工業傳感器選型:分辨率、靈敏度和精度,差異是什麼
發布時間:2022-12-16 責任編輯:秋天
伴隨著信息時代的到來,傳感器已成為人類獲取自然、生(sheng)產(chan)領(ling)域(yu)信(xin)息(xi)的(de)主(zhu)要(yao)方(fang)式(shi)。在(zai)現(xian)代(dai)工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)中(zhong),傳(chuan)感(gan)器(qi)是(shi)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)的(de)組(zu)成(cheng)部(bu)分(fen),它(ta)通(tong)過(guo)各(ge)種(zhong)傳(chuan)感(gan)器(qi)對(dui)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)進(jin)行(xing)監(jian)控(kong)和(he)控(kong)製(zhi)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)各(ge)個(ge)參(can)數(shu),使(shi)其(qi)處(chu)於(yu)正(zheng)常(chang)或(huo)最(zui)佳(jia)狀(zhuang)態(tai),使(shi)產(chan)品(pin)達(da)到(dao)最(zui)佳(jia)品(pin)質(zhi)。參數指標包括靈敏度、分辨率、精度等,但很多人都不是很清楚這三個參數的區別,導致使用時出現大大小小的問題。傳感器在預測和預防眾多潛在過程中也起著舉足輕重的作用,從而滿足了許多工業傳感應用的需求。本文就傳感器的靈敏度、分辨率和精度三者的區別,以及傳感器選型來做介紹。
傳感器的靈敏度、分辨率、精度的區別
靈敏度
靈敏度是指傳感器在穩態工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值,即輸出、輸入量的量綱之比。
傳感器靈敏度是輸出——輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間呈線性關係,則靈敏度S是一個常數。否則,它將隨輸入量的變化而變化。當傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時,靈敏度可理解為放大倍數。提高靈敏度,可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高,測量範圍愈窄,穩定性也往往愈差。
分辨率
分辨率是指傳感器可感受到的被測量的最小變化的能力。yejiushishuo,ruguoshuruliangcongmouyifeilingzhihuanmandibianhua。dangshurubianhuazhiweichaoguomouyishuzhishi,chuanganqideshuchubuhuifashengbianhua,jichuanganqiduicishuruliangdebianhuashifenbianbuchulaide。zhiyoudangshuruliangdebianhuachaoguofenbianlvshi,qishuchucaihuifashengbianhua。
分辨率通常理解為A/D轉換精度或能感知的最小變化而精度通常指:A/D、傳感電路其它因素等綜合因素,誤差除以顯示所得的百分比。數字式儀表通常決定於A/D轉zhuan換huan器qi的de位wei數shu精jing度du是shi傳chuan感gan器qi重zhong複fu測ce量liang同tong一yi標biao準zhun值zhi的de最zui大da百bai分fen誤wu差cha,是shi校xiao準zhun後hou衡heng量liang準zhun確que程cheng度du的de指zhi標biao分fen辨bian率lv要yao優you於yu精jing度du幾ji倍bei。分fen辨bian率lv與yu傳chuan感gan器qi的de穩wen定ding性xing有you負fu相xiang關guan性xing。
精度
精度是指在真值附近正負三倍標準差的值與量程之比,是指測量值與真值的最大差異;分辨率——是指引起示值改變的最小測量值;應與靈敏係數分開(靈敏係數——指輸出與輸入之比) 。
一般的國產溫度傳感器的精度分A、B兩個級別,國標規定如下:根據傳感器的輸出值與所測量的溫度的真值的差來劃分,A級:不大於±(0.15℃+0.002*傳感器量程);B級:不大於±(0.30℃+0.005*傳感器量程)。所以,如果要求測量精度較高,應該選用量程較小的傳感器。分辨率,“通常決定於A/D轉換器的位數”,或看其輸出值的最後一位。
傳感器的選型要素
自動化領域傳感器分類:
①壓力傳感器
工業自動化中使用的主要壓力傳感器包括壓力傳感器和真空傳感器。

