傳感器選用原則詳細解說

傳感器的線性范圍

??? 任何傳感器都有一定的線性范圍，在線性范圍內(nèi)輸出與輸入成比例關(guān)系。線性范圍愈寬，則表明傳感器的工作量程愈大。

???? 為了保證測量的精確度，傳感器必須在線性區(qū)域內(nèi)工作。例如，機械式傳感器的彈性元件，其材料的彈性限是決定測量量程的基本因素。當超過彈性極限時，將特產(chǎn)生非線性誤差。

?????? 然而任何傳感器都不容易保證其絕對線性，在某些情況下，在許可限度內(nèi)，也可以在其近似線性區(qū)域應(yīng)用。例如，變極距型電容、電感傳感器，均采用在初始間隙附近的近似線性區(qū)內(nèi)工作。選用時必須考慮被測物理量的變化范圍、令其非線性誤差在允許范圍以內(nèi)。

傳感器的響應(yīng)特性

傳感器的響應(yīng)特性必須在所測頻率范圍內(nèi)盡量保持不失真。但實際傳感器的響應(yīng)總有一遲延，但遲延時間越短越好。

?????? 一般光電效應(yīng)、壓電效應(yīng)等物性型傳感器，響應(yīng)時間小，可工作頻率范圍寬。而結(jié)構(gòu)型，如電感、電容、磁電式傳感器等，由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，往往由于機械系統(tǒng)慣性的限制，其固有頻率低。

????? 在動態(tài)測量中，傳感器的響應(yīng)特性對測試結(jié)果有直接影響，在選用時，應(yīng)充分考慮到被測物理量的變化特點(如穩(wěn)態(tài)、瞬變、隨機等)。

傳感器的穩(wěn)定性

??? 傳感器的穩(wěn)定性是經(jīng)過長期使用以后，其輸出特性不發(fā)生變化的性能。影響傳感器穩(wěn)定性的因素是時間與環(huán)境。

?????? 為了保證穩(wěn)定性，在選用傳感器之前，應(yīng)對使用環(huán)境進行調(diào)查，以選擇合適的傳感器類型。例如電阻應(yīng)變式傳感器，濕度會影響其絕緣性，溫度會影響其零漂，長期使用會產(chǎn)生蠕變現(xiàn)象。又如，對于變極距型電容傳感器，環(huán)境濕度或油劑浸人間隙時，會改變電容器介質(zhì)。光電傳感器的感光表面有灰塵或水泡時，會改變感光性質(zhì)。對于磁電式傳感器或霍爾效應(yīng)元件等，當在電場、磁場中工作時，亦會帶來測量誤差?；€電阻式傳感器表面有灰塵時，將會引入噪聲。

?????? 在有些機械自動化系統(tǒng)中或自動檢測裝置中，所用的傳感器往往是在比較惡劣的環(huán)境下工作，其灰塵、油劑、溫度、振動等干擾是很嚴重的。這時傳感器的選用，必須優(yōu)先考慮穩(wěn)定性因素。

傳感器的精確度

??? 傳感器的精確度表示傳感器的輸出與被測量的對應(yīng)程度。因為傳感器處于測試系統(tǒng)的輸入端，因此，傳感器能否真實地反映被測量，對整個測試系統(tǒng)具有直接影響。

??????? 然而，傳感器的精確度也并非愈高愈好，因為還要考慮到經(jīng)濟性。傳感器精確度愈高，價格越昂貴，因此應(yīng)從實際出發(fā)來選擇。

?????? 首先應(yīng)了解測試目的，是定性分析還是定量分析。如果屬于相對比較性的試驗研究，只需獲得相對比較值即可，那么對傳感器的精確度要求可低些。然而對于定量分析，為了必須獲得精確量值，因而要求傳感器應(yīng)有足夠高的精確度。
傳感器其它選用原則

??? 傳感器在實際測試條件下的工作方式，也是選用傳感器時應(yīng)考慮的重要因素。因為測量條件不同對傳感器要求也不同。

?????? 在機械系統(tǒng)中，運動部件的被測參數(shù) (例如回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速、振動、扭矩)，往往需要非接觸式測量。因為對部件的接觸式測量不僅造成對被測系統(tǒng)的影響，且有許多實際困難，如測量頭的磨損、接觸狀態(tài)的變動，信號采集等都不易妥善解決，也易于造成測量誤差。采用電容式、渦流式等非接觸式傳感器，會有很大方便。若選用電阻應(yīng)變計時，則還需配用遙測應(yīng)變儀。

?????? 另外，為實現(xiàn)自動化過程的控制與檢測系統(tǒng)，往往要求真實性與可靠性。因此必須在現(xiàn)場實際條件下才能達到檢測要求，因而對傳感器及測試系統(tǒng)都有一定特殊要求。例如，在加工過程中，若要實現(xiàn)表面粗糙度的檢測，以往的干涉法、觸針式輪廓檢測法等都不能應(yīng)用，而代之以激光檢測法。