自動化系統(tǒng)如何正確的選擇傳感器

設(shè)計一個測試系統(tǒng)，首先考慮的是傳感器的選擇，其選擇正確與否，直接關(guān)系到測試系統(tǒng)的成敗。選擇合適的傳感器是一個較復雜的問題，現(xiàn)就其一般性討論如下。

①首先要仔細研究測試信號還是速度、加速度、力的測量，確定測試方式和初步確定傳感器類型，例如，是位移測量，再確定傳感器類型。

②要分析測試環(huán)境和干擾因素，測試環(huán)境是否有磁場、電場、溫度的于擾，測試現(xiàn)場是否潮濕等。

③根據(jù)測試范圍確定某種傳感器，例如位移測量，要分析是小位移，還是大位移。若是小位移測量，有電感傳感器、電容傳感器、霍耳傳感器等供選擇;若是大位移測量，有感應(yīng)同步器、光柵傳感器等供選擇。

④確定測量方式。在測試工程中，是接觸測量，還是非接觸測量。例如，對機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差測量，就必須采用非接觸測量。

⑤考慮傳感器的體積，被測位置是否能放下，傳感器的來源、價格等因素。

當考慮完上述問題后，就能確定選用什么類型的傳感器，然后再考慮以下問題。

①靈敏度。傳感器的靈敏度越高，可以感知越小的變化量，即被測量稍有微小變化時，傳感器即有較大的輸出。但靈敏度越高，與測量信號無關(guān)的外界噪聲也容易混入，并且噪聲也會被放大。因此，要求傳感器有較大的信噪比。

傳感器的量程是和靈敏度緊密相關(guān)的一個參數(shù)。當輸入量增大時，除非有專門的非線性校正措施，傳感器不應(yīng)在非線性區(qū)域工作，更不能在飽和區(qū)域工作。有些需在較強的噪聲干擾下進行的測試工作，被測信號登加干擾信號后，也不應(yīng)進入非線性區(qū)。因此，過高的靈敏度會影響其使用的測量范圍。

若被測量是一維向量時。則傳感器在被測量方向的靈敏度愈高愈好，而橫向靈敏度越小越好;若被測量是二維或三維向量，則對傳感器還應(yīng)要求交又靈敏度越小越好。

②響應(yīng)特性。傳感器的響應(yīng)特性必須在所測頻率范圍內(nèi)盡量保持不失真。但實際傳感器的響應(yīng)總有一些延遲，但延遲時間越短越好。

一般光電效應(yīng)、壓電效應(yīng)等物性型傳感器響應(yīng)時間短，工作頻率范圍寬。而結(jié)構(gòu)型，如電感、電容、磁電式傳感器等，由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響和機械系統(tǒng)慣性的限制，其固有頻率較低。

在動態(tài)測量中，傳感器的響應(yīng)特性對測試結(jié)果有直接影響，在選用時，應(yīng)充分考慮到被測物理量的變化特點(如穩(wěn)態(tài)、瞬變、隨機等)。

③穩(wěn)定性。傳感器的穩(wěn)定性是經(jīng)過長期使用以后，其輸出特性不發(fā)生變化的性能。傳感器的穩(wěn)定性有定量指標，超過使用期，應(yīng)及時進行標定。影響傳感器穩(wěn)定性的因素主要是環(huán)境與時間。

在工業(yè)自動化系統(tǒng)或自動檢測系統(tǒng)中，傳感器往往是在比較惡劣的環(huán)境下工作，灰塵、油污、溫度、振動等干擾是很嚴重的，這時傳感器的選用，必須優(yōu)先考慮穩(wěn)定性因素。

④精度。傳感器的精度表示傳感器的輸出與被測量的對應(yīng)程度。因為傳感器處于測試系統(tǒng)的輸入端，因此，傳感器能否真實地反映被測量，對整個測試系統(tǒng)具有直接影響。然而，傳感器的精確度并非越高越好，還要考慮到經(jīng)濟性。傳感器精度越高，價格越昂貴，因此，應(yīng)該從實際出發(fā)來選擇。首先應(yīng)了解測試目的，是定性分析，還是定量分析。如果屬于相對比較性的試驗研究，只需獲得相對比較值即可，那么對傳感器的精確度要求可低些。然而，對于定量分析，因為必須獲得精確量值，所以要求傳感器應(yīng)有足夠高的精確度。