Hur man väljer en sensor

Moderna sensorer varierar mycket i principer och strukturer. Hur man rimligt väljer en sensor baserat på specifika mälobjekt, objekt och miljöer är det första problemet att lösa vid mätning av en storhet. När sensorn är bestämd kan också stödmätningsmetoder och utrustning identifieras. Mätningsresultatets framgång beror till stor del på om sensorn är rimligt vald.

Först, a vgör ing sensortypen baserad på mätobjektet och miljön

För att genomföra en specifik mätning är det första steget att överväga vilken sensorns princip som ska användas, vilket kräver analys av flera faktorer. Även vid mätning av samma fysikaliska storhet finns det flera tillgängliga sensorprinciper. Lämpligheten hos en sensorprincip beror på den mätas egenskaper och sensorns driftsförhållanden, vilket kräver beaktande av följande specifika frågor: m mätområde , k rav på sensorstorlek baserat på det mätta läget , C kontakt- eller icke-kontaktmätningsmetod , s signalutmatningsmetod (kabelbunden eller kontaktfri) , s sensorursprung (inhemsk eller importerad), kostnadsaspekter eller självutvecklad . Efter att ovanstående har beaktats kan sensortypen fastställas, följt av specifika prestandaindikatorer.

Till sist, Val av känslighet . Generellt sett, inom den linjära omfånget för en sensor är högre känslighet önskad. Högre känslighet resulterar i större utmatningssignaler som motsvarar förändringar av det mätta värdet, vilket underlättar signalbearbetning. Det bör dock noteras att hög känslighet lätt kan introducera extern brus som inte är relaterat till det mätta värdet, vilket kan förstärkas av systemet och påverka mät precisionen. Därför bör sensorn själv ha en hög signal-till-brus-förhållande för att minimera störningar från externa källor.
Sensorkänslighet är riktningsspecifik. För ensidiga mätningar med höga krav på riktning, välj sensorer med låg känslighet i andra riktningar; för flerdimensionella mätningar, välj sensorer med minimal korskänslighet.

T tredje, r svarsparametrar (reaktionstid) . En sensors frekvenssvarsegenskap avgör det mätbara frekvensområdet för den mätta storheten, vilket måste upprätthålla en deformationsfri mätning inom det tillåtna frekvensområdet. I praktiken har en sensors svar alltid en viss fördröjning, och kortare fördröjningstider är att föredra.  Högre frekvenssvar möjliggör bredare mätbara signalfrekvensområden, medan mekaniska system med stor tröghet (på grund av strukturella begränsningar) är lämpliga för sensorer med lägre egenfrekvens och smalare mätbara frekvensområden. Vid dynamiska mätningar ska svarsparametrarna anpassas till signaltypen (stationär, transient, slumpmässig etc.) för att undvika överdrivna fel.

Först, Linjär omfattning . Linjära omfånget för en sensor syftar till det område där utdata är proportionellt mot indata. Teoretiskt sett förblir känsligheten konstant inom detta område. Ett större linjärt omfång möjliggör ett större mätområde och säkerställer mät precision. När man väljer en sensor, kontrollera först om dess omfång uppfyller kraven efter att ha fastställt sensortypen.
I praktiken är ingen sensor helt linjär, och linjäriteten är relativ. För mätningar med låg noggrannhetskrav kan sensorer med små icke-linjära fel approximeras som linjära inom ett visst område, vilket förenklar mätningarna avsevärt.

F andra, Stabilitet . Stabilitet syftar till en sensors förmåga att bibehålla sin prestation oförändrad efter en tidsperiod av användning. Faktorer som påverkar långsiktig stabilitet inkluderar inte bara sensorns struktur utan också dess driftsmiljö. Därför måste sensorer ha god miljöanpassningsförmåga för att säkerställa god stabilitet.
Innan du väljer en sensor bör undersöka dess avsedda användningsmiljö och välj en lämplig sensor eller vidta åtgärder för att minska påverkan från miljön. Stabilitet har kvantitativa indikatorer; efter att livslängden överskrids ska sensorn kalibreras om innan användning för att bekräfta om prestandan har förändrats. -kalibrera sensorn innan användning för att bekräfta om prestandan har förändrats. I tillämpningar som kräver långtidsanvändning utan enkel ersättning eller omkalibrering är kraven på sensorstabilitet strängare och måste klara pågående testning. -kalibrering, är kraven på sensorstabilitet strängare och måste klara pågående testning.

S sjätte, Noggrannhet . Noggrannhet är en viktig prestandaindikator för sensorer och en avgörande faktor för mätningens noggrannhet i hela systemet. Sensorer med högre noggrannhet är dyrare, så det räcker med att sensorns noggrannhet uppfyller systemets krav – det behövs ingen överdriven precision. Detta gör det möjligt att välja billigare och enklare sensorer bland de som uppfyller samma mälobjektiv.  För kvalitativ analys bör du välja sensorer med hög repeterbarhet snarare än hög absolut noggrannhet.  För kvantitativ analys som kräver exakta mätningar, välj sensorer med lämpliga noggrannhetsklasser.
I specialtillämpningar där inga lämpliga sensorer finns tillgängliga kan det vara nödvändigt att själv utforma och tillverka dem, där hemtillverkade sensorer måste uppfylla prestandakraven.