怎樣選擇傳感器
發布時間:2012-01-17
中心議題:
現代傳感器在原理與結構上千差萬別,如何根據具體的測量目的、測(ce)量(liang)對(dui)象(xiang)以(yi)及(ji)測(ce)量(liang)環(huan)境(jing)合(he)理(li)地(di)選(xuan)用(yong)傳(chuan)感(gan)器(qi),是(shi)在(zai)進(jin)行(xing)某(mou)個(ge)量(liang)的(de)測(ce)量(liang)時(shi)首(shou)先(xian)要(yao)解(jie)決(jue)的(de)問(wen)題(ti)。當(dang)傳(chuan)感(gan)器(qi)確(que)定(ding)之(zhi)後(hou),與(yu)之(zhi)相(xiang)配(pei)套(tao)的(de)測(ce)量(liang)方(fang)法(fa)和(he)測(ce)量(liang)設(she)備(bei)也(ye)就(jiu)可(ke)以(yi)確(que)定(ding)了(le)。測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)的(de)成(cheng)敗(bai),在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)取(qu)決(jue)於(yu)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)選(xuan)用(yong)是(shi)否(fou)合(he)理(li)。
1、根據測量對象與測量環境確定傳感器的類
要進行—gejutidecelianggongzuo,shouxianyaokaolvcaiyonghezhongyuanlidechuanganqi,zhexuyaofenxiduofangmiandeyinsuzhihoucainengqueding。yinwei,jishishiceliangtongyiwuliliang,yeyouduozhongyuanlidechuanganqikegongxuanyong,nayizhongyuanlidechuanganqigengweiheshi,zexuyaogenjubeiceliangdetedianhechuanganqideshiyongtiaojiankaolvyixiayixiejutiwenti:量程的大小;被測位置對傳感器體積的要求;測量方式為接觸式還是非接觸式;信號的引出方法,有線或是非接觸測量;傳感器的來源,國產還是進口,價格能否承受,還是自行研製。
在考慮上述問題之後就能確定選用何種類型的傳感器,然後再考慮傳感器的具體性能指標。
2、靈敏度的選擇
通tong常chang,在zai傳chuan感gan器qi的de線xian性xing範fan圍wei內nei,希xi望wang傳chuan感gan器qi的de靈ling敏min度du越yue高gao越yue好hao。因yin為wei隻zhi有you靈ling敏min度du高gao時shi,與yu被bei測ce量liang變bian化hua對dui應ying的de輸shu出chu信xin號hao的de值zhi才cai比bi較jiao大da,有you利li於yu信xin號hao處chu理li。但dan要yao注zhu意yi的de是shi,傳chuan感gan器qi的de靈ling敏min度du高gao,與yu被bei測ce量liang無wu關guan的de外wai界jie噪zao聲sheng也ye容rong易yi混hun入ru,也ye會hui被bei放fang大da係xi統tong放fang大da,影ying響xiang測ce量liang精jing度du。因yin此ci,要yao求qiu傳chuan感gan器qi本ben身shen應ying具ju有you較jiao高gao的de信xin噪zao比bi,盡jin員yuan減jian少shao從cong外wai界jie引yin入ru的de廠chang擾rao信xin號hao。
傳感器的靈敏度是有方向性的。當被測量是單向量,而且對其方向性要求較高,則應選擇其它方向靈敏度小的傳感器;如果被測量是多維向量,則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。
3、頻率響應特性
傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率範圍,必須在允許頻率範圍內保持不失真的測量條件,實際上傳感器的響應總有—定延遲,希望延遲時間越短越好。
傳chuan感gan器qi的de頻pin率lv響xiang應ying高gao,可ke測ce的de信xin號hao頻pin率lv範fan圍wei就jiu寬kuan,而er由you於yu受shou到dao結jie構gou特te性xing的de影ying響xiang,機ji械xie係xi統tong的de慣guan性xing較jiao大da,因yin有you頻pin率lv低di的de傳chuan感gan器qi可ke測ce信xin號hao的de頻pin率lv較jiao低di。
在動態測量中,應根據信號的特點(穩態、瞬態、隨機等)響應特性,以免產生過火的誤差。
4、線性範圍
傳chuan感gan器qi的de線xian形xing範fan圍wei是shi指zhi輸shu出chu與yu輸shu入ru成cheng正zheng比bi的de範fan圍wei。以yi理li論lun上shang講jiang,在zai此ci範fan圍wei內nei,靈ling敏min度du保bao持chi定ding值zhi。傳chuan感gan器qi的de線xian性xing範fan圍wei越yue寬kuan,則ze其qi量liang程cheng越yue大da,並bing且qie能neng保bao證zheng一yi定ding的de測ce量liang精jing度du。在zai選xuan擇ze傳chuan感gan器qi時shi,當dang傳chuan感gan器qi的de種zhong類lei確que定ding以yi後hou首shou先xian要yao看kan其qi量liang程cheng是shi否fou滿man足zu要yao求qiu。
