傳感器選用的6個要點
現代傳感器(qi)在原理與結構上千差萬別，如何根據(ju)具體的(de)測(ce)(ce)(ce)量目的(de)、測(ce)(ce)(ce)量對象以(yi)及測(ce)(ce)(ce)量環境合理地選用傳感器(qi)，是在進行某(mou)個量的(de)測(ce)(ce)(ce)量時首先要解決(jue)的(de)問(wen)題。
當(dang)傳(chuan)感器確(que)(que)定之后(hou)，與之相配套的(de)測量(liang)方法和測量(liang)設備也就可以確(que)(que)定了。測量(liang)結果的(de)成敗，在很(hen)大程度上取決于傳(chuan)感器的(de)選用是(shi)否(fou)合理。
1.根據測量對象與測量環境確定傳感器的類型
要進(jin)行—個具體的(de)測量(liang)工(gong)作，首先要考慮應采用何種原理的(de)傳(chuan)感器，這需要分析多方面的(de)因素之后才能確定。
因為(wei)，即使(shi)是(shi)測(ce)量(liang)同一物理(li)量(liang)，也有多種原(yuan)理(li)的傳感器(qi)可供選用，哪一種原(yuan)理(li)的傳感器(qi)更為(wei)合適，則需(xu)要根(gen)據被測(ce)量(liang)的特點和傳感器(qi)的使(shi)用條件考慮(lv)以下一些具體(ti)問題：
①量程的大小;
②被測位(wei)置對傳感器體積的要求;
③測量方式(shi)為(wei)接(jie)觸(chu)式(shi)還是非接(jie)觸(chu)式(shi);
④信號的引出方(fang)法，有(you)線或是非接(jie)觸(chu)測量;
⑤傳感器的來源(yuan)，國產(chan)還是(shi)進口，價格能否承受，還或者(zhe)是(shi)自行研制(zhi)。
在考慮上述問題(ti)之后(hou)就(jiu)能確定選用(yong)何(he)種類型(xing)的傳(chuan)感器，然(ran)后(hou)再考慮傳(chuan)感器的具體性能指標。
2.靈敏度的選擇
通常(chang)，在傳(chuan)感(gan)器(qi)的線性(xing)范圍內，希(xi)望傳(chuan)感(gan)器(qi)的靈敏度(du)越(yue)高越(yue)好。因為只有(you)(you)靈敏度(du)高時，與(yu)被測量變化對應的輸出信(xin)(xin)(xin)號(hao)的值才比(bi)較大(da)，有(you)(you)利于(yu)信(xin)(xin)(xin)號(hao)處理。但要注意(yi)的是，傳(chuan)感(gan)器(qi)的靈敏度(du)高，與(yu)被測量無關的外(wai)界(jie)噪(zao)聲也容易混入，也會被放(fang)大(da)系統放(fang)大(da)，影(ying)響(xiang)測量精度(du)。因此，要求傳(chuan)感(gan)器(qi)本身應具有(you)(you)較高的信(xin)(xin)(xin)噪(zao)比(bi)，盡(jin)量減少從外(wai)界(jie)引入的干擾信(xin)(xin)(xin)號(hao)。
傳感(gan)(gan)器的(de)(de)靈敏度是(shi)有方(fang)向性的(de)(de)。當被(bei)測量是(shi)單(dan)向量，而且(qie)對其(qi)方(fang)向性要求較高(gao)，則應選擇其(qi)它方(fang)向靈敏度小的(de)(de)傳感(gan)(gan)器;如果被(bei)測量是(shi)多維向量，則要求傳感(gan)(gan)器的(de)(de)交叉靈敏度越(yue)小越(yue)好。
3.頻率響應特性
傳感器的(de)頻率響(xiang)應(ying)特(te)性(xing)決定了被測(ce)量的(de)頻率范圍(wei)，必須在(zai)允許頻率范圍(wei)內(nei)保持不失(shi)真(zhen)的(de)測(ce)量條(tiao)件，實(shi)際上(shang)傳感器的(de)響(xiang)應(ying)總有—定延遲，希望延遲時間越(yue)短(duan)越(yue)好。
傳感(gan)器(qi)的(de)頻率響應高，可測(ce)的(de)信號(hao)頻率范圍就寬，而(er)由于受(shou)到結構特性的(de)影(ying)響，機械系統的(de)慣性較(jiao)大，因此(ci)頻率低的(de)傳感(gan)器(qi)可測(ce)信號(hao)的(de)頻率較(jiao)低。
在動(dong)態測量中，應(ying)根據信(xin)號的特點(穩(wen)態、瞬態、隨機(ji)等)響(xiang)應(ying)特性，以免產生(sheng)過大(da)的誤(wu)差(cha)。
4.線性范圍
