Jak wybrać czujnik

Nowoczesne czujniki różnią się szeroko pod względem zasad działania i konstrukcji. Jak rozsądnie dobrać czujnik na podstawie konkretnych celów, obiektów i warunków pomiarowych – to pierwszy problem, który należy rozwiązać przy wykonywaniu pomiaru. Gdy już czujnik zostanie określony, można również ustalić odpowiednie metody i sprzęt pomiarowy. Powodzenie wyników pomiaru w dużej mierze zależy od tego, czy czujnik został dobrany racjonalnie.

Po pierwsze, d ostrzegaj dostarczanie typ czujnika na podstawie obiektu i środowiska pomiarowego

Aby przeprowadzić konkretny pomiar, pierwszym krokiem jest rozważenie, z jakiej zasady działania czujnika skorzystać, co wymaga przeanalizowania wielu czynników. Nawet w przypadku pomiaru tej samej wielkości fizycznej dostępnych jest kilka zasad działania czujników. Stosowność danej zasady działania czujnika zależy od cech mierzonej wielkości oraz warunków pracy czujnika i wymaga rozważenia następujących konkretnych aspektów: m zakres pomiarowy , o wymagania dotyczące rozmiaru czujnika w oparciu o miejsce pomiaru , c pomiar kontaktowy lub bezstykowy , s metoda wyjścia sygnału (przewodowa lub bezstykowa) , s pochodzenie czujnika (krajowe lub importowane), przystępność cenowa lub rozwijane samodzielnie . Po rozważeniu powyższych aspektów można określić typ czujnika, a następnie konkretne wskaźniki wydajności.

Drugi, Wybór czułości . Ogólnie rzecz biorąc, w zakresie liniowym czujnika preferowaną jest większa czułość. Wyższa czułość prowadzi do większych sygnałów wyjściowych odpowiadających zmianom wielkości mierzonej, ułatwiając przetwarzanie sygnału. Należy jednak zauważyć, że wysoka czułość może łatwo wprowadzać zewnętrzny szum niepowiązany z wielkością mierzoną, który może być wzmacniany przez system i wpływać na dokładność pomiaru. Dlatego sam czujnik powinien mieć wysoki stosunek sygnału do szumu, aby minimalizować zakłócenia zewnętrzne.
Czułość czujnika jest kierunkowa. W przypadku pomiarów jednokierunkowych o wysokich wymaganiach kierunkowych należy wybierać czujniki o niskiej czułości w innych kierunkach; dla pomiarów wielowymiarowych należy wybrać czujniki o minimalnej krzyżowej czułości.

T trzeci, r charakterystyki odpowiedzi (czas reakcji) . Charakterystyka częstotliwościowa czujnika określa zakres częstotliwości wielkości mierzonej, w którym pomiar może być przeprowadzony bez zniekształceń w dopuszczalnym zakresie częstotliwości. W praktyce odpowiedź czujnika zawsze wiąże się z pewnym opóźnieniem, a krótsze czasy opóźnienia są preferowane.  Wyższa odpowiedź częstotliwościowa pozwala na szerszy zakres częstotliwości sygnałów możliwych do pomiaru, podczas gdy układy mechaniczne o dużej bezwładności (z powodu ograniczeń konstrukcyjnych) nadają się do czujników o niższej częstotliwości własnej i węższym zakresie pomiarowym. W pomiarach dynamicznych należy dostosować charakterystyki odpowiedzi do typu sygnału (ustalony, przejściowy, losowy itp.), aby uniknąć nadmiernych błędów.

Po pierwsze, Zakres liniowy . Zakres liniowy czujnika odnosi się do zakresu, w którym wyjście jest proporcjonalne do wejścia. Teoretycznie, wrażliwość pozostaje stała w tym zakresie. Szerniejszy zakres liniowy umożliwia większy zakres pomiarowy i gwarantuje dokładność pomiarów. Podczas wybierania czujnika, najpierw sprawdź, czy jego zakres odpowiada wymaganiom po ustaleniu typu czujnika.
W praktyce żaden czujnik nie jest bezwzględnie liniowy, a liniowość jest względna. Dla wymagań dotyczących niskiej precyzji pomiarowej, czujniki o małych błędach nieliniowości mogą być przybliżone jako liniowe w pewnym zakresie, co znacznie upraszcza pomiary.

F po piąte, Stabilność . Stabilność odnosi się do zdolności czujnika do utrzymywania niezmienionych parametrów pracy po określonym okresie użytkowania. Czynniki wpływające na długoterminową stabilność obejmują nie tylko konstrukcję czujnika, ale także jego środowisko pracy. Dlatego aby zapewnić dobrą stabilność, czujniki muszą mieć silną zdolność dostosowywania się do środowiska.
Przed wybraniem czujnika należy przeanalizować środowisko, w którym ma być stosowany, oraz dobrać odpowiedni czujnik lub podjąć środki minimalizujące wpływ warunków środowiskowych. Stabilność ma wskaźniki ilościowe; po przekroczeniu okresu eksploatacji należy skaliować ponownie czujnik przed użyciem, aby potwierdzić, czy jego właściwości się nie zmieniły. W zastosowaniach wymagających długotrwałego użytkowania bez łatwej możliwości wymiany lub ponownej kalibracji, wymagania dotyczące stabilności czujnika są bardziej rygorystyczne i muszą wytrzymać długotrwałe testy. -ponownie skalibrować czujnik przed użyciem, aby potwierdzić, czy jego właściwości się nie zmieniły. -w zastosowaniach wymagających długotrwałego użytkowania bez łatwej możliwości wymiany lub ponownej kalibracji, wymagania dotyczące stabilności czujnika są bardziej rygorystyczne i muszą wytrzymać długotrwałe testy.

S po szóste, Dokładność . Dokładność jest kluczowym wskaźnikiem wydajności czujników i istotnym czynnikiem wpływającym na dokładność pomiaru całego systemu. Czujniki o wyższej dokładności są droższe, dlatego wystarczy, gdy dokładność czujnika spełnia wymagania systemu – nie ma potrzeby nadmiernie wysokiej precyzji. To pozwala na wybór tańszych i prostszych czujników wśród tych spełniających te same cele pomiarowe.  W przypadku analizy jakościowej należy wybrać czujniki o wysokiej powtarzalności, a nie koniecznie o wysokiej dokładności bezwzględnej.  Do analizy ilościowej wymagającej precyzyjnych pomiarów wybierz czujniki o odpowiednich klasach dokładności.
W szczególnych zastosowaniach, gdzie brak odpowiedniego czujnika, może być konieczne samodzielne zaprojektowanie i wyprodukowanie, przy czym czujniki homemade muszą spełniać wymagania dotyczące wydajności.