danshijishang,renhechuanganqidoubunengbaozhengjueduidexianxing,qixianxingduyeshixiangduide。dangsuoyaoqiuceliangjingdubijiaodishi,zaiyidingdefanweinei,kejiangfeixianxingwuchajiaoxiaodechuanganqijinsikanzuoxianxingde,zhehuigeiceliangdailaijidadefangbian。
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5、穩定性
chuanganqishiyongyiduanshijianhou,qixingnengbaochibubianhuadenenglichengweiwendingxing。yingxiangchuanganqichangqiwendingxingdeyinsuchuchuanganqibenshenjiegouwai,zhuyaoshichuanganqideshiyonghuanjing。yinci,yaoshichuanganqijuyoulianghaodewendingxing,chuanganqibixuyaoyoujiaoqiangdehuanjingshiyingnengli。
在選擇傳感器之前,應對其使用環境進行調查,並根據具體的使用環境選擇合適的傳感器,或采取適當的措施,減小環境的影響。
傳感器的穩定性有定量指標,在超過使用期後,在使用前應重新進行標定,以確定傳感器的性能是否發生變化。
在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標定的場合,所選用的傳感器穩定性要求更嚴格,要能夠經受住長時間的考驗。
6、精度
jingdushichuanganqideyigezhongyaodexingnengzhibiao,tashiguanxidaozhenggeceliangxitongceliangjingdudeyigezhongyaohuanjie。chuanganqidejingduyuegao,qijiageyueanggui,yinci,chuanganqidejingduzhiyaomanzuzhenggeceliangxitongdejingduyaoqiujiukeyi,bubixuandeguogao。zheyangjiukeyizaimanzutongyiceliangmudedezhuduochuanganqizhongxuanzebijiaobianyihejiandandechuanganqi。
如果測量目的是定性分析的,選用重複精度高的傳感器即可,不宜選用絕對量值精度高的;如果是為了定量分析,必須獲得精確的測量值,就需選用精度等級能滿足要求的傳感器。
對某些特殊使用場合,無法選到合適的傳感器,則需自行設計製造傳感器。自製傳感器的性能應滿足使用要求。
- 探討傳感器的選擇方法
- 根據測量對象與測量環境確定傳感器的類
- 靈敏度的選擇和頻率響應特性
- 線性範圍、穩定性和精度
現代傳感器在原理與結構上千差萬別,如何根據具體的測量目的、測(ce)量(liang)對(dui)象(xiang)以(yi)及(ji)測(ce)量(liang)環(huan)境(jing)合(he)理(li)地(di)選(xuan)用(yong)傳(chuan)感(gan)器(qi),是(shi)在(zai)進(jin)行(xing)某(mou)個(ge)量(liang)的(de)測(ce)量(liang)時(shi)首(shou)先(xian)要(yao)解(jie)決(jue)的(de)問(wen)題(ti)。當(dang)傳(chuan)感(gan)器(qi)確(que)定(ding)之(zhi)後(hou),與(yu)之(zhi)相(xiang)配(pei)套(tao)的(de)測(ce)量(liang)方(fang)法(fa)和(he)測(ce)量(liang)設(she)備(bei)也(ye)就(jiu)可(ke)以(yi)確(que)定(ding)了(le)。測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)的(de)成(cheng)敗(bai),在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)取(qu)決(jue)於(yu)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)選(xuan)用(yong)是(shi)否(fou)合(he)理(li)。
1、根據測量對象與測量環境確定傳感器的類
要進行—gejutidecelianggongzuo,shouxianyaokaolvcaiyonghezhongyuanlidechuanganqi,zhexuyaofenxiduofangmiandeyinsuzhihoucainengqueding。yinwei,jishishiceliangtongyiwuliliang,yeyouduozhongyuanlidechuanganqikegongxuanyong,nayizhongyuanlidechuanganqigengweiheshi,zexuyaogenjubeiceliangdetedianhechuanganqideshiyongtiaojiankaolvyixiayixiejutiwenti:量程的大小;被測位置對傳感器體積的要求;測量方式為接觸式還是非接觸式;信號的引出方法,有線或是非接觸測量;傳感器的來源,國產還是進口,價格能否承受,還是自行研製。
在考慮上述問題之後就能確定選用何種類型的傳感器,然後再考慮傳感器的具體性能指標。
2、靈敏度的選擇
