Για να εκτελέσετε μια συγκεκριμένη εργασία μέτρησης, το πρώτο βήμα είναι να εξετάσετε ποιος τύπος αρχής αισθητήρα θα χρησιμοποιήσετε. Αυτό απαιτεί ανάλυση διαφόρων παραγόντων πριν από τη λήψη μιας απόφασης.
Ακόμη και κατά τη μέτρηση της ίδιας φυσικής ποσότητας, υπάρχουν διαθέσιμες πολλές αρχές αισθητήρων. Ποια αρχή αισθητήρα είναι πιο κατάλληλη εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά της μετρούμενης ποσότητας και τις συνθήκες λειτουργίας του αισθητήρα. Τα συγκεκριμένα ζητήματα που πρέπει να ληφθούν υπόψη περιλαμβάνουν: το μέγεθος του εύρους μέτρησης. τις απαιτήσεις μεγέθους του αισθητήρα με βάση τη θέση μέτρησης· εάν η μέθοδος μέτρησης είναι επαφής ή μη-επαφής. τη μέθοδο εξόδου σήματος (ενσύρματη ή ασύρματη)· και την προέλευση του αισθητήρα (εγχώριο ή εισαγόμενο), την οικονομική προσιτότητα ή το κατά πόσον πρέπει να σχεδιαστεί κατά παραγγελία-.
Αφού εξεταστούν αυτά τα ζητήματα, μπορεί να προσδιοριστεί ο τύπος του αισθητήρα και στη συνέχεια να ληφθούν υπόψη οι συγκεκριμένοι δείκτες απόδοσης του αισθητήρα.
Επιλογή ευαισθησίας
Γενικά, εντός του γραμμικού εύρους του αισθητήρα, είναι επιθυμητό η ευαισθησία του αισθητήρα να είναι όσο το δυνατόν υψηλότερη. Αυτό συμβαίνει επειδή η υψηλότερη ευαισθησία έχει ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη τιμή σήματος εξόδου που αντιστοιχεί σε αλλαγές στη μετρούμενη ποσότητα, η οποία είναι ευεργετική για την επεξεργασία του σήματος. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι η υψηλή ευαισθησία του αισθητήρα διευκολύνει επίσης τον εξωτερικό θόρυβο που δεν σχετίζεται με τη μετρούμενη ποσότητα να εισάγεται και να ενισχύεται από το σύστημα ενίσχυσης, επηρεάζοντας την ακρίβεια μέτρησης. Επομένως, ο ίδιος ο αισθητήρας θα πρέπει να έχει υψηλό λόγο σήματος-προς-θόρυβο, ελαχιστοποιώντας τα σήματα παρεμβολής από το εξωτερικό περιβάλλον.
Η ευαισθησία του αισθητήρα είναι κατευθυντική. Όταν η μετρούμενη ποσότητα είναι ένα μεμονωμένο διάνυσμα και η κατευθυντικότητά της είναι κρίσιμη, θα πρέπει να επιλεγεί ένας αισθητήρας με χαμηλή ευαισθησία σε άλλες κατευθύνσεις. εάν η μετρούμενη ποσότητα είναι ένα διάνυσμα πολλών-διαστάσεων, η διασταυρούμενη-ευαισθησία του αισθητήρα θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερη.
Χαρακτηριστικά Απόκρισης Συχνότητας
Τα χαρακτηριστικά απόκρισης συχνότητας του αισθητήρα καθορίζουν το εύρος συχνοτήτων της μετρούμενης ποσότητας, η οποία πρέπει να παραμείνει χωρίς παραμόρφωση εντός του επιτρεπόμενου εύρους συχνοτήτων. Στην πραγματικότητα, η απόκριση του αισθητήρα έχει πάντα μια ορισμένη καθυστέρηση. Στην ιδανική περίπτωση, αυτός ο χρόνος καθυστέρησης θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερος.
Όσο μεγαλύτερη είναι η απόκριση συχνότητας του αισθητήρα, τόσο μεγαλύτερο είναι το εύρος των μετρήσιμων συχνοτήτων σήματος.
Στις δυναμικές μετρήσεις, τα χαρακτηριστικά απόκρισης θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη με βάση τα χαρακτηριστικά του σήματος (σταθερή-κατάσταση, παροδική, τυχαία, κ.λπ.) για την αποφυγή υπερβολικών σφαλμάτων.
