現(xiàn)代傳感器
在原(yuán)理與結構上千(qiān)差萬(wàn)别，如何根(gēn)據具體(tǐ)的(de)測量目的(de)、測(cè)量對象(xiàng)以及測量
環境(jìng)合理地(dì)選用傳(chuán)感器，是在進行(háng)某個(gè)量的(de)測量(liàng)時首(shǒu)先(xiān)要解決(jué)的問(wèn)題(tí)。當傳感器确定之(zhī)後，與之相配套的測(cè)量方(fāng)法和(hé)測量(liàng)設備也就可以(yǐ)确定了。測(cè)量結果的成敗，在很(hěn)大程(chéng)度上(shàng)取決(jué)于傳感(gǎn)器的選(xuǎn)用是否(fǒu)合理。
1、靈(líng)敏度的選(xuǎn)擇
通(tōng)常，在傳感器的(de)線性(xìng)範圍(wéi)内，希(xī)望傳感器(qì)的靈敏度越(yuè)高越好(hǎo)。因爲(wèi)隻(zhī)有靈敏(mǐn)度高(gāo)時，與被測(cè)量變化對(duì)應的(de)輸出信号的值才比較大(dà)，有利(lì)于信(xìn)号處理。但(dàn)要(yào)注意的是，傳感器(qì)的靈敏度(dù)高，與被測(cè)量無(wú)關的(de)外界噪聲也容易混入，也會被放(fàng)大系統(tǒng)放大，影響測量精度。因此(cǐ)，要求(qiú)傳感器(qì)本身應具有(yǒu)較高的信(xìn)噪比，盡員減少(shǎo)從外界引(yǐn)入的(de)廠擾信号。
傳感(gǎn)器的靈敏(mǐn)度是(shì)有方(fāng)向性的。當被測量是單向(xiàng)量，而且對(duì)其方向性(xìng)要求較高(gāo)，則應(yīng)選擇其它方向(xiàng)靈(líng)敏度小的傳(chuán)感器；如果被測量(liàng)是多維(wéi)向量(liàng)，則要(yào)求傳(chuán)感器(qì)的(de)交叉靈(líng)敏度越小越好。
2、根據測量(liàng)對象(xiàng)與測量(liàng)環境确(què)定傳感(gǎn)器的類型
要進行—個具體的(de)測量(liàng)工作(zuò)，首(shǒu)先要考(kǎo)慮采用何種原理的傳感器，這(zhè)需要(yào)分析(xī)多方面的因素之後才能(néng)确定。因爲，即使(shǐ)是測量(liàng)同一物(wù)理量，也有多種(zhǒng)原理的(de)傳感器(qì)可供選(xuǎn)用，哪一(yī)種原(yuán)理的(de)傳感(gǎn)器更爲(wèi)合(hé)适，則(zé)需要根據(jù)被測量的特點和傳(chuán)感器(qì)的使(shǐ)用條件考慮以下一(yī)些具體問題：量程的大小；被測(cè)位置對傳感器(qì)體積(jī)的要求；測量方(fāng)式爲(wèi)接觸(chù)式還是非接觸(chù)式；信号(hào)的引出方法，有(yǒu)線(xiàn)或是非接觸測(cè)量；傳(chuán)感(gǎn)器的來源，國(guó)産還(hái)是進口，價(jià)格能(néng)否承受，還(hái)是自(zì)行研(yán)制。
在考慮(lǜ)上述問題(tí)之(zhī)後(hòu)就能确定(dìng)選用何種(zhǒng)類型的傳感(gǎn)器(qì)，然後(hòu)再考慮傳感器(qì)的具(jù)體(tǐ)性能指标(biāo)。
3、頻率響應特(tè)性
傳感器的頻(pín)率響應特性決(jué)定了被測(cè)量的頻率(lǜ)範(fàn)圍(wéi)，必須(xū)在(zài)允許(xǔ)頻率範(fàn)圍内(nèi)保持(chí)不失真的測量(liàng)條件(jiàn)，實際上傳感器(qì)的響應(yīng)總有—定延遲(chí)，希望延遲(chí)時間越短越好(hǎo)。傳感器的(de)頻率(lǜ)響應高，可測的(de)信号(hào)頻率範圍就寬，而由于受(shòu)到結構特性的影響，機械(xiè)系統(tǒng)的慣(guàn)性較大，因(yīn)有頻率低(dī)的傳(chuán)感器可(kě)測信号(hào)的頻率較低(dī)。在動态測量中，應(yīng)根據信号的特點（穩(wěn)态、瞬态、随機(jī)等）響應(yīng)特性(xìng)，以免(miǎn)産(chǎn)生過火(huǒ)的誤差(chà)
