傳感器的選型標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)代傳感器在原理與結(jié)構(gòu)上千差萬(wàn)別,如何根據(jù)具體的測(cè)量目的、測(cè)量對(duì)象以及測(cè)量環(huán)境合理地選用傳感器,是在進(jìn)行某個(gè)量的測(cè)量時(shí)首先要解決的問(wèn)題.當(dāng)傳感器確定之后,與之相配套的測(cè)量方法和測(cè)量設(shè)備也就可以確定了.測(cè)量結(jié)果的成敗,在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理.

1 、根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定傳感器的類(lèi)型

要進(jìn)行 — 個(gè)具體的測(cè)量工作,首先要考慮采用何種原理的傳感器,這需要分析多方面的因素之后才能確定.因?yàn)?即使是測(cè)量同一物理量,也有多種原理的傳感器可供選用,哪一種原理的傳感器更為合適,則需要根據(jù)被測(cè)量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問(wèn)題:量程的大小;被測(cè)位置對(duì)傳感器體積的要求;測(cè)量方式為接觸式還是非接觸式;信號(hào)的引出方法,有線或是非接觸測(cè)量;傳感器的來(lái)源,國(guó)產(chǎn)還是進(jìn)口,價(jià)格能否承受,還是自行研制.

在考慮上述問(wèn)題之后就能確定選用何種類(lèi)型的傳感器,然后再考慮傳感器的具體性能指針.

2 、靈敏度的選擇

通常,在傳感器的線性范圍內(nèi),希望傳感器的靈敏度越高越好.因?yàn)橹挥徐`敏度高時(shí),與被測(cè) 
量變化對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的值才比較大,有利于信號(hào)處理.但要注意的是,傳感器的靈敏度高,與被測(cè)量無(wú)關(guān)的外界噪聲也容易混入,也會(huì)被放大系統(tǒng)放大,影響測(cè)量精度.因此,要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比,盡員減少?gòu)耐饨缫氲膹S擾信號(hào).

傳感器的靈敏度是有方向性的.當(dāng)被測(cè)量是單向量,而且對(duì)其方向性要求較高,則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的傳感器;如果被測(cè)量是多維向量,則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好.

3 、頻率響應(yīng)特性

傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測(cè)量的頻率范圍,必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測(cè)量條件,實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有 — 定延遲,希望延遲時(shí)間越短越好.

傳感器的頻率響應(yīng)高,可測(cè)的信號(hào)頻率范圍就寬,而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響,機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大,因有頻率低的傳感器可測(cè)信號(hào)的頻率較低.

在動(dòng)態(tài)測(cè)量中,應(yīng)根據(jù)信號(hào)的特點(diǎn) （ 穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機(jī)等 ） 響應(yīng)特性,以免產(chǎn)生過(guò)火的誤差.

4 、線性范圍

傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍.以理論上講,在此范圍內(nèi),靈敏度保持定值.傳感器的線性范圍越寬,則其量程越大,并且能保證一定的測(cè)量精度.在選擇傳感器時(shí),當(dāng)傳感器的種類(lèi)確定以后首先要看其量程是否滿足要求.

但實(shí)際上,任何傳感器都不能保證的線性,其線性度也是相對(duì)的.當(dāng)所要求測(cè)量精度比較低時(shí),在一定的范圍內(nèi),可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的,這會(huì)給測(cè)量帶來(lái)極大的方便.

5 、穩(wěn)定性

傳感器使用一段時(shí)間后,其性能保持不變化的能力稱(chēng)為穩(wěn)定性.影響傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外,主要是傳感器的使用環(huán)境.因此,要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性,傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力.

在選擇傳感器之前,應(yīng)對(duì)其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查,并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器,或采取適當(dāng)?shù)拇胧?減小環(huán)境的影響.

傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo),在超過(guò)使用期后,在使用前應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定,以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化.

在某些要求傳感器能長(zhǎng)期使用而又不能輕易更換或標(biāo)定的場(chǎng)合,所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴(yán)格,要能夠經(jīng)受住長(zhǎng)時(shí)間的考驗(yàn).

6 、精度

精度是傳感器的一個(gè)重要的性能指針,它是關(guān)系到整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié).傳感器的精度越高,其價(jià)格越昂貴,因此,傳感器的精度只要滿足整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的精度要求就可以,不必選得過(guò)高.這樣就可以在滿足同一測(cè)量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡(jiǎn)單的傳感器.

如果測(cè)量目的是定性分析的,選用重復(fù)精度高的傳感器即可,不宜選用量值精度高的;如果是為了定量分析,必須獲得的測(cè)量值,就需選用精度等級(jí)能滿足要求的傳感器.

如有需要張