壓力傳感器的應用:用於在給定位置測量低於大氣壓的壓力;用於氣象儀器,飛機,車輛和其他已實現壓力功能的機械;用於係統中以測量其他變量,例如流體/氣體流量,速度,水位和高度。
②溫度傳感器

自動化中使用的主要溫度傳感器包括數字溫度傳感器和溫濕度傳感器。
溫度傳感器的應用:連續測量空氣,土壤或水中的溫度;用於複雜工業應用中的測量;用於在惡劣的工作條件下進行測量。
③MEMS傳感器(微機電係統)
工業自動化中使用的重要傳感器是加速度和運動MEMS.
MEMS傳感器應用範圍廣泛,從工業,娛樂,體育到教育。例如,觸發安全氣囊展開或監視核反應堆。以及用於測量靜態加速度(重力),物體傾斜,飛機中的動態加速度,對汽車中物體的震動,還有手機,洗衣機或電腦的振動。還有用於檢測運動等等。

④扭矩傳感器
工業自動化中使用的重要傳感器包括旋轉扭矩和扭矩傳感器。
扭矩傳感器的應用:用於測量旋轉速度和維護必要性;用於測量質量和質量慣性矩;從準靜態過程的角度來看要計算的扭矩量;用於測量最高旋轉速度,振蕩扭矩。

⑤磁性開關
磁性開關是氣缸用傳感器的一個專用稱呼,主要應用於檢測氣缸活塞位置。通常,都由氣缸供應商根據客戶使用情況配套提供。氣qi缸gang用yong磁ci性xing開kai關guan,可ke用yong於yu設she備bei提ti速su,氣qi缸gang運yun動dong完wan成cheng,磁ci性xing開kai關guan感gan應ying到dao,馬ma上shang進jin行xing下xia一yi步bu工gong作zuo。一yi個ge氣qi缸gang一yi般ban配pei備bei兩liang個ge磁ci性xing開kai關guan,當dang然ran也ye有you配pei一yi個ge磁ci性xing開kai關guan的de情qing況kuang。
另ling外wai一yi個ge需xu要yao特te別bie關guan注zhu的de地di方fang是shi氣qi缸gang不bu一yi定ding就jiu配pei置zhi磁ci性xing開kai關guan來lai檢jian測ce位wei置zhi,如ru果guo氣qi缸gang本ben體ti在zai比bi較jiao狹xia窄zhai的de位wei置zhi,設she置zhi磁ci性xing開kai關guan不bu易yi於yu調tiao節jie,則ze需xu將jiang感gan應ying點dian引yin出chu,由you槽cao型xing開kai關guan來lai感gan應ying氣qi缸gang的de動dong作zuo。
⑥接近開關
jiejinkaiguanyeshiyijudianciganyingdeyuanlishejizhizaode,suoyi,tazhinengyingcejinshumubiaowu,bingqiebutongdejinshuganyingjulilveyouchaju。muqianchangyongdejiejinkaiguanjiancejulidayueyouruxiajizhong:1mm、2mm、4mm、8mm、12mm等。接近開關通常有兩種:埋入型和非埋入型。

接近開關的檢測精度較磁性開關高。接近開關通常用於判斷產品有無、工裝夾具是否到位等對位置精度要求相對較低的場合。
⑦光電傳感器
光電檢測方法具有精度高、反應快、非接觸等優點,而(er)且(qie)可(ke)測(ce)參(can)數(shu)多(duo),傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)結(jie)構(gou)簡(jian)單(dan),形(xing)式(shi)靈(ling)活(huo)多(duo)樣(yang),因(yin)此(ci),光(guang)電(dian)式(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)檢(jian)測(ce)和(he)控(kong)製(zhi)中(zhong)應(ying)用(yong)非(fei)常(chang)廣(guang)泛(fan)。我(wo)們(men)通(tong)常(chang)所(suo)說(shuo)的(de)光(guang)電(dian)開(kai)關(guan)大(da)致(zhi)有(you)三(san)種(zhong):一種是反射式光電傳感器、一種是對射式光電傳感器、一種是使用反射板反射光朿的光電傳感器。

