傳感器選型時要考慮哪些因素及傳感器的選型準則
劉路路
發(fā)布于2022-11-11 18:37
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標簽:傳感器
現(xiàn)代傳感器的原理與結構千差萬別,這使得它們的工作原理、結構形式、使用環(huán)境、應用條件、任務目的存在很大不同,如何根據(jù)具體的測量目的、測量對象以及測量環(huán)境合理地選用傳感器,是在進行某個物理量測量時首先要解決的問題。當傳感器確定之后,與之相配套的測量方法和測量設備才能夠進一步確定。測量結果的成敗,在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。
1. 傳感器的選用涉及的因素
無論選用何種傳感器,都要考慮可靠性、靜態(tài)精度、動態(tài)性能、靈敏度、分辨率、抗干擾能力、量程、能耗、成本、測量方式、安裝方式等共性因素。
1)與測量條件有關的因素測量的目的、被測試量的選擇、測量范圍、輸入信號的幅值頻帶寬度、精度要求、測量所需要的時間。
2)與傳感器技術指標有關的因素精度、穩(wěn)定度、響應特性、模擬量與數(shù)字量、輸出幅值、對被測物體產(chǎn)生的負載效應、校正周期、輸入信號的保護。
3)與使用環(huán)境條件有關的因素環(huán)境條件(濕度、溫度、振動等)、安裝現(xiàn)場條件及情況、信號傳輸距離、所需現(xiàn)場提供的功率容量。
4)與購買和維修有關的因素價格、零配件的儲備、服務與維修制度、保修時間、交貨日期。
2. 傳感器的選型準則
(1)傳感器類型
工程設計時,應該根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型。這需要分析多種因素后確定采用何種工作原理的傳感器。因為即使是測量同一物理量,也有多種工作原理的傳感器可供選用,關于哪一種工作原理的傳感器更為合適,這需要根據(jù)被測量量的特點和傳感器的使用條件具體問題具體分析??紤]的因素主要有量程的大小、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、信號的引出方式、傳感器的來源、價格能否承受、購買還是自行研制。在權衡這些因素后,確定傳感器的類型,下一步才是傳感器具體性能指標的選型。
(2)精度
精度是傳感器的一個重要的性能指標,它關系到整個測量系統(tǒng)的測量精度和控制設備的控制精度。傳感器的精度越高,其價格也越昂貴。因此,傳感器的精度選型是在成本與性能之間進行平衡與協(xié)調(diào)。
如果測量目的是定性分析,則選用重復精度高的傳感器,不宜選用絕對量值精度高的傳感器如果測量目的是定量分析,必須獲得精確的測量值,則需選用精度等級能滿足要求的傳感器。某些時候,要求傳感器的精度越高越好。例如,現(xiàn)代超精密切削機床,測量其運動部件的定位精度、主軸的回轉運動誤差、振動及熱形變等時,往往要求測量精度為0.001~0.1mm。對某些特殊使用場合,無法選到合適的傳感器,則需自行設計制造傳感器,但自制傳感器的性能必須經(jīng)計量部門檢測,并能夠滿足使用要求。