傳感(gan)器(qi)的(de)(de)(de)線性(xing)(xing)范(fan)(fan)圍(wei)(wei)是(shi)指輸(shu)出與(yu)輸(shu)入成(cheng)正比(bi)的(de)(de)(de)范(fan)(fan)圍(wei)(wei)。從理(li)論上(shang)講，在此范(fan)(fan)圍(wei)(wei)內，靈敏度保(bao)持定值。傳感(gan)器(qi)的(de)(de)(de)線性(xing)(xing)范(fan)(fan)圍(wei)(wei)越寬，則其量程越大，并且能保(bao)證一定的(de)(de)(de)測量精度。在選擇傳感(gan)器(qi)時，當傳感(gan)器(qi)的(de)(de)(de)種類確(que)定以后首先要(yao)(yao)看其量程是(shi)否滿足(zu)要(yao)(yao)求。
但(dan)實際上(shang)，任何傳(chuan)感(gan)器都不(bu)能(neng)保證的(de)線性(xing)，其線性(xing)度也是相(xiang)對的(de)。當所要求測(ce)量(liang)精度比較低時，在(zai)一定的(de)范圍(wei)內，可將非線性(xing)誤差較小的(de)傳(chuan)感(gan)器近似看作線性(xing)的(de)，這(zhe)會(hui)給測(ce)量(liang)帶來(lai)極(ji)大的(de)方(fang)便。
5.穩定性
傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)使(shi)用(yong)一段時間后，其性(xing)能保(bao)持(chi)不變(bian)化的能力(li)稱為穩(wen)定性(xing)。影(ying)響傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)長期穩(wen)定性(xing)的因素除傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)本身結構外(wai)，主要(yao)(yao)(yao)是傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)的使(shi)用(yong)環(huan)境。因此，要(yao)(yao)(yao)使(shi)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)具有良好的穩(wen)定性(xing)，傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)必須要(yao)(yao)(yao)有較(jiao)強的環(huan)境適應能力(li)。
在選擇(ze)傳(chuan)感(gan)器之前，應對其使(shi)用(yong)環境進行調查(cha)，并根據(ju)具體的(de)使(shi)用(yong)環境選擇(ze)合適的(de)傳(chuan)感(gan)器，或采(cai)取適當的(de)措施(shi)，減小環境的(de)影(ying)響。
6.精度
精(jing)(jing)度(du)是(shi)傳感器的(de)(de)一個(ge)(ge)重要(yao)(yao)的(de)(de)性能指標(biao)，它是(shi)關系到整個(ge)(ge)測量系統測量精(jing)(jing)度(du)的(de)(de)一個(ge)(ge)重要(yao)(yao)環節。傳感器的(de)(de)精(jing)(jing)度(du)越高，其價格越昂貴，因此，傳感器的(de)(de)精(jing)(jing)度(du)只要(yao)(yao)滿(man)足(zu)整個(ge)(ge)測量系統的(de)(de)精(jing)(jing)度(du)要(yao)(yao)求就(jiu)可以，不必(bi)選得過(guo)高。這樣就(jiu)可以在滿(man)足(zu)同一測量目的(de)(de)的(de)(de)諸多傳感器中選擇比較(jiao)便宜(yi)和(he)簡單的(de)(de)傳感器。
如果(guo)測量目(mu)的是(shi)定性分析的，選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)重復精(jing)度(du)高(gao)的傳感器(qi)(qi)即可，不宜(yi)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)量值(zhi)精(jing)度(du)高(gao)的;如果(guo)是(shi)為了定量分析，必須獲得(de)的測量值(zhi)，就需(xu)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)精(jing)度(du)等級(ji)能滿(man)足要求的傳感器(qi)(qi)。
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