6 простых шагов к выбору идеальных датчиков для вашего проекта

Современные датчики различаются по принципу действия и структуре.

Как разумно выбрать датчики в соответствии с конкретной целью измерения, объектом измерения и средой измерения - это первая проблема, которую необходимо решить при измерении определенной величины.

Когда датчик определен, можно также определить подходящий метод измерения и оборудование.

Успех или неудача результатов измерений во многом зависит от того, насколько обоснованно были выбраны датчики.

1. Определите тип датчика в зависимости от объекта измерения и условий измерения

Для выполнения конкретной измерительной работы необходимо сначала решить, какой принципиальный датчик следует использовать, что можно определить только после анализа различных факторов.

Ведь даже при измерении одной и той же физической величины существует множество видов датчиков с различными принципами действия.

Какой из них лучше выбрать, необходимо учитывать следующие специфические проблемы в зависимости от измеряемых характеристик и условий эксплуатации датчика:

① Размер диапазона;

② Требования измеряемого положения к объему датчика;

③ Контактный или бесконтактный метод измерения;

④ Метод извлечения сигнала, проводное или бесконтактное измерение;

⑤ Источник датчика, отечественный или импортный, доступная ли цена, или самостоятельная разработка.

Рассмотрев вышеперечисленные проблемы, мы можем определить, какой тип датчика выбрать, а затем рассмотреть конкретные показатели его работы.

2. Выбор чувствительности

Как правило, чем выше чувствительность датчика в пределах линейного диапазона, тем лучше.

Поскольку только при высокой чувствительности значение выходного сигнала, соответствующего измеренному изменению, относительно велико, что благоприятствует обработке сигнала.

Однако следует отметить, что чувствительность датчика высока, и к ней легко примешивается внешний шум, не имеющий отношения к измерению, который также будет усилен системой усиления и повлияет на точность измерения.

Поэтому сам датчик должен обладать высоким отношением сигнал/шум, чтобы минимизировать помехи, вносимые извне.

Чувствительность датчика является направленной.

Если измеряемая величина однонаправлена и к ее направленности предъявляются высокие требования, следует выбирать датчик с низкой чувствительностью в других направлениях;

Если измеряемый вектор многомерен, то чем меньше поперечная чувствительность датчика, тем лучше.

3. Характеристики частотной характеристики

Характеристика частотной характеристики датчика определяет диапазон измеряемых частот, и условия измерения без искажений должны поддерживаться в допустимом диапазоне частот.

На самом деле, реакция датчика всегда имеет определенную задержку, и чем короче время задержки, тем лучше.

Частотная характеристика датчика высока, а частотный диапазон измеряемого сигнала широк.

Из-за влияния конструктивных особенностей инерция механической системы велика, поэтому частота измеряемого сигнала датчика с низкой частотой мала.

При динамических измерениях характеристики отклика (установившийся, переходный, случайный и т.д.) должны быть основаны на характеристиках сигнала, чтобы избежать чрезмерной погрешности.

4. Линейный диапазон

Линейный диапазон датчика - это диапазон, в котором выходной сигнал пропорционален входному.

Теоретически, в этом диапазоне чувствительность остается постоянной.

Чем шире линейный диапазон датчика, тем больше его диапазон, и можно гарантировать определенную точность измерений.

При выборе датчика, когда тип датчика определен, необходимо сначала проверить, соответствует ли его диапазон предъявляемым требованиям.

Но на самом деле ни один датчик не может гарантировать абсолютную линейность, и его линейность также относительна.

Когда требуемая точность измерения относительно низка, датчик с малой нелинейной погрешностью может считаться линейным в определенном диапазоне, что значительно упрощает процесс измерения.

5. Стабильность

Способность датчика сохранять свои характеристики неизменными после использования в течение определенного периода времени называется стабильностью.

Помимо структуры самого датчика, основным фактором, влияющим на долговременную стабильность датчика, является среда его эксплуатации.

Поэтому, чтобы обеспечить хорошую стабильность датчика, он должен обладать высокой адаптивностью к окружающей среде.

Перед выбором датчика необходимо изучить условия его использования и выбрать подходящий датчик в соответствии с конкретными условиями использования или принять соответствующие меры для уменьшения воздействия окружающей среды.

Стабильность сенсора имеет количественные показатели.

После истечения срока службы перед использованием следует снова откалибровать датчик, чтобы определить, изменились ли его характеристики.

В некоторых случаях, когда датчик должен использоваться в течение длительного времени и не может быть легко заменен или откалиброван, стабильность выбранного датчика является более строгой и может выдержать испытание в течение длительного времени.

6. Точность

Точность - важный показатель работы датчика. Она является важным звеном, связанным с точностью измерения всей измерительной системы.

Чем выше точность датчика, тем он дороже.

Поэтому, пока точность датчика соответствует требованиям к точности всей измерительной системы, не стоит выбирать слишком высокую.

Таким образом, из множества датчиков, отвечающих одной и той же цели измерения, можно выбрать более дешевые и простые.

Если целью измерения является качественный анализ, можно выбрать датчик с высокой точностью повторения, а датчик с высокой точностью абсолютного значения выбирать не следует;

Если необходимо получить точное значение измерения для количественного анализа, необходимо выбрать датчик, класс точности которого может соответствовать требованиям.

В некоторых особых случаях, когда невозможно подобрать подходящий датчик, его необходимо разработать и изготовить самостоятельно.

Характеристики самодельного датчика должны соответствовать требованиям эксплуатации.