4、線(xiàn)性範圍
傳(chuán)感器(qì)的線(xiàn)形範(fàn)圍是指輸(shū)出(chū)與輸(shū)入成正(zhèng)比的範圍。以理論上講，在此範(fàn)圍内，靈敏度保持定(dìng)值。傳感器(qì)的線性(xìng)範(fàn)圍越(yuè)寬，則其量程(chéng)越(yuè)大，并且能保證一定的(de)測量精(jīng)度。在選(xuǎn)擇傳感(gǎn)器時(shí)，當傳感器(qì)的種類确(què)定以後首先要(yào)看其(qí)量程是否滿足要求(qiú)。但實際上，任何傳(chuán)感器都(dōu)不能保證絕對的線性，其線性度也(yě)是(shì)相(xiàng)對的(de)。當所(suǒ)要求(qiú)測量(liàng)精度(dù)比較低時(shí)，在一定的範圍内，可将非線性(xìng)誤差較(jiào)小的傳感器(qì)近(jìn)似看作(zuò)線性的，這(zhè)會給(gěi)測量帶(dài)來(lái)極大(dà)的方便。
5、穩定性
傳感器使用一(yī)段時間後，其性能保持不變化(huà)的能(néng)力稱爲穩(wěn)定性。影(yǐng)響傳感(gǎn)器長期穩(wěn)定性(xìng)的因素除傳感(gǎn)器本(běn)身結構外，主要是傳感器的使用環境。因此，要使(shǐ)傳感器(qì)具有(yǒu)良好(hǎo)的穩(wěn)定性，傳(chuán)感器必(bì)須要(yào)有較強的環境(jìng)适(shì)應(yīng)能力(lì)。
在選擇(zé)傳(chuán)感器(qì)之前，應對其使(shǐ)用(yòng)環境進行調(diào)查，并(bìng)根據具體(tǐ)的使用環(huán)境選(xuǎn)擇合适(shì)的傳感(gǎn)器，或采取适當的措施，減小環(huán)境的影(yǐng)響(xiǎng)。
傳感(gǎn)器的穩(wěn)定(dìng)性有(yǒu)定量指标(biāo)，在超過使(shǐ)用期後，在(zài)使用前應(yīng)重新進行(háng)标(biāo)定，以确(què)定傳(chuán)感器的性能是否(fǒu)發生變化。
環境(jìng)合理地(dì)選用傳(chuán)感器，是在進行(háng)某個(gè)量的(de)測量(liàng)時首(shǒu)先(xiān)要解決(jué)的問(wèn)題(tí)。當傳感器确定之(zhī)後，與之相配套的測(cè)量方(fāng)法和(hé)測量(liàng)設備也就可以(yǐ)确定了。測(cè)量結果的成敗，在很(hěn)大程(chéng)度上(shàng)取決(jué)于傳感(gǎn)器的選(xuǎn)用是否(fǒu)合理。
1、靈(líng)敏度的選(xuǎn)擇
通(tōng)常，在傳感器的(de)線性(xìng)範圍(wéi)内，希(xī)望傳感器(qì)的靈敏度越(yuè)高越好(hǎo)。因爲(wèi)隻(zhī)有靈敏(mǐn)度高(gāo)時，與被測(cè)量變化對(duì)應的(de)輸出信号的值才比較大(dà)，有利(lì)于信(xìn)号處理。但(dàn)要(yào)注意的是，傳感器(qì)的靈敏度(dù)高，與被測(cè)量無(wú)關的(de)外界噪聲也容易混入，也會被放(fàng)大系統(tǒng)放大，影響測量精度。因此(cǐ)，要求(qiú)傳感器(qì)本身應具有(yǒu)較高的信(xìn)噪比，盡員減少(shǎo)從外界引(yǐn)入的(de)廠擾信号。
傳感(gǎn)器的靈敏(mǐn)度是(shì)有方(fāng)向性的。當被測量是單向(xiàng)量，而且對(duì)其方向性(xìng)要求較高(gāo)，則應(yīng)選擇其它方向(xiàng)靈(líng)敏度小的傳(chuán)感器；如果被測量(liàng)是多維(wéi)向量(liàng)，則要(yào)求傳(chuán)感器(qì)的(de)交叉靈(líng)敏度越小越好。
2、根據測量(liàng)對象(xiàng)與測量(liàng)環境确(què)定傳感(gǎn)器的類型
