چگونه می توان نوع سنسور را انتخاب کرد؟

چگونه می توان نوع سنسور را انتخاب کرد؟

سنسورهای مدرن در اصل و ساختار بسیار متفاوت هستند. نحوه انتخاب سنسورها با توجه به هدف اندازه گیری خاص، جسم اندازه گیری و محیط اندازه گیری، اولین مشکلی است که هنگام اندازه گیری یک کمیت معین حل می شود. هنگامی که سنسور تعیین می شود، روش اندازه گیری مربوطه و تجهیزات اندازه گیری نیز می تواند تعیین شود. موفقیت یا شکست نتایج اندازه گیری تا حد زیادی به معقول بودن انتخاب سنسورها بستگی دارد. سازنده سنسور دما و رطوبت Xiaobian به اشتراک گذاشته است.

1. نوع سنسور را با توجه به جسم اندازه گیری و محیط اندازه گیری تعیین کنید

برای انجام یک کار اندازه گیری خاص، ابتدا باید نوع سنسور مورد استفاده را در نظر بگیریم که پس از تجزیه و تحلیل عوامل مختلف باید مشخص شود. زیرا، حتی برای اندازه گیری همان کمیت فیزیکی، سنسورهایی با اصول متعدد برای انتخاب وجود دارد. کدام نوع سنسور مناسب تر است، باید با توجه به ویژگی های اندازه گیری شده و شرایط استفاده از سنسور، موارد خاص زیر را در نظر بگیرید: اندازه محدوده. الزامات برای حجم سنسور در محل اندازه گیری. آیا روش اندازه گیری تماسی یا غیر تماسی است. روش استخراج سیگنال، اندازه گیری سیمی یا بدون تماس. منبع سنسور، داخلی یا وارداتی، خواه قیمت مقرون به صرفه باشد، یا خودساخته.

پس از در نظر گرفتن مشکلات فوق، می توانیم تعیین کنیم که چه نوع سنسوری را انتخاب کنیم و سپس شاخص های عملکرد خاص سنسور را در نظر بگیریم.

2. انتخاب حساسیت

به طور کلی، در محدوده خطی سنسور، مطلوب است که حساسیت سنسور تا حد امکان بالا باشد. زیرا تنها زمانی که حساسیت بالا باشد، مقدار سیگنال خروجی مربوط به تغییر اندازه گیری شده نسبتاً زیاد است که برای پردازش سیگنال مفید است. البته لازم به ذکر است که حساسیت سنسور زیاد است و نویز خارجی که ربطی به جسم اندازه گیری شده ندارد به راحتی با آن مخلوط می شود و همچنین توسط سیستم تقویت کننده تقویت می شود که در اندازه گیری تاثیر می گذارد. دقت. بنابراین، لازم است که خود سنسور باید نسبت سیگنال به نویز بالایی داشته باشد تا سیگنال های تداخل وارد شده از دنیای خارج را به حداقل برساند.

حساسیت سنسور جهت دار است. هنگامی که جسم اندازه گیری شده یک بردار است و نیاز به جهت بالا دارد، باید یک سنسور با حساسیت کم در جهات دیگر انتخاب شود. اگر جسم اندازه گیری شده یک بردار چند بعدی باشد، هرچه حساسیت متقاطع سنسور کمتر باشد، بهتر است.

3. ویژگی های پاسخ فرکانس

مشخصه پاسخ فرکانس سنسور محدوده فرکانس مورد اندازه گیری را تعیین می کند و لازم است شرایط اندازه گیری بدون تحریف در محدوده فرکانس مجاز حفظ شود. در واقع پاسخ سنسور همیشه تاخیر خاصی دارد. امید است زمان تاخیر تا حد امکان کوتاه باشد.

پاسخ فرکانس سنسور بالا است و محدوده فرکانس سیگنال قابل اندازه گیری گسترده است. با توجه به تأثیر ویژگی های ساختاری، اینرسی سیستم مکانیکی نسبتاً زیاد است و فرکانس سیگنال قابل اندازه گیری سنسور با فرکانس پایین کم است.

