مبادئ اختيار أجهزة الاستشعار
1. تحديد نوع الاستشعار وفقا لكائن القياس وبيئة القياس
لإجراء قياس محدد ، يجب علينا أولاً التفكير في نوع المستشعر المطلوب استخدامه. وهذا يتطلب تحليل العديد من العوامل قبل أن يمكن تحديده. لأنه ، حتى عند قياس نفس الكمية المادية ، هناك العديد من أنواع المستشعرات للاختيار من بينها ، أيها أكثر ملاءمة ، تحتاج إلى النظر في المشكلات المحددة التالية وفقًا لخصائص المستشعر المقاسة وظروف استخدام: حجم النطاق ؛ شرط الموضع المقاس على حجم المستشعر ؛ طريقة القياس هي الاتصال أو عدم الاتصال ؛ طريقة استخراج الإشارات ، القياس السلكي أو عدم الاتصال ؛ مصدر المستشعر ، محلي أو مستورد ، سواء أكان يمكن تحمل السعر أم تطويره بنفسه.
بعد النظر في المشكلات المذكورة أعلاه ، يمكننا تحديد نوع المستشعر الذي يجب اختياره ، ثم النظر في مؤشرات الأداء المحددة للمستشعر.
2. اختيار الحساسية
بشكل عام ، ضمن النطاق الخطي للمستشعر ، من المرغوب فيه أنه كلما زادت حساسية المستشعر ، كلما كان ذلك أفضل. لأنه عندما تكون الحساسية عالية ، تكون قيمة إشارة الخرج المقابلة للتغير المقيس كبيرة نسبيًا ، مما يساعد على معالجة الإشارات. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن حساسية المستشعر عالية ، كما أن الضجيج الخارجي غير المرتبط بالقياس يختلط بسهولة أيضًا ، ويتضخم أيضًا بواسطة نظام التضخيم ، مما يؤثر على دقة القياس. لذلك ، فإن المستشعر نفسه مطلوب للحصول على نسبة إشارة إلى ضوضاء عالية ، ويتم بذل كل جهد ممكن للحد من إشارات اضطراب المصنع المقدمة من الخارج.
حساسية المستشعر اتجاهي. عندما يكون المقياس متجهًا واحدًا ، ومتطلبات الاتجاهية عالية ، يجب عليك اختيار مستشعر ذو حساسية منخفضة في اتجاهات أخرى ؛ إذا كان المقاس عبارة عن ناقل متعدد الأبعاد ، فكلما كانت حساسية المستشعر أصغر ، كلما كان ذلك أفضل.
3. خصائص استجابة التردد
تحدد خاصية استجابة التردد للمستشعر مدى التردد الواجب قياسه. يجب أن تحافظ على ظروف القياس غير المشوهة ضمن مدى التردد المسموح به. في الواقع ، فإن استجابة المستشعر لها دائمًا تأخير ثابت. ومن المأمول أن أقصر وقت التأخير ، كان ذلك أفضل.
استجابة تردد المستشعر عالية ، ونطاق تردد الإشارة القابل للقياس واسع. نظرًا لتأثير الخصائص الهيكلية ، يكون القصور الذاتي للنظام الميكانيكي كبيرًا ، كما أن وتيرة الإشارة القابلة للقياس من المستشعر بتردد منخفض منخفضة.
في القياس الديناميكي ، يجب استخدام خصائص استجابة الإشارة (الحالة المستقرة ، عابرة ، عشوائية ، إلخ) لتجنب أخطاء الحرارة الزائدة.
4. مجموعة خطية
النطاق الخطي للمستشعر هو النطاق الذي يتناسب فيه الإخراج مع المدخلات. من الناحية النظرية ، ضمن هذا النطاق ، تظل الحساسية ثابتة. على نطاق أوسع مجموعة خطية من أجهزة الاستشعار ، أكبر مجموعة لها ، ويمكن أن تضمن دقة قياس معينة. عند اختيار المستشعر ، عند تحديد نوع المستشعر ، أولاً وقبل كل شيء ، يعتمد ذلك على ما إذا كان نطاقه يلبي المتطلبات.
ولكن في الواقع ، لا يمكن لأي جهاز استشعار ضمان الخطية المطلقة ، والخطي له نسبي. عندما تكون دقة القياس المطلوبة منخفضة نسبيًا ، في نطاق معين ، يمكن اعتبار المستشعر ذو الخطأ غير الخطي الصغير خطيًا تقريبًا ، مما سيجلب راحة كبيرة للقياس.
5.Stability
وتسمى قدرة المستشعر على البقاء دون تغيير بعد فترة الاستخدام الاستقرار. بالإضافة إلى هيكل المستشعر نفسه ، فإن العوامل التي تؤثر على ثبات المستشعر على المدى الطويل هي في الأساس البيئة التي يتم فيها استخدام المستشعر. لذلك ، لجعل المستشعر يتمتع بثبات جيد ، يجب أن يتمتع المستشعر بالقدرة على التكيف البيئي.
قبل اختيار المستشعر ، يجب عليه فحص بيئة الاستخدام الخاصة به ، واختيار المستشعر المناسب وفقًا لبيئة الاستخدام المحددة ، أو اتخاذ التدابير المناسبة لتقليل التأثير البيئي.
هناك مؤشر كمي لاستقرار المستشعر. بعد فترة الاستخدام ، يجب إجراء المعايرة قبل استخدامها لتحديد ما إذا كان أداء المستشعر قد تغير.
في بعض الحالات التي يمكن فيها استخدام المستشعر لفترة طويلة ، ولكن لا يمكن استبداله أو معايرته بسهولة ، يكون استقرار المستشعر المحدد أكثر صرامة ، ويجب أن يكون قادرًا على الصمود أمام اختبار فترة طويلة.
6.Accuracy
الدقة هي مؤشر أداء مهم للمستشعر ، وهو رابط مهم يتعلق بدقة القياس لنظام القياس بأكمله. كلما زادت دقة المستشعر ، زاد كلفته. طالما أن دقة المستشعر تفي بمتطلبات الدقة في نظام القياس بأكمله ، فلا يلزم تحديده بدرجة عالية. وبهذه الطريقة ، يمكنك اختيار مستشعر أرخص وأبسط بين العديد من أجهزة الاستشعار التي تفي بالغرض نفسه من القياس.
إذا كان الغرض من القياس هو التحليل النوعي ، فيمكن استخدام مستشعر بدقة تكرار عالية ، وليس من المناسب استخدام مستشعر بدقة عالية مطلقة. إذا كان الأمر يتعلق بالتحليل الكمي ، فيجب الحصول على قيم قياس دقيقة ، ويلزم وجود جهاز استشعار بمستوى دقة يمكنه تلبية المتطلبات.
