现代传感器在原理和结构上千差万别,如何根据具体的测量对象、测量目的以及测量环境合理地选用传感器。
1.根据测量对象与测量环境确定传感器类型
即使是测量同一物理量,也有多种原理的传感器可供选用。哪一种原理的传感器更为合适,则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件加以考虑。
2.灵敏度的选择
通常,在传感器的线性范围内,希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时,与被测量变化对应的输出信号的值才比较大,有利于信号处理。但要注意的是,传感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声就容易混入,也会被传感器放大,影响测量精度。因此,要求传感器本身应具有较高的信噪比,尽量减少从外界引入干扰信号。传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量,而且对其方向性要求较高,则应选择其他方向灵敏度小的传感器;如果被测量是多维向量,则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。
3.频率响应特性
传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围,必须在允许频率范围内保持不失真的测量,传感器的频率响应高,可测的信号频率范围就宽。所以在动态测量中,应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性来选择合适的传感器。实际上传感器的响应总有一定延迟,但希望延迟时间越短越好。
4.线性范围
传感器的线性范围是指输出与输入成正比的范围。从理论上讲,在此范围内,灵敏度保持定值传感器的线性范围越宽,则其量程越大,测量精度也高。在选择传感器时,当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。实际上,任何传感器都不能保证绝对的线性,其线性度也是相对的。
5.稳定性
传感器投入使用后,其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外,主要是传感器的使用环境。因此,要使传感器具有良好的稳定性,传感器必须要有较强的环境适应能力。
6.精度
精度是传感器的一个重要的性能指标,它是关系到整个测量系统测量精度的重要环节。传感器的精度越高,其价格越昂贵,因此传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求即可。如果测量目的是定性分析的,选用重复精度高的传感器即可,不宜选用绝对量值精度高的;如果是为了定量分析,必须获得精确的测量值,就需选用精度等级能满足要求的传感器。
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