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选择性能比较好的传感器要坚持的原则

时间:2021-01-08 点击次数:

现代化的传感器在原理和结构上有很大的差异,如何根据具体的测量目标、测量对象和测量环境合理选择传感器,是进行某一量的测量时首先要解决的问题。在传感器确定之后,还可以确定与之配套的测量方法和测量装置。传感器的选择是否合理,在很大程度上决定着测量结果能否成功。

根据被测物体和被测环境确定传感器类型;

为了完成一项具体的测量工作,首先要考虑传感器采用了什么原理,这需要在分析多种因素后才能确定。由于即使测量的是相同的物理量,也有多种原理的传感器可供选择,哪种原理的传感器更合适,需要根据传感器的特性和使用条件来考虑以下几个具体问题:测量范围;传感器的尺寸;传感器的位置对其体积的要求;测量方式是接触法还是非接触法;信号引出法,有线法还是非接触法;传感器用国内还是国外的,价格是否能承受,还是自己研发的?

通过对上述问题的研究,我们可以在考虑传感器的具体性能指标之前,确定选择哪一种传感器。

敏感性的选择。

一般情况下,在传感器的线性范围内,期望灵敏度越高越好。由于只有在高灵敏度条件下,与测量变化相对应的输出信号值才较大,有利于信号处理。但是需要注意的是,传感器的灵敏度很高,与测量无关的外部噪声也很容易混合,而且会被放大,从而影响测量的精度。所以要求传感器本身要有较高的信噪比,并尽量减少来自外部输入的干扰信号。

感应器的灵敏度具有定向性。若所测量的是单向量,且对其方向性的要求较高,则应选择其他方向的灵敏度较低的传感器;若为多维向量,则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。

频率响应特性。

该传感器的频率响应特性决定了要测量的频率范围,必须在所允许的频率范围内保持无畸变的测量条件,而且传感器在实际中总是会有—定延迟,希望延迟时间越短越好。

由于有低频传感器可测信号的低频特性,使其具有较高的频率响应,同时由于受结构特性的影响,机械系统的惯性也较大。

根据信号的特征(稳态、瞬态、随机等)进行动态测量时,应注意避免测量误差过大。

线性范围。

感应器的线性范围是输出与输入成比例的范围。从理论上说,在这个范围内,敏感性是固定的。测量范围越宽,传感器的线性范围就越大,并能保证一定的测量精度。传感器选型时,先确定传感器的种类,然后看其量程是否满足要求。

但是事实上,没有一个传感器能够保证绝对线性,它的线性度也是相对的。在要求的测量精度较低,且在一定范围内非线性误差较小的情况下,传感器可以近似为线性传感器,从而为测量提供了很大的方便。

五是稳定性。

稳定是指传感器在使用一段时间后其性能保持不变。除了传感器本身的结构外,影响传感器长期稳定性的因素主要是其使用环境。为了使传感器具有良好的稳定性,需要传感器对环境有很强的适应能力。传感器的选用应首先考察其使用环境,然后根据具体的使用环境选择合适的传感器,或采取适当的措施,以减少环境的影响。

在传感器稳定性方面有定量指标,超过使用期限后,在使用前应重新进行标定,以确定是否改变了传感器的性能。

有些情况下,要求传感器可以长期使用,而不能轻易地更换或标定,对选择的传感器稳定性要求较高,要能够经得起长时间的检验。

精确度

精确度是传感器的重要性能指标,对整个测量系统的测量精确度起着至关重要的作用。由于测量精度较高,传感器的价格也较贵,因此,只要能满足整个测量系统的精度要求,传感器的精度就可以了,不必选得太高。因此,在满足相同测量要求的多个传感器中,可以选择比较便宜和简单的传感器。

若要进行定性分析,可选用重复性精度高的传感器,而不应选择绝对量精度高的传感器;若要进行定量分析,要得到精确的测量值,则需要选择精度等级能满足要求的传感器。

对于一些不能选择合适传感器的特殊应用场合,需要自行设计制造传感器。自行研制的传感器性能符合使用要求。

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