傳感器的分類及選用

傳感器的定義:

通常把被測(cè)物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成為電量的器件或元件叫傳感器又稱變換器。其中平時(shí)接觸較多物理量就有溫度、濕度、質(zhì)量、重量、李、壓強(qiáng)、速度、加速度、長(zhǎng)度、角度、液位、流量、密度等與此相以對(duì)應(yīng)，生產(chǎn)和生活中就需要溫度傳感器、濕度傳感器、測(cè)重測(cè)力傳感器、壓強(qiáng)傳感器等等。

傳感器的選用：

傳感器在原理與結(jié)構(gòu)上有很大的差別，如何根據(jù)具體的吃完了目的、測(cè)量對(duì)象以及測(cè)量環(huán)境合理的選用傳感器呢？是在進(jìn)行某個(gè)量測(cè)量時(shí)首先要考慮的問題。

當(dāng)傳感器確定之后，與之相配套的測(cè)量方法和測(cè)量設(shè)備也就可以確定了。測(cè)量結(jié)果的成敗，在很大程度上取決與傳感器的選用是否合理。

1.根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定傳感器的類型

要進(jìn)行測(cè)量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素才能確定。因?yàn)?，即使是測(cè)量同意物理量，也有很多中原理的傳感器可以選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則根據(jù)被測(cè)量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：

a、量程的大??；

b、被測(cè)位置對(duì)傳感器體積的要求；

c、測(cè)量方式為接觸式還是非接觸式；

d、信號(hào)的引用方法，有線或是非接觸測(cè)量；

e、傳感器的來源，國(guó)產(chǎn)還是進(jìn)口，價(jià)格能否承受，還是自行研制。

在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標(biāo)。

2、傳感器靈敏度的選擇：

通常在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好。因?yàn)橹挥徐`敏度高時(shí)，與被測(cè)量變化對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的值才比較大，有利于信號(hào)處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度，與被測(cè)量無關(guān)的外界噪音也容易混入，也會(huì)被放大系統(tǒng)放大，影響測(cè)量精度。因此，要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比，盡而減少?gòu)耐饨缫氲母蓴_信號(hào)。

傳感器的靈敏度是有方向性的。當(dāng)被測(cè)量是單向量，而且對(duì)其方向性要求較高，則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的傳感器；如果被測(cè)量是多維向量則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。

3、傳感器頻率響應(yīng)特性：

傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測(cè)量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不是真的測(cè)量條件，實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有延遲，當(dāng)然延遲時(shí)間越短越好。傳感器的頻率響應(yīng)高，可測(cè)的信號(hào)頻率范圍就寬，而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測(cè)信號(hào)的頻率較低。在動(dòng)態(tài)測(cè)量中，應(yīng)根據(jù)信號(hào)的特點(diǎn)(穩(wěn)態(tài)、瞬時(shí)、隨機(jī)等)響應(yīng)特性，以免產(chǎn)生過大的誤差。

4、傳感器線性范圍：

傳感器的線性范圍是值輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講，在此范圍內(nèi)，靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大，而且能保證的測(cè)量精度。在選擇傳感器時(shí)，當(dāng)傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否能滿足要求。

但實(shí)際上，任何傳感器都不能保證的線性，其線性度也是相對(duì)的。當(dāng)所要求測(cè)量精度比較低時(shí)，在的范圍內(nèi)，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的，這會(huì)給測(cè)量帶來的方便。

5、傳感器穩(wěn)定性：

傳感器使用一段時(shí)間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使用傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。因此，在選擇傳感器之前，應(yīng)對(duì)其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當(dāng)?shù)拇胧瑴p小環(huán)境的影響，傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo)，在超過使用期后，在使用前應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。在某些要求傳感器能長(zhǎng)期使用而又不能輕易更換或標(biāo)定的場(chǎng)合，所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴(yán)格，要能夠經(jīng)受住長(zhǎng)時(shí)間的考驗(yàn)。

6、傳感器精度：

精度是傳感器的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價(jià)格月昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的精度要求就可以，不得過高。這樣就可以在滿足同意測(cè)量目的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡(jiǎn)單的傳感器。如果測(cè)量目的是定性分析的，選用重復(fù)精度高的傳感器即可，不宜選用量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精度的測(cè)量值，就需選用精度等級(jí)能滿足要求的傳感器。對(duì)某些特殊使用場(chǎng)合，無法選到合適的傳感器，則需自行設(shè)計(jì)制造傳感器。自制傳感器的性能應(yīng)滿足使用要求。