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隨著信息時代的到來,傳(chuan) 感器成為(wei) 人們(men) 獲取自然和生產(chan) 領域中信息的主要途徑與(yu) 手段,特別是在現代工業(ye) 生產(chan) 過程中,要用各種傳(chuan) 感器來監視和控製生產(chan) 過程中的各個(ge) 參數,使設備工作在正常狀態,並使產(chan) 品達到較好的質量。如今,傳(chuan) 感器早已滲透到諸如工業(ye) 生產(chan) 、宇宙開發、海洋探測、環境保護、資源調查、醫學診斷、生物工程、甚至文物保護等極其廣泛的領域。可見,傳(chuan) 感器技術在發展經濟、推動社會(hui) 進步方麵的重要作用是十分明顯的。
傳(chuan) 感器千差萬(wan) 別,即便對於(yu) 相同種類的測定量也可采用不同工作原理的傳(chuan) 感器,因此,要根據需要選用最適宜的傳(chuan) 感器。
第一:根據測量對象與(yu) 測量環境確定傳(chuan) 感器的類型。要進行—個(ge) 具體(ti) 的測量工作,首先要考慮采用何種原理的傳(chuan) 感器,這需要分析多方麵的因素之後才能確定。因為(wei) ,即使是測量同一物理量,也有多種原理的傳(chuan) 感器可供選用,哪一種原理的傳(chuan) 感器更為(wei) 合適,則需要根據被測量的特點和傳(chuan) 感器的使用條件考慮以下一些具體(ti) 問題:1、量程的大小;2、被測位置對傳(chuan) 感器體(ti) 積的要求;3、測量方式為(wei) 接觸式還是非接觸式;4、信號的引出方法,有線或是非接觸測量;5、傳(chuan) 感器的來源,國產(chan) 還是進口,價(jia) 格能否承受,還是自行研製。
用流量計舉(ju) 例,有電磁流量計和渦街流量計還有超聲波流量計,我們(men) 需要針對具體(ti) 目標去選擇流量計,除此之外,還需要參考需要使用哪種輸出模式,比如說2線製還是四線製電流信號,0-20ma,4-20ma,0-10v電壓信號或者是某種協議的通訊。在考慮上述問題之後就能確定選用何種類型的傳(chuan) 感器,然後再考慮傳(chuan) 感器的具體(ti) 性能指標。
第二:依據靈敏度的選擇。通常,在傳(chuan) 感器的線性範圍內(nei) ,希望傳(chuan) 感器的靈敏度越高越好。因為(wei) 隻有靈敏度高時,與(yu) 被測量變化對應的輸出信號的值才比較大,有利於(yu) 信號處理。但要注意的是,傳(chuan) 感器的靈敏度高,與(yu) 被測量無關(guan) 的外界噪聲也容易混入,也會(hui) 被放大係統放大,影響測量精度。因此,要求傳(chuan) 感器本身應具有較高的信噪比,盡量減少從(cong) 外界引入的幹擾信號。傳(chuan) 感器的靈敏度是有方向性的。當被測量是單向量,而且對其方向性要求較高,則應選擇其它方向靈敏度小的傳(chuan) 感器;如果被測量是多維向量,則要求傳(chuan) 感器的交叉靈敏度越小越好。
第三:判斷頻率響應特性。傳(chuan) 感器的頻率響應特性決(jue) 定了被測量的頻率範圍,必須在允許頻率範圍內(nei) 保持不失真。實際上傳(chuan) 感器的響應總有—定延遲,希望延遲時間越短越好。傳(chuan) 感器的頻率響應高,可測的信號頻率範圍就寬,而由於(yu) 受到結構特性的影響,機械係統的慣性較大,因有頻率低的傳(chuan) 感器可測信號的頻率較低。在動態測量中,應根據信號的特點(穩態、瞬態、隨機等)響應特性,以免產(chan) 生過火的誤差。
第四:根據傳(chuan) 感器的穩定性。傳(chuan) 感器使用一段時間後,其性能保持不變的能力稱為(wei) 穩定性。影響傳(chuan) 感器長期穩定性的因素除傳(chuan) 感器本身結構外,主要是傳(chuan) 感器的使用環境。因此,要使傳(chuan) 感器具有良好的穩定性,傳(chuan) 感器必須要有較強的環境適應能力。在選擇傳(chuan) 感器之前,應對其使用環境進行調查,並根據具體(ti) 的使用環境選擇合適的傳(chuan) 感器,或采取適當的措施,減小環境的影響。傳(chuan) 感器的穩定性有定量指標,在超過使用期後,在使用前應重新進行標定,以確定傳(chuan) 感器的性能是否發生變化。在某些要求傳(chuan) 感器能長期使用而又不能輕易更換或標定的場合,所選用的傳(chuan) 感器穩定性要求更嚴(yan) 格,要能夠經受住長時間的考驗。
第五:傳(chuan) 感器的線形範圍。是指輸出與(yu) 輸入成正比的範圍。以理論上講,在此範圍內(nei) ,靈敏度保持定值。傳(chuan) 感器的線性範圍越寬,則其量程越大,並且能保證一定的測量精度。在選擇傳(chuan) 感器時,當傳(chuan) 感器的種類確定以後首先要看其量程是否滿足要求。但實際上,任何傳(chuan) 感器都不能保證絕對的線性,其線性度也是相對的。當所要求測量精度比較低時,在一定的範圍內(nei) ,可將非線性誤差較小的傳(chuan) 感器近似看作線性的,這會(hui) 給測量帶來極大的方便。
第六:傳(chuan) 感器的量程和精度是最難以協調的一對冤家。精度是傳(chuan) 感器的一個(ge) 重要的性能指標,它是關(guan) 係到整個(ge) 測量係統測量精度的一個(ge) 重要環節。傳(chuan) 感器的精度越高,其價(jia) 格越昂貴,因此,傳(chuan) 感器的精度隻要滿足整個(ge) 測量係統的精度要求就可以,不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳(chuan) 感器中選擇比較便宜和簡單的傳(chuan) 感器。 如果測量目的是定性分析的,選用重複精度高的傳(chuan) 感器即可,不宜選用絕對量值精度高的;如果是為(wei) 了定量分析,必須獲得精確的測量值,就需選用精度等級能滿足要求的傳(chuan) 感器。對某些特殊使用場合,無法選到合適的傳(chuan) 感器,則需自行設計製造傳(chuan) 感器。自製傳(chuan) 感器的性能應滿足使用要求。
然而傳(chuan) 感器精度卻受量程的製約,一般量程越大,精度越低,但高精度的傳(chuan) 感器很有可能量程不夠,因此也就導致了高精度大量程的傳(chuan) 感器非常昂貴。所以選擇的時候需要適當調節它們(men) 的關(guan) 係。
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