現代傳感(gan)器(qi)在原理(li)與(yu)結構上(shang)千差萬別,如何根(gen)據具體的(de)(de)測量目的(de)(de)、測量對象(xiang)以及測量環境合理(li)地選用傳感(gan)器(qi),是在進行某個量的(de)(de)測量時首先要解決(jue)的(de)(de)問題。當傳感(gan)器(qi)確(que)(que)定之(zhi)后,與(yu)之(zhi)相配套的(de)(de)測量方法和測量設備也就可以確(que)(que)定了。測量結果的(de)(de)成敗,在很大程度上(shang)取(qu)決(jue)于傳感(gan)器(qi)的(de)(de)選用是否(fou)合理(li)。
1、根據測量對象與測量環境確定傳感器的類型
要(yao)(yao)進(jin)行—個(ge)具體的(de)(de)(de)測量(liang)工(gong)作,首先要(yao)(yao)考慮(lv)采用何(he)種原理(li)的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi),這需(xu)要(yao)(yao)分析(xi)多方面的(de)(de)(de)因素之(zhi)后才能(neng)(neng)確定。因為,即使(shi)是測量(liang)同(tong)一物理(li)量(liang),也有(you)多種原理(li)的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)可供(gong)選用,哪一種原理(li)的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)更為合(he)適,則(ze)需(xu)要(yao)(yao)根(gen)據被(bei)測量(liang)的(de)(de)(de)特點和傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)使(shi)用條件考慮(lv)以下一些具體問題:量(liang)程的(de)(de)(de)大小;被(bei)測位置對傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)體積的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu);測量(liang)方式為接(jie)觸式還(huan)是非(fei)接(jie)觸式;信(xin)號的(de)(de)(de)引出方法,有(you)線或是非(fei)接(jie)觸測量(liang);傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)來(lai)源,國產還(huan)是進(jin)口,價格能(neng)(neng)否承受,還(huan)是自(zi)行研制。在考慮(lv)上述問題之(zhi)后就能(neng)(neng)確定選用何(he)種類型的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi),然后再考慮(lv)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)具體性能(neng)(neng)指標。
2、靈敏度的選擇
通常,在傳(chuan)感(gan)器的線性范(fan)圍內(nei),希望傳(chuan)感(gan)器的靈(ling)敏(min)度越(yue)(yue)高越(yue)(yue)好。因為只(zhi)有靈(ling)敏(min)度高時,與(yu)被測(ce)量(liang)變化對應的輸出信(xin)號(hao)的值才比(bi)較大,有利(li)于信(xin)號(hao)處理(li)。但要注意的是(shi),傳(chuan)感(gan)器的靈(ling)敏(min)度高,與(yu)被測(ce)量(liang)無關的外界噪(zao)聲也(ye)容易(yi)混入(ru),也(ye)會被放大系統放大,影響測(ce)量(liang)精度。因此,要求(qiu)傳(chuan)感(gan)器本身應具有較高的信(xin)噪(zao)比(bi),盡量(liang)減少從外界引入(ru)的廠(chang)擾信(xin)號(hao)。
傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)靈敏度(du)是有(you)方(fang)向(xiang)(xiang)性(xing)的(de)。當被測量是單向(xiang)(xiang)量,而(er)且對其方(fang)向(xiang)(xiang)性(xing)要(yao)求(qiu)較高,則應選擇其它方(fang)向(xiang)(xiang)靈敏度(du)小的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi);如果被測量是多(duo)維(wei)向(xiang)(xiang)量,則要(yao)求(qiu)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)交叉靈敏度(du)越小越好。
3、頻率響應特性
傳(chuan)感器的(de)頻(pin)(pin)率響應(ying)特性決定(ding)了被測(ce)量的(de)頻(pin)(pin)率范(fan)圍(wei),必須在允許頻(pin)(pin)率范(fan)圍(wei)內保持不失真的(de)測(ce)量條件,實際上傳(chuan)感器的(de)響應(ying)總(zong)有—定(ding)延遲(chi),希望延遲(chi)時間越(yue)短(duan)越(yue)好(hao)。
傳感(gan)器的(de)頻率響應(ying)高,可測的(de)信號頻率范圍就寬(kuan),而由于受到(dao)結構特性(xing)的(de)影響,機械系(xi)統的(de)慣性(xing)較(jiao)大,因(yin)有頻率低(di)(di)的(de)傳感(gan)器可測信號的(de)頻率較(jiao)低(di)(di)。
在動態測量中,應(ying)根據信號的特點(穩態、瞬態、隨(sui)機等)響應(ying)特性,以免產生過火的誤差。
4、線性范圍