Γραμμική Εύρος
Το γραμμικό εύρος ενός αισθητήρα αναφέρεται στο εύρος όπου η έξοδος είναι ανάλογη με την είσοδο. Θεωρητικά, εντός αυτού του εύρους, η ευαισθησία παραμένει σταθερή. Ένα ευρύτερο γραμμικό εύρος σημαίνει μεγαλύτερο εύρος μέτρησης και διασφαλίζει ένα ορισμένο επίπεδο ακρίβειας μέτρησης. Κατά την επιλογή ενός αισθητήρα, αφού προσδιορίσετε τον τύπο του αισθητήρα, το πρώτο πράγμα που πρέπει να ελέγξετε είναι εάν το εύρος μέτρησής του πληροί τις απαιτήσεις. Ωστόσο, στην πραγματικότητα, κανένας αισθητήρας δεν μπορεί να εγγυηθεί την απόλυτη γραμμικότητα. η γραμμικότητά του είναι πάντα σχετική. Όταν η απαιτούμενη ακρίβεια μέτρησης είναι σχετικά χαμηλή, εντός συγκεκριμένου εύρους, οι αισθητήρες με μικρά μη-γραμμικά σφάλματα μπορούν να προσεγγιστούν ως γραμμικοί, γεγονός που απλοποιεί σημαντικά τη διαδικασία μέτρησης.
Σταθερότητα
Η ικανότητα ενός αισθητήρα να διατηρεί την απόδοσή του αμετάβλητη μετά από μια περίοδο χρήσης ονομάζεται σταθερότητα. Παράγοντες που επηρεάζουν τη μακροπρόθεσμη- σταθερότητα ενός αισθητήρα, εκτός από τη δομή του αισθητήρα, είναι κυρίως το περιβάλλον λειτουργίας του αισθητήρα. Επομένως, για να διασφαλιστεί η καλή σταθερότητα του αισθητήρα, ο αισθητήρας πρέπει να έχει ισχυρή περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα.
Πριν από την επιλογή ενός αισθητήρα, θα πρέπει να διερευνηθεί το περιβάλλον λειτουργίας και να επιλεγεί ένας κατάλληλος αισθητήρας με βάση το συγκεκριμένο περιβάλλον ή να ληφθούν κατάλληλα μέτρα για την ελαχιστοποίηση των περιβαλλοντικών επιδράσεων.
Η σταθερότητα του αισθητήρα έχει ποσοτικούς δείκτες. Μετά την υπέρβαση της διάρκειας ζωής, θα πρέπει να γίνει εκ νέου βαθμονόμηση πριν από τη χρήση για να προσδιοριστεί εάν η απόδοση του αισθητήρα έχει αλλάξει.
Σε ορισμένες εφαρμογές όπου οι αισθητήρες πρέπει να χρησιμοποιούνται για μεγάλο χρονικό διάστημα και δεν μπορούν εύκολα να αντικατασταθούν ή να βαθμονομηθούν, οι απαιτήσεις σταθερότητας για τον επιλεγμένο αισθητήρα είναι πιο αυστηρές και πρέπει να μπορεί να αντέχει την παρατεταμένη χρήση.
Ακρίβεια
Η ακρίβεια είναι ένας σημαντικός δείκτης απόδοσης ενός αισθητήρα και είναι ένας κρίσιμος κρίκος στη συνολική ακρίβεια μέτρησης ολόκληρου του συστήματος μέτρησης. Όσο μεγαλύτερη είναι η ακρίβεια του αισθητήρα, τόσο πιο ακριβός είναι. Επομένως, η ακρίβεια του αισθητήρα χρειάζεται μόνο να πληροί τις απαιτήσεις ακρίβειας ολόκληρου του συστήματος μέτρησης. δεν χρειάζεται να επιλέξετε ένα που είναι υπερβολικά ακριβές. Αυτό επιτρέπει την επιλογή ενός φθηνότερου και απλούστερου αισθητήρα μεταξύ πολλών αισθητήρων που πληρούν τον ίδιο σκοπό μέτρησης.
Εάν ο σκοπός της μέτρησης είναι η ποιοτική ανάλυση, αρκεί ένας αισθητήρας με υψηλή επαναληψιμότητα. δεν είναι απαραίτητος ένας αισθητήρας με ακρίβεια υψηλής απόλυτης τιμής. Εάν ο σκοπός είναι η ποσοτική ανάλυση και απαιτούνται ακριβείς τιμές μέτρησης, πρέπει να επιλεγεί ένας αισθητήρας με επίπεδο ακρίβειας που να πληροί τις απαιτήσεις.
Για ορισμένες ειδικές εφαρμογές όπου δεν μπορεί να βρεθεί κατάλληλος αισθητήρας, είναι απαραίτητο να σχεδιάσετε και να κατασκευάσετε μόνοι σας τον αισθητήρα. Η απόδοση του αισθητήρα-θα πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις χρήσης.