选用传感器与使用原则

现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。

传感器的选用

1.构造型式的挑选

尽管，从理论上讲，任何体系能够配用任何构造型式的传感器。可是，从可靠性、准确性以及经济合理性等方面思考，不一样的挑选则会发生不一样的效果。例如，一个由容器的体系，它既能够用一个称量计划较大的传感器，用简略的悬吊体系悬挂起来作为吊秤，也能够用容量较小的传感器将容器支持起来作为支持式容量秤。一样，别的衡器，都能够用传感器支持台面的办法，或是用专门的吊挂体系。那么究竟如何进行合理的挑选呢？明显，当咱们比照了解支持式和悬吊式体系的优缺陷往后，再挑选传感器的构造办法，就简单多了。

（1）支持式体系中的传感器构造办法

支持式体系中的传感器处于重力紧缩的状态下，运用最为广泛。因为它所能结束的计划很宽，分外是的上限值很大，能够抵达数百吨。它能够用最简略的办法结束过载维护，乃至因为传感器的构造特征所造成的，能够无需过载维护设备。连同其辅佐设备，在体系中所占的几许空间小，且设备十分简练。

支持式体系称中的缺陷，就是需要一贯确保重物的重力线经过传感器的承重轴线，并且不受侧向冲击力的影响。因而，传感器自身要有超卓的抗侧向才调。一同，在测向冲击力效果下，传感器及其重力引进设备应具有灵敏复位的才调和维护设备。

如今，用于支持式体系中的传感器，较多选用以下比照好的构造办法：

●剪切悬臂梁。能够分为单悬臂梁和桥式。其超卓特征是：容量大，几许规范小（分外高度小），抗侧才调强，设备简略，且对力引进安排的恳求不高。

●剪切轮辐式。它也具有上述特征。

●简略的、具有抗侧向力膜片和专门重力引进设备的柱式传感器。因为其具有成本低、容量大等特征，仍然是被挑选的目标。

●轴对称曲折环。选用了轴对称测量和应变计体系以及一同的弹性体构造，所以具有极优的重复性和长期稳定性；侧向力、力的方向歪斜、偏载、冲击及其它鸿沟力烦扰，对其称量精度的影响均很小；并且即便在实践称量负荷只需额外量程的15%的情况下，其量程精度仍然契合OIML对商贸电子秤计量最小负荷。此外，轴对称传感器不只适用于静态称量，并且也用来进行动态称量，这也是本公司的专利产品中的一种。

（2）悬吊式体系中的传感器构造办法

悬吊式体系的特征：传感器处在受重力拉伸的状态下，重力的方向与传感器的几许轴线一同，有比照好的复位功用。其缺陷，也就是抗侧向才调差和对几许空间规范恳求相对较高。

悬吊式体系体系中的传感器，较多地选用以下比照好的构造办法：

S型传感器。可用单孔、双控曲折梁构造或是盲孔构造，其受力轴线与几许轴线简直一同。

板环拉伸构造。具有上述构造一样的特征。但加工简略。

2.传感器量程挑选

在体系中，传感器的量程计划应根据以下一些原则合理挑选，才调取得满意的准确度并具有满意的灵敏度和过载维护可靠性。

单个传感器静态体系：

固定负荷（秤台、容器、料斗等）+改变负荷（需称量的负荷）＜60%所选用传感器的额外载荷。

多个传感器静态体系：

固定负荷（秤台、容器、料斗等）+改变负荷（需称量的负荷）＜60%所选用传感器的额外载荷×所配传感器数量。

动态体系主要根据具体工况另行思考相应地冲击导致的附加载荷的影响。在同一个体系中，有必要选用额外量程一样参数共同的传感器。

传感器的选用原则

1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型

要进行—个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。

在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。

2、灵敏度的选择

通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽员减少从外界引入的厂扰信号。

传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。

3、频率响应特性

传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。

传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。

在动态测量中，应根据信号的特点（稳态、瞬态、随机等）响应特性，以免产生过火的误差。

4、线性范围

传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。

但实际上，任何传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的，这会给测量带来极大的方便。

5、稳定性

传感器使用一段时间后，其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外，主要是传感器的使用环境。因此，要使传感器具有良好的稳定性，传感器必须要有较强的环境适应能力。

在选择传感器之前，应对其使用环境进行调查，并根据具体的使用环境选择合适的传感器，或采取适当的措施，减小环境的影响。

传感器的稳定性有定量指标，在超过使用期后，在使用前应重新进行标定，以确定传感器的性能是否发生变化。

在某些要求传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场合，所选用的传感器稳定性要求更严格，要能够经受住长时间的考验。

6、精度

精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。传感器的精度越高，其价格越昂贵，因此，传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以，不必选得过高。这样就可以在满足同一测量目的的诸多传感器中选择比较便宜和简单的传感器。

如果测量目的是定性分析的，选用重复精度高的传感器即可，不宜选用绝对量值精度高的；如果是为了定量分析，必须获得精确的测量值，就需选用精度等级能满足要求的传感器。

对某些特殊使用场合，无法选到合适的传感器，则需自行设计制造传感器。自制传感器的性能应满足使用要求。