Odborné znalosti

Princip výběru snímače

2021-03-15
Pro provedení konkrétního měření je třeba nejprve zvážit, jaký typ senzoru se použije. I když je měřena stejná fyzikální veličina, je k dispozici několik druhů senzorů.
Podle charakteristik měřeného a podmínek použití snímače jsou zvažovány následující otázky:
Velikost rozsahu;
Požadavek měřené polohy na objem snímače;
Metoda měření je kontaktní typ nebo bezkontaktní typ;
Metoda extrakce signálu, drátové nebo bezkontaktní měření;
Zdroj senzorů, domácích nebo dovážených, cenově dostupných nebo vlastních.
Poté se můžeme rozhodnout, jaký typ senzoru zvolit, a poté zvážit konkrétní výkonnostní index senzoru.
Volba citlivosti
Obecně je v lineárním rozsahu snímače žádoucí, aby byl snímač co nejcitlivější. Pouze při vysoké citlivosti je hodnota výstupního signálu odpovídající měřené změně relativně velká, což je příznivé pro zpracování signálu. Je však třeba poznamenat, že citlivost snímače je vysoká a vnější šum, který je pro měření irelevantní, se snadno zamíchá, což bude také zesíleno systémem zesílení, což má vliv na přesnost měření. Proto by samotný snímač měl mít vysoký odstup signálu od šumu, aby se minimalizovalo zavádění rušivých signálů zvenčí.
Citlivost snímače je směrová. Pokud je snímač jednovektorový a má vysoké požadavky na směr, měl by být vybrán snímač s nízkou citlivostí v ostatních směrech. Pokud je měřeným vektorem vícerozměrný vektor, tím menší je křížová citlivost snímače.
Charakteristika frekvenční odezvy
Charakteristiky frekvenční odezvy snímače určují frekvenční rozsah, který má být měřen, a musí zůstat nezkreslený v rámci povoleného frekvenčního rozsahu. Odezva skutečného snímače je vždy s určitým zpožděním. Čím kratší zpoždění, tím lépe.
Čím vyšší je frekvenční odezva snímače, tím širší frekvenční rozsah signálu lze měřit.
Při dynamickém měření by měly být přijaty charakteristiky odezvy (ustálený stav, přechodná, náhodná atd.), aby se zabránilo nadměrné chybě.
Lineární rozsah
Lineární rozsah snímače je rozsah, ve kterém je výstup úměrný vstupu. Teoreticky zůstává citlivost v tomto rozsahu konstantní.
Čím širší je lineární rozsah snímače, tím větší je jeho dosah a může zaručit určitou přesnost měření. Při výběru snímače je třeba nejprve určit typ snímače, zda jeho rozsah odpovídá požadavkům.
Ale ve skutečnosti žádný senzor není zaručeně absolutně lineární a jeho linearita je relativní. Při relativně nízké přesnosti měření lze snímač s malou nelineární chybou považovat v určitém rozsahu přibližně za lineární, což přinese velké pohodlí při měření.
Stabilita
Schopnost senzoru udržet si svůj výkon nezměněný v průběhu času se nazývá stabilita. Prostředí snímače je faktorem, který ovlivňuje dlouhodobou stabilitu snímače, kromě konstrukce samotného snímače. Snímač musí mít silnou přizpůsobivost prostředí, aby měl dobrou stabilitu.
Před výběrem senzoru prozkoumá jeho prostředí použití, přijme vhodná opatření ke snížení dopadu prostředí a vybere vhodný senzor podle prostředí použití.
přesnost
Přesnost je důležitým výkonnostním ukazatelem snímače, který je důležitým článkem celého měřicího systému. Čím vyšší je přesnost snímače, tím dražší je cena. Přesnost snímače tedy může být splněna, pokud jsou splněny požadavky na přesnost celého měřicího systému. To umožňuje výběr levnějších a jednodušších senzorů, příslušenství ke kompresoru atlas, z mnoha senzorů dostupných pro stejný účel.
Pokud je účelem měření kvalitativní analýza, lze zvolit snímač s vysokou přesností opakování. Pro účely kvantitativní analýzy musí být získány přesné hodnoty měření a měly by být vybrány snímače s požadovaným stupněm přesnosti.
Pro některé speciální případy použití nelze vybrat vhodný senzor, senzor by měl být navržen a vyroben a výkon samostatně vyrobeného senzoru by měl splňovat požadavky na použití.