現(xiàn)代傳感器在原理和結(jié)構(gòu)上截然不同。如何根據(jù)具體的測量目的和對(duì)象進(jìn)行測量合理選擇傳感器和測量環(huán)境是測量數(shù)量時(shí)首先要解決的問題。確定傳感器后,即可確定與其匹配的測量方法和測量設(shè)備。測量結(jié)果的成功或失敗很大程度上取決于傳感器的選擇是否合理。
1.根據(jù)測量對(duì)象與測量環(huán)境確定傳感器的類型
要進(jìn)行—個(gè)具體的測量工作,首先要考慮應(yīng)采用何種原理的傳感器,這需要分析多方面的因素之后才能確定。
因?yàn)?,即使是測量同一物理量,也有多種原理的傳感器可供選用,哪一種原理的傳感器更為合適,則需要根據(jù)被測量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題:
①量程的大小;
②被測位置對(duì)傳感器體積的要求;
③測量方式為接觸式還是非接觸式;
④信號(hào)的引出方法,有線或是非接觸測量;
⑤傳感器的來源,國產(chǎn)還是進(jìn)口,價(jià)格能否承受,還或者是自行研制。
在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器,然后再考慮傳感器的具體性能指標(biāo)。
2.靈敏度的選擇
通常,在多維力傳感器的線性范圍內(nèi),傳感器的靈敏度越高越好。因?yàn)閮H當(dāng)靈敏度高時(shí),與所測量的變化相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的值才相對(duì)較大,這有利于信號(hào)處理。但是需要注意的是,傳感器的靈敏度很高,與測量無關(guān)的外部噪聲也容易混入,并且也會(huì)被放大系統(tǒng)放大并影響測量精度。因此,要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比,并使從外界引入的干擾信號(hào)小化。
傳感器的靈敏度是定向的。如果測量的是單個(gè)矢量,并且對(duì)方向性的要求很高,則應(yīng)選擇在其他方向靈敏度較低的傳感器;如果測量的是多維矢量,則傳感器的交叉靈敏度越小越好。
3.頻率響應(yīng)特性
多維力傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍,需要在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件,實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有—定延遲,希望延遲時(shí)間越短越好。
多維力傳感器的頻率響應(yīng)高,可測的信號(hào)頻率范圍就寬,而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響,機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大,因此頻率低的傳感器可測信號(hào)的頻率較低。
在動(dòng)態(tài)測量中,應(yīng)根據(jù)信號(hào)的特點(diǎn)(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機(jī)等)響應(yīng)特性,以免產(chǎn)生過大的誤差。
4.線性范圍
多維力傳感器的線性范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。從理論上講,在此范圍內(nèi),靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬,則其量程越大,并且能保證的測量精度。在選擇傳感器時(shí),當(dāng)傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。
但實(shí)際上,任何傳感器都不能保證一律性的線性,其線性度也是相對(duì)的。當(dāng)所要求測量精度比較低時(shí),在的范圍內(nèi),可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的,這會(huì)給測量帶來的方便。
5.穩(wěn)定性
多維力傳感器在使用一段時(shí)間后保持其性能不變的能力稱為穩(wěn)定性。除了傳感器本身的結(jié)構(gòu)外,影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素還主要是傳感器的使用環(huán)境。因此,為了使傳感器具有良好的穩(wěn)定性,傳感器需要具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性。
在選擇多維力傳感器之前,請(qǐng)調(diào)查其使用環(huán)境,然后根據(jù)特定的使用環(huán)境選擇合適的傳感器,或者采取適當(dāng)?shù)拇胧┮詼p少對(duì)環(huán)境的影響。
多維力傳感器的穩(wěn)定性具有定量指標(biāo)。使用期限到期后,應(yīng)在使用前重新校準(zhǔn),以確定傳感器的性能是否已更改。在某些需要長時(shí)間使用但無法輕松更換或校準(zhǔn)的傳感器的情況下,所選傳感器的穩(wěn)定性更加嚴(yán)格,并且需要能夠承受長時(shí)間的測試。
6.精度
精度是多維力傳感器的重要性能指標(biāo),并且是與整個(gè)測量系統(tǒng)的測量精度相關(guān)的重要鏈接。多維力傳感器的精度越高,其價(jià)格就越高。因此,多維力傳感器的精度僅需要滿足整個(gè)測量系統(tǒng)的精度要求,而不需要選擇太高。這樣,可以在滿足相同測量目的的許多傳感器中選擇更便宜,更簡單的傳感器。
如果測量目的是用于定性分析,請(qǐng)選擇具有高重復(fù)精度的多維力傳感器。不建議使用一律性值精度較高的傳感器。如果是用于定量分析并且需要獲得準(zhǔn)確的測量值,則應(yīng)選擇精度水平可以滿足要求的傳感器。
對(duì)于某些應(yīng)用臺(tái)州中清科技有限公司建議您,如果您不能選擇合適的多維力傳感器,則需要自己設(shè)計(jì)和制造傳感器。自制傳感器的性能應(yīng)滿足使用要求。
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