در اندازه گیری دینامیکی، ویژگی های پاسخ باید بر اساس ویژگی های سیگنال (حالت پایدار، گذرا، تصادفی و غیره) باشد تا از خطاهای بیش از حد جلوگیری شود.

4. محدوده خطی

محدوده خطی سنسور محدوده ای است که خروجی در آن متناسب با ورودی است. در تئوری، در این محدوده، حساسیت ثابت می ماند. هرچه دامنه خطی سنسور بیشتر باشد، برد آن بیشتر است و می تواند دقت اندازه گیری خاصی را تضمین کند. هنگام انتخاب سنسور، زمانی که نوع سنسور مشخص می شود، اولین چیزی که باید بررسی شود این است که آیا محدوده آن مطابق با الزامات است یا خیر.

اما در واقع هیچ سنسوری نمی تواند خطی بودن مطلق را تضمین کند و خطی بودن آن نیز نسبی است. هنگامی که دقت اندازه گیری مورد نیاز نسبتاً کم باشد، در یک محدوده معین، سنسور با خطای غیرخطی کوچک را می توان تقریباً خطی در نظر گرفت که راحتی زیادی را برای اندازه گیری به ارمغان می آورد.

5. ثبات

توانایی یک سنسور برای حفظ عملکرد خود در طول زمان، پایداری نامیده می شود. علاوه بر ساختار خود سنسور، عوامل موثر بر پایداری طولانی مدت سنسور عمدتاً محیطی است که سنسور در آن استفاده می شود. بنابراین، برای اینکه سنسور پایداری خوبی داشته باشد، سنسور باید سازگاری محیطی قوی داشته باشد.

قبل از انتخاب یک سنسور، محیط کاربری آن را بررسی کنید و حسگر مناسب را با توجه به محیط کاربری خاص انتخاب کنید یا اقدامات مناسب را برای کاهش تاثیر محیط انجام دهید.

شاخص های کمی برای پایداری سنسور وجود دارد. پس از تجاوز از دوره استفاده، باید قبل از استفاده مجدداً کالیبره شود تا مشخص شود آیا عملکرد سنسور تغییر کرده است یا خیر.

در برخی موارد که نیاز به استفاده طولانی مدت از سنسور است اما نمی توان آن را به راحتی تعویض یا کالیبره کرد، سنسور انتخاب شده دارای الزامات پایداری سخت گیرانه تری است و باید بتواند برای مدت طولانی در برابر آزمایش مقاومت کند.

6. دقت

دقت یک شاخص عملکرد مهم سنسور است و یک پیوند مهم مربوط به دقت اندازه گیری کل سیستم اندازه گیری است. هرچه دقت سنسور بالاتر باشد، قیمت آن بیشتر است. بنابراین، دقت سنسور فقط باید الزامات دقت کل سیستم اندازه گیری را برآورده کند و لازم نیست خیلی زیاد انتخاب شود. این امکان انتخاب یک سنسور ارزان‌تر و ساده‌تر را از میان بسیاری از سنسورهایی که هدف اندازه‌گیری یکسانی دارند را ممکن می‌سازد.

اگر هدف از اندازه گیری تجزیه و تحلیل کیفی باشد، استفاده از سنسور با تکرارپذیری بالا کافی است و استفاده از سنسور با دقت قدر مطلق بالا مناسب نیست. اگر برای تجزیه و تحلیل کمی باشد، لازم است مقادیر اندازه گیری دقیق به دست آید، و لازم است سنسوری با سطح دقت انتخاب شود که بتواند الزامات را برآورده کند.

برای برخی مواقع خاص، در صورت عدم انتخاب سنسور مناسب، طراحی و ساخت سنسور به تنهایی ضروری است. عملکرد سنسورهای خودساخته باید الزامات استفاده را برآورده کند.