⑧光纖傳感器
guangxianchuanganqiyibanxuyaoguangxianfangdaqipeiheshiyong,jiageshanglaishuoshaoweiguiyidian,danshijiuxingzhishanglaishuo,bizhiqiantidaodeguangdianhejiejinchuanganqiyoubenzhidequbie,takeyijinxingzhideceliang。

光guang纖xian傳chuan感gan器qi設she計ji時shi要yao考kao慮lv光guang纖xian頭tou的de防fang撞zhuang問wen題ti,一yi般ban設she計ji保bao護hu光guang纖xian頭tou的de支zhi架jia。另ling外wai不bu管guan是shi對dui射she光guang電dian還hai是shi對dui射she光guang纖xian受shou周zhou圍wei環huan境jing影ying響xiang相xiang對dui於yu普pu通tong反fan射she光guang纖xian而er言yan要yao小xiao,在zai設she計ji時shi需xu要yao重zhong點dian考kao慮lv。
⑨位移傳感器
位移傳感器又稱為線性傳感器,是一種屬於金屬感應的線性器件。在zai生sheng產chan過guo程cheng中zhong,位wei移yi的de測ce量liang一yi般ban分fen為wei測ce量liang實shi物wu尺chi寸cun和he機ji械xie位wei移yi兩liang種zhong。按an被bei測ce變bian量liang變bian換huan的de形xing式shi不bu同tong,位wei移yi傳chuan感gan器qi可ke分fen為wei模mo擬ni式shi和he數shu字zi式shi兩liang種zhong。

⑩光柵
光柵檢測區域大,所以通常也稱區域傳感器。光柵通常最主要的應用領域是設備之間的互鎖和安全作用,特別是應用於對人的保護上比較多,常用於衝壓機械、剪切設備、金屬切削設備、自動化裝配線、自動化焊接線、機械傳送搬運設備等。
⑪激光檢測儀
激光檢測儀最主要的功能是精確地測量目標物的外形尺寸。
⑫工業照相機
工業照相機在工程上也通常稱為CCD,它主要應用於檢測目標物的外形和位置。隨著目前CCD技術的提高,高分辨率的工業相機已經可以應用於精確測量領域。

⑬編碼器
按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。zengliangshibianmaqishijiangweiyizhuanhuanchengzhouqixingdedianxinhao,zaibazhegedianxinhaozhuanbianchengjishumaichong,yongmaichongdegeshubiaoshiweiyidedaxiao。jueduishibianmaqidemeiyigeweizhiduiyingyigequedingdeshuzima,yincitadeshizhizhiyuceliangdeqishihezhongzhiweizhiyouguan,eryuceliangdezhongjianguochengwuguan。bianmaqitongchangyubujindianjihuozhesifudianjipeiyonggouchengbihuanhuozhebanbihuandekongzhixitong。
⑭微動開關
微動開關是一種接觸式傳感器,目前主要應用於設備之間的連接或者設備的安全防護門狀態的檢測。
⑮智能傳感器

新一代高級智能傳感器將成為工業自動化的心髒。智能工廠可實現的技術包括無線感測、控製係統網路化和工業通信無線化等稱重傳感器。對某些產品質量指標(例如,黏度、硬度、表麵光潔度、成分、顏色及味道等)進行快速直接測量並在線控製。而融合智能技術的傳感器將可以很好的解決上述問題。
總結:
想要互聯就需要網絡的世界與現實世界實現連接,而傳感器就是連接的橋梁。在工業自動化中,傳感器起著至關重要的作用,傳感器幫助人們檢測,分析,測量和處理各種變化。傳感器的靈敏度、分辨率和精度三個指標尤為重要,上文總結出15種類型自動化領域傳感器,給工程師提供選型參考。
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