通tong常chang,在zai傳chuan感gan器qi的de線xian性xing範fan圍wei內nei,希xi望wang傳chuan感gan器qi的de靈ling敏min度du越yue高gao越yue好hao。因yin為wei隻zhi有you靈ling敏min度du高gao時shi,與yu被bei測ce量liang變bian化hua對dui應ying的de輸shu出chu信xin號hao的de值zhi才cai比bi較jiao大da,有you利li於yu信xin號hao處chu理li。但dan要yao注zhu意yi的de是shi,傳chuan感gan器qi的de靈ling敏min度du高gao,與yu被bei測ce量liang無wu關guan的de外wai界jie噪zao聲sheng也ye容rong易yi混hun入ru,也ye會hui被bei放fang大da係xi統tong放fang大da,影ying響xiang測ce量liang精jing度du。因yin此ci,要yao求qiu傳chuan感gan器qi本ben身shen應ying具ju有you較jiao高gao的de信xin噪zao比bi,盡jin員yuan減jian少shao從cong外wai界jie引yin入ru的de廠chang擾rao信xin號hao。
傳感器的靈敏度是有方向性的。當被測量是單向量,而且對其方向性要求較高,則應選擇其它方向靈敏度小的傳感器;如果被測量是多維向量,則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。
3、頻率響應特性
傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率範圍,必須在允許頻率範圍內保持不失真的測量條件,實際上傳感器的響應總有—定延遲,希望延遲時間越短越好。
傳chuan感gan器qi的de頻pin率lv響xiang應ying高gao,可ke測ce的de信xin號hao頻pin率lv範fan圍wei就jiu寬kuan,而er由you於yu受shou到dao結jie構gou特te性xing的de影ying響xiang,機ji械xie係xi統tong的de慣guan性xing較jiao大da,因yin有you頻pin率lv低di的de傳chuan感gan器qi可ke測ce信xin號hao的de頻pin率lv較jiao低di。
在動態測量中,應根據信號的特點(穩態、瞬態、隨機等)響應特性,以免產生過火的誤差。
4、線性範圍
傳chuan感gan器qi的de線xian形xing範fan圍wei是shi指zhi輸shu出chu與yu輸shu入ru成cheng正zheng比bi的de範fan圍wei。以yi理li論lun上shang講jiang,在zai此ci範fan圍wei內nei,靈ling敏min度du保bao持chi定ding值zhi。傳chuan感gan器qi的de線xian性xing範fan圍wei越yue寬kuan,則ze其qi量liang程cheng越yue大da,並bing且qie能neng保bao證zheng一yi定ding的de測ce量liang精jing度du。在zai選xuan擇ze傳chuan感gan器qi時shi,當dang傳chuan感gan器qi的de種zhong類lei確que定ding以yi後hou首shou先xian要yao看kan其qi量liang程cheng是shi否fou滿man足zu要yao求qiu。
danshijishang,renhechuanganqidoubunengbaozhengjueduidexianxing,qixianxingduyeshixiangduide。dangsuoyaoqiuceliangjingdubijiaodishi,zaiyidingdefanweinei,kejiangfeixianxingwuchajiaoxiaodechuanganqijinsikanzuoxianxingde,zhehuigeiceliangdailaijidadefangbian。
[page]
5、穩定性
chuanganqishiyongyiduanshijianhou,qixingnengbaochibubianhuadenenglichengweiwendingxing。yingxiangchuanganqichangqiwendingxingdeyinsuchuchuanganqibenshenjiegouwai,zhuyaoshichuanganqideshiyonghuanjing。yinci,yaoshichuanganqijuyoulianghaodewendingxing,chuanganqibixuyaoyoujiaoqiangdehuanjingshiyingnengli。
在選擇傳感器之前,應對其使用環境進行調查,並根據具體的使用環境選擇合適的傳感器,或采取適當的措施,減小環境的影響。
傳感器的穩定性有定量指標,在超過使用期後,在使用前應重新進行標定,以確定傳感器的性能是否發生變化。
在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標定的場合,所選用的傳感器穩定性要求更嚴格,要能夠經受住長時間的考驗。
6、精度
jingdushichuanganqideyigezhongyaodexingnengzhibiao,tashiguanxidaozhenggeceliangxitongceliangjingdudeyigezhongyaohuanjie。chuanganqidejingduyuegao,qijiageyueanggui,yinci,chuanganqidejingduzhiyaomanzuzhenggeceliangxitongdejingduyaoqiujiukeyi,bubixuandeguogao。zheyangjiukeyizaimanzutongyiceliangmudedezhuduochuanganqizhongxuanzebijiaobianyihejiandandechuanganqi。
如果測量目的是定性分析的,選用重複精度高的傳感器即可,不宜選用絕對量值精度高的;如果是為了定量分析,必須獲得精確的測量值,就需選用精度等級能滿足要求的傳感器。
對某些特殊使用場合,無法選到合適的傳感器,則需自行設計製造傳感器。自製傳感器的性能應滿足使用要求。
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