要進行—個具體的(de)測量(liàng)工作(zuò)，首(shǒu)先要考(kǎo)慮采用何種原理的傳感器，這(zhè)需要(yào)分析(xī)多方面的因素之後才能(néng)确定。因爲，即使(shǐ)是測量(liàng)同一物(wù)理量，也有多種(zhǒng)原理的(de)傳感器(qì)可供選(xuǎn)用，哪一(yī)種原(yuán)理的(de)傳感(gǎn)器更爲(wèi)合(hé)适，則(zé)需要根據(jù)被測量的特點和傳(chuán)感器(qì)的使(shǐ)用條件考慮以下一(yī)些具體問題：量程的大小；被測(cè)位置對傳感器(qì)體積(jī)的要求；測量方(fāng)式爲(wèi)接觸(chù)式還是非接觸(chù)式；信号(hào)的引出方法，有(yǒu)線(xiàn)或是非接觸測(cè)量；傳(chuán)感(gǎn)器的來源，國(guó)産還(hái)是進口，價(jià)格能(néng)否承受，還(hái)是自(zì)行研(yán)制。
在考慮(lǜ)上述問題(tí)之(zhī)後(hòu)就能确定(dìng)選用何種(zhǒng)類型的傳感(gǎn)器(qì)，然後(hòu)再考慮傳感器(qì)的具(jù)體(tǐ)性能指标(biāo)。
3、頻率響應特(tè)性
傳感器的頻(pín)率響應特性決(jué)定了被測(cè)量的頻率(lǜ)範(fàn)圍(wéi)，必須(xū)在(zài)允許(xǔ)頻率範(fàn)圍内(nèi)保持(chí)不失真的測量(liàng)條件(jiàn)，實際上傳感器(qì)的響應(yīng)總有—定延遲(chí)，希望延遲(chí)時間越短越好(hǎo)。傳感器的(de)頻率(lǜ)響應高，可測的(de)信号(hào)頻率範圍就寬，而由于受(shòu)到結構特性的影響，機械(xiè)系統(tǒng)的慣(guàn)性較大，因(yīn)有頻率低(dī)的傳(chuán)感器可(kě)測信号(hào)的頻率較低(dī)。在動态測量中，應(yīng)根據信号的特點（穩(wěn)态、瞬态、随機(jī)等）響應(yīng)特性(xìng)，以免(miǎn)産(chǎn)生過火(huǒ)的誤差(chà)
4、線(xiàn)性範圍
傳(chuán)感器(qì)的線(xiàn)形範(fàn)圍是指輸(shū)出(chū)與輸(shū)入成正(zhèng)比的範圍。以理論上講，在此範(fàn)圍内，靈敏度保持定(dìng)值。傳感器(qì)的線性(xìng)範(fàn)圍越(yuè)寬，則其量程(chéng)越(yuè)大，并且能保證一定的(de)測量精(jīng)度。在選(xuǎn)擇傳感(gǎn)器時(shí)，當傳感器(qì)的種類确(què)定以後首先要(yào)看其(qí)量程是否滿足要求(qiú)。但實際上，任何傳(chuán)感器都(dōu)不能保證絕對的線性，其線性度也(yě)是(shì)相(xiàng)對的(de)。當所(suǒ)要求(qiú)測量(liàng)精度(dù)比較低時(shí)，在一定的範圍内，可将非線性(xìng)誤差較(jiào)小的傳感器(qì)近(jìn)似看作(zuò)線性的，這(zhè)會給(gěi)測量帶(dài)來(lái)極大(dà)的方便。
5、穩定性
傳感器使用一(yī)段時間後，其性能保持不變化(huà)的能(néng)力稱爲穩(wěn)定性。影(yǐng)響傳感(gǎn)器長期穩(wěn)定性(xìng)的因素除傳感(gǎn)器本(běn)身結構外，主要是傳感器的使用環境。因此，要使(shǐ)傳感器(qì)具有(yǒu)良好(hǎo)的穩(wěn)定性，傳(chuán)感器必(bì)須要(yào)有較強的環境(jìng)适(shì)應(yīng)能力(lì)。
在選擇(zé)傳(chuán)感器(qì)之前，應對其使(shǐ)用(yòng)環境進行調(diào)查，并(bìng)根據具體(tǐ)的使用環(huán)境選(xuǎn)擇合适(shì)的傳感(gǎn)器，或采取适當的措施，減小環(huán)境的影(yǐng)響(xiǎng)。
傳感(gǎn)器的穩(wěn)定(dìng)性有(yǒu)定量指标(biāo)，在超過使(shǐ)用期後，在(zài)使用前應(yīng)重新進行(háng)标(biāo)定，以确(què)定傳(chuán)感器的性能是否(fǒu)發生變化。