傳(chuan)感器的線(xian)形范(fan)圍是(shi)指輸出(chu)與(yu)輸入(ru)成(cheng)正比的范(fan)圍。以理論上(shang)講,在此范(fan)圍內(nei),靈敏度保持定值。傳(chuan)感器的線(xian)性范(fan)圍越(yue)寬,則其量(liang)(liang)程(cheng)越(yue)大,并且能(neng)保證一定的測量(liang)(liang)精度。在選擇傳(chuan)感器時,當傳(chuan)感器的種類確定以后首先要看其量(liang)(liang)程(cheng)是(shi)否滿足要求(qiu)。
但實(shi)際(ji)上,任何傳感(gan)器都不(bu)能保證(zheng)絕對(dui)的(de)線(xian)性(xing),其線(xian)性(xing)度也是相對(dui)的(de)。當所要求測(ce)量精度比較低(di)時,在一定的(de)范圍內(nei),可將非線(xian)性(xing)誤差較小的(de)傳感(gan)器近(jin)似看作線(xian)性(xing)的(de),這會給(gei)測(ce)量帶來極大的(de)方(fang)便。
5、穩定性
傳感(gan)器(qi)使用一段時間后,其性(xing)能(neng)保(bao)持(chi)不變(bian)化的能(neng)力(li)(li)稱為(wei)穩定(ding)性(xing)。影響(xiang)傳感(gan)器(qi)長期穩定(ding)性(xing)的因(yin)素除傳感(gan)器(qi)本身結(jie)構(gou)外,主要(yao)是傳感(gan)器(qi)的使用環(huan)境。因(yin)此,要(yao)使傳感(gan)器(qi)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的穩定(ding)性(xing),傳感(gan)器(qi)必須要(yao)有(you)較強的環(huan)境適應能(neng)力(li)(li)。
在選擇傳感(gan)器(qi)之前(qian),應對(dui)其使用(yong)環(huan)境(jing)進行(xing)調(diao)查,并根據具體(ti)的(de)使用(yong)環(huan)境(jing)選擇合(he)適的(de)傳感(gan)器(qi),或(huo)采取適當的(de)措施,減小環(huan)境(jing)的(de)影(ying)響。
傳感器的(de)穩定(ding)(ding)性有定(ding)(ding)量指標,在超過(guo)使用(yong)期后,在使用(yong)前應重新(xin)進行標定(ding)(ding),以確定(ding)(ding)傳感器的(de)性能是(shi)否發生變(bian)化。
在某些要求(qiu)傳(chuan)感(gan)器能(neng)長期使用(yong)而(er)又不能(neng)輕易更換或標定的(de)場合,所選用(yong)的(de)傳(chuan)感(gan)器穩定性要求(qiu)更嚴格(ge),要能(neng)夠經受住長時間(jian)的(de)考驗(yan)。
6、精度
精(jing)度(du)是(shi)(shi)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的(de)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)重要(yao)(yao)(yao)的(de)性能指標,它是(shi)(shi)關系到整個(ge)(ge)(ge)測(ce)量系統測(ce)量精(jing)度(du)的(de)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)重要(yao)(yao)(yao)環節。傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的(de)精(jing)度(du)越高,其價格(ge)越昂貴,因此,傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的(de)精(jing)度(du)只(zhi)要(yao)(yao)(yao)滿足(zu)整個(ge)(ge)(ge)測(ce)量系統的(de)精(jing)度(du)要(yao)(yao)(yao)求就可以,不必選得(de)過高。這樣就可以在滿足(zu)同(tong)一(yi)(yi)測(ce)量目的(de)的(de)諸(zhu)多傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)中選擇比較便宜和簡單的(de)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)。
如(ru)果(guo)測(ce)量(liang)目的(de)(de)(de)是(shi)定性(xing)分(fen)析的(de)(de)(de),選用(yong)重復(fu)精(jing)度高(gao)的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)感器即可,不宜(yi)選用(yong)絕對(dui)(dui)量(liang)值精(jing)度高(gao)的(de)(de)(de);如(ru)果(guo)是(shi)為了(le)定量(liang)分(fen)析,必須(xu)獲得(de)精(jing)確的(de)(de)(de)測(ce)量(liang)值,就需(xu)選用(yong)精(jing)度等級(ji)能滿(man)足要(yao)求的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)感器。對(dui)(dui)某些(xie)特殊使用(yong)場(chang)合(he),無(wu)法選到合(he)適的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)感器,則需(xu)自行設計制造(zao)傳(chuan)(chuan)感器。自制傳(chuan)(chuan)感器的(de)(de)(de)性(xing)能應滿(man)足使用(yong)要(yao)求。
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