دانش حرفه ای

اصل انتخاب سنسور

2021-03-15
برای انجام یک اندازه گیری خاص، اولین نکته این است که چه نوع سنسوری استفاده می شود. حتی اگر همان کمیت فیزیکی اندازه گیری شود، انواع مختلفی از حسگرها وجود دارد.
سوالات زیر با توجه به ویژگی های اندازه گیری شده و شرایط استفاده از سنسور در نظر گرفته می شود:
بزرگی محدوده؛
نیاز به موقعیت اندازه گیری شده بر روی حجم سنسور؛
روش اندازه گیری نوع تماسی یا غیر تماسی است.
روش استخراج سیگنال، اندازه گیری سیمی یا بدون تماس؛
منبع حسگرها، داخلی یا وارداتی، مقرون به صرفه یا خود ساخته.
پس از آن، ما می توانیم تصمیم بگیریم که چه نوع سنسوری را انتخاب کنیم و سپس شاخص عملکرد خاص سنسور را در نظر بگیریم.
انتخاب حساسیت
به طور کلی، در محدوده خطی سنسور، مطلوب است که سنسور تا حد امکان حساس باشد. تنها زمانی که حساسیت بالا باشد، مقدار سیگنال خروجی مربوط به تغییر اندازه‌گیری شده نسبتاً بزرگ است، که برای پردازش سیگنال مفید است. البته لازم به ذکر است که حساسیت سنسور بالا است و نویز خارجی که به اندازه گیری مربوط نمی شود به راحتی با آن مخلوط می شود که توسط سیستم تقویت نیز تقویت می شود و بر دقت اندازه گیری تأثیر می گذارد. بنابراین، خود سنسور باید نسبت سیگنال به نویز بالایی داشته باشد تا ورود سیگنال های تداخلی از بیرون را به حداقل برساند.
حساسیت سنسور جهت دار است. هنگامی که سنسور یک بردار است و دارای الزامات جهتی بالایی است، سنسور با حساسیت کم در جهات دیگر باید انتخاب شود. اگر بردار اندازه گیری شده یک بردار چند بعدی باشد، حساسیت متقاطع سنسور کمتر مورد نیاز است.
مشخصه پاسخ فرکانس
ویژگی های پاسخ فرکانسی سنسور محدوده فرکانسی مورد اندازه گیری را تعیین می کند و باید در محدوده فرکانس مجاز بدون اعوجاج باقی بماند. پاسخ سنسور واقعی همیشه یک تاخیر قطعی است. هر چه تاخیر کمتر باشد بهتر است.
هرچه پاسخ فرکانس سنسور بیشتر باشد، دامنه فرکانس سیگنال وسیع‌تر قابل اندازه‌گیری است.
در اندازه گیری دینامیکی، ویژگی های پاسخ (حالت پایدار، گذرا، تصادفی و غیره) باید برای جلوگیری از خطای بیش از حد اتخاذ شود.
محدوده خطی
محدوده خطی سنسور محدوده ای است که در آن خروجی متناسب با ورودی است. در تئوری، حساسیت در این محدوده ثابت می ماند.
هرچه دامنه خطی سنسور بیشتر باشد، برد آن بیشتر است و می تواند دقت اندازه گیری خاصی را تضمین کند. هنگام انتخاب سنسور، ابتدا باید نوع سنسور تعیین شود تا ببینیم آیا محدوده آن مطابق با الزامات است یا خیر.
اما در واقع هیچ سنسوری تضمین نمی شود که کاملا خطی باشد و خطی بودن آن نسبی است. هنگامی که دقت اندازه گیری نسبتاً کم است، سنسور با خطای غیرخطی کوچک را می توان تقریباً خطی در محدوده معینی در نظر گرفت که راحتی زیادی را برای اندازه گیری به ارمغان می آورد.
ثبات از
توانایی یک حسگر برای حفظ عملکرد بدون تغییر در طول زمان، پایداری نامیده می شود. محیط سنسور عاملی است که بر پایداری طولانی مدت سنسور تأثیر می گذارد، به جز ساختار خود سنسور. سنسور باید سازگاری قوی با محیط داشته باشد تا سنسور پایداری خوبی داشته باشد.
قبل از انتخاب سنسور، باید محیط کاربری آن را بررسی کند، اقدامات مناسبی را برای کاهش تاثیر محیط انجام دهد و حسگر مناسب را با توجه به محیط استفاده انتخاب کند.
دقت، درستی
دقت یک شاخص عملکرد مهم سنسور است که پیوند مهمی از کل سیستم اندازه گیری است. هرچه دقت سنسور بیشتر باشد، قیمت آن گران تر است. بنابراین، دقت سنسور را می توان تا زمانی که الزامات دقت کل سیستم اندازه گیری برآورده شود، برآورده کرد. این امکان انتخاب سنسورهای ارزان‌تر و ساده‌تر، لوازم جانبی کمپرسور اطلس، را در میان بسیاری از سنسورهای موجود برای همین منظور فراهم می‌کند.
اگر هدف اندازه گیری تحلیل کیفی باشد، سنسور با دقت تکرار بالا را می توان انتخاب کرد. به منظور تجزیه و تحلیل کمی، مقادیر اندازه گیری دقیق باید بدست آید و سنسورهایی با درجه دقت مورد نیاز انتخاب شوند.
برای برخی موارد استفاده خاص، سنسور مناسب را نمی توان انتخاب کرد، سنسور باید طراحی و ساخته شود و عملکرد سنسور خودساخته باید الزامات استفاده را برآورده کند.
X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept