)器(qi)(qi)中選擇比較便宜和簡單(dan)的(de)傳感(gan)器(qi)(qi)。

    如果測(ce)量(liang)(liang)(liang)目的(de)是定性分析的(de),選(xuan)用重(zhong)復精度(du)(du)高(gao)的(de)傳(chuan)感器(qi)即(ji)可,不宜選(xuan)用量(liang)(liang)(liang)值精度(du)(du)高(gao)的(de);如果是為了(le)定量(liang)(liang)(liang)分析,必須獲得的(de)測(ce)量(liang)(liang)(liang)值,就(jiu)需選(xuan)用精度(du)(du)等級(ji)能(neng)滿足要(yao)求的(de)傳(chuan)感器(qi)。

   對某些特殊使(shi)用場合,無法選(xuan)到合適(shi)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi),則需自(zi)行設計制(zhi)造傳(chuan)感(gan)器(qi)。自(zi)制(zhi)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)性能(neng)應滿足(zu)使(shi)用要求。