Grundsätze für die Sensorauswahl

Oct 30, 2024

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Auswahl der Empfindlichkeit
Im linearen Bereich des Sensors gilt im Allgemeinen: Je höher die Empfindlichkeit des Sensors, desto besser. Dies liegt daran, dass nur bei hoher Empfindlichkeit der Wert des Ausgangssignals, der der zu messenden Änderung entspricht, relativ groß ist, was der Signalverarbeitung förderlich ist. Es ist jedoch zu beachten, dass die Empfindlichkeit des Sensors hoch ist und das externe Rauschen, das nicht mit der Messung zusammenhängt, ebenfalls leicht gemischt werden kann und auch durch das Verstärkungssystem verstärkt wird, was sich auf die Messgenauigkeit auswirkt. Daher ist es erforderlich, dass der Sensor selbst ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis aufweist, um das von der Außenwelt eingeführte Störsignal zu minimieren.
Die Empfindlichkeit des Sensors ist richtungsabhängig. Wenn die gemessene Größe ein einzelner Vektor ist und eine hohe Richtungsabhängigkeit erforderlich ist, sollte der Sensor mit geringer Empfindlichkeit in anderen Richtungen ausgewählt werden; Handelt es sich bei der Messung um einen mehrdimensionalen Vektor, gilt: Je kleiner die Querempfindlichkeit des Sensors, desto besser.


Frequenzgangeigenschaften
Das Frequenzverhalten des Sensors bestimmt den zu messenden Frequenzbereich und muss innerhalb des zulässigen Frequenzbereichs unverfälscht sein. Tatsächlich gibt es immer eine gewisse Verzögerung in der Reaktion des Sensors, und je kürzer die Verzögerungszeit, desto besser.
Je höher der Frequenzgang des Sensors ist, desto größer ist der Frequenzbereich des Signals, der gemessen werden kann.
Bei dynamischen Messungen sollten die Antworteigenschaften auf den Eigenschaften des Signals (stationär, transient, zufällig usw.) basieren, um übermäßige Fehler zu vermeiden.


Linearer Bereich
Der lineare Bereich eines Sensors ist der Bereich, in dem der Ausgang proportional zum Eingang ist. Theoretisch bleibt die Empfindlichkeit in diesem Bereich konstant. Je größer der lineare Bereich des Sensors ist, desto größer ist der Messbereich und die Messgenauigkeit. Bei der Auswahl eines Sensors wird bei der Festlegung des Sensortyps zunächst geprüft, ob dessen Reichweite den Anforderungen entspricht.
Aber in Wirklichkeit kann kein Sensor eine absolute Linearität garantieren, und ihre Linearität ist auch relativ. Wenn die erforderliche Messgenauigkeit innerhalb eines bestimmten Bereichs relativ gering ist, kann der Sensor mit einem kleinen nichtlinearen Fehler annähernd als linear angesehen werden, was die Messung erheblich erleichtert.

 

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Stabilität
Die Fähigkeit eines Sensors, seine Leistung über einen bestimmten Zeitraum hinweg unverändert aufrechtzuerhalten, wird als Stabilität bezeichnet. Neben der Struktur des Sensors selbst sind die Faktoren, die die Langzeitstabilität des Sensors beeinflussen, vor allem die Umgebung, in der der Sensor verwendet wird. Damit der Sensor eine gute Stabilität aufweist, muss er daher über eine starke Anpassungsfähigkeit an die Umgebung verfügen.
Vor der Auswahl eines Sensors ist es notwendig, die Umgebung zu untersuchen, in der er verwendet werden soll, und den geeigneten Sensor entsprechend der spezifischen Umgebung auszuwählen, in der er verwendet werden soll, oder geeignete Maßnahmen zu ergreifen, um die Auswirkungen der Umwelt zu reduzieren.
Es gibt quantitative Indikatoren für die Stabilität des Sensors. Nach Ablauf der Lebensdauer sollte dieser vor der Verwendung neu kalibriert werden, um festzustellen, ob sich die Leistung des Sensors verändert hat.
In einigen Fällen, in denen der Sensor über einen längeren Zeitraum verwendet werden muss und nicht einfach ausgetauscht oder kalibriert werden kann, ist die Stabilität des ausgewählten Sensors strenger und er kann dem Test über einen langen Zeitraum standhalten.


Präzision
Genauigkeit ist ein wichtiger Leistungsindikator des Sensors und ein wichtiger Zusammenhang mit der Messgenauigkeit des gesamten Messsystems. Je höher die Genauigkeit des Sensors, desto teurer ist er, sodass die Genauigkeit des Sensors nur die Genauigkeitsanforderungen des gesamten Messsystems erfüllen muss und nicht zu hoch gewählt werden muss. Dies ermöglicht die Auswahl aus einer breiten Palette von Sensoren für den gleichen Messzweck, bei denen es sich um relativ kostengünstige und einfache Sensor-Atlas-Kompressorzubehörteile handelt.
Wenn der Zweck der Messung eine qualitative Analyse ist, reicht es aus, einen Sensor mit hoher Wiederholgenauigkeit zu wählen, und es ist nicht angebracht, einen Sensor mit hoher absoluter Genauigkeit zu wählen; Sind für die quantitative Analyse präzise Messwerte erforderlich, sind Sensoren mit der erforderlichen Genauigkeitsklasse erforderlich.
Wenn für einige besondere Anwendungsfälle der geeignete Sensor nicht ausgewählt werden kann, muss der Sensor selbst entworfen und hergestellt werden. Die Leistung des selbstgebauten Sensors sollte den Anforderungen des Einsatzes entsprechen.