發布日期：2022-10-09 點擊率：332
市場上有各種各樣的工業傳感器，因此為特定應用選擇合適的傳感器可能是一個挑戰。工業傳感器幾乎涵蓋所有傳感器類別，包括溫度、濕度、氣壓、力、壓力、壓差、接近、光電、位置、速度、水平、氣體、化學和電流電壓傳感器等。有時傳感器構成了產品和解決方案的核心要素，是產品的重要組成部分，定義了預期應用的質量、效率和安全性。
工業過程控制涉及對許多行業的機械、系統和過程的監測和控制，包括化學品、制藥、生物技術、能源、水、石油和天然氣、塑料、紙張以及食品和飲料。現代工業加工和制造系統高度自動化，確保以高效的方式消耗原材料和能源。有許多參數需要監測和控制，包括壓力、溫度、液位、流速、濕度、灰塵、腐蝕性物質、爆炸物、液體和氣體。
傳感器是過程控制和測量系統中的第一個元件。在過去幾年中，在納米和皮米計等非常小的尺度上進行精確的控制和精確的位移/位置測量變得越來越重要。
工業傳感器的主要性能指標是靈敏度、分辨率、緊湊性、長期穩定性、熱漂移和功率效率。
工業過程控制中的傳感器類型
接近傳感器。它們可以是機械的、光學的、感應的和電容的，廣泛應用于工業自動化中，如計數和堵塞檢測的線、安全聯鎖和排序的機床等，它們還用于檢測物體的存在或不存在。
機械傳感器基本上是開關操作的機械開關。
光傳感器可以是像發光二極管（led）和光晶體管這樣的光源，這些傳感器基本上是非接觸式的，沒有運動部件。它們體積小，開關速度快，對振動和沖擊不敏感。但是，它們需要對齊，可以被環境光照條件遮住，可能需要清潔、無塵和無水的環境。
感應式和電容式近程傳感器通常具有很短的距離，但非常堅固可靠。感應式傳感器利用磁性來檢測金屬物體的存在，電容傳感器通常用于檢測非金屬物體引起的電容。
位置傳感器。其中包括編碼器和線性可變差動變壓器（LVDTs）。編碼器是數字傳感器，通常用于為執行器提供位置反饋，它們由一個玻璃或塑料盤組成，在光源（LED）和一對光電探測器之間旋轉，塑料磁盤是用交替的亮和暗扇區編碼的，因此當磁盤旋轉時會產生脈沖。LVDTs由一個在圓柱體中運動的磁芯組成，它們通常用于伺服機構、自動測量和許多其他工業和科學應用中的位置反饋。
力傳感器。力和壓力傳感器通常充當傳感器，這些傳感器根據施加在它們身上的壓力產生信號。力傳感電阻器是兩個針式力傳感器，當力、壓力或機械應力作用于傳感器表面時，其電阻會發生變化。
振動/加速度傳感器。壓電陶瓷傳感器或加速度計最常用于檢測振動。三軸加速度計用于移動系統、汽車、渦輪機和飛機，它們提供振動信息和位置數據。慣性測量裝置通常用陀螺儀和加速度計測量線性和角運動。它們廣泛應用于飛機和導彈的導航和制導。
液位傳感器。這些傳感器在工業過程控制中非常常見，選擇合適的液位傳感器取決于其尺寸和幾何形狀。工業過程控制包括靜液壓和光學液位傳感器，從簡單的極限值檢測到精確的連續液位傳感。靜水壓傳感器可以安裝為潛水式傳感器，用于在液體中定位，也可以使用螺紋連接到外部罐壁。
1、根據測量對象與測量環境確定傳感器的類型
要進行—個具體的測量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因為，即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據被測量的特點和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大小；被測位置對傳感器體積的要求；測量方式為接觸式還是非接觸式；信號的引出方法，有線或是非接觸測量；傳感器的來源，國產還是進口，價格能否承受，還是自行研制。
在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標。
2、靈敏度的選擇
通常，在傳感器的線性范圍內，希望傳感器的靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時，與被測量變化對應的輸出信號的值才比較大，有利于信號處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測量無關的外界噪聲也容易混入，也會被放大系統放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應具有較高的信噪比，盡量減少從外界引入的干擾信號。
傳感器的靈敏度是有方向性的。當被測量是單向量，而且對其方向性要求較高，則應選擇其它方向靈敏度小的傳感器；如果被測量是多維向量，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。
3、頻率響應特性
傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內保持不失真。實際上傳感器的響應總有—定延遲，希望延遲時間越短越好。
傳感器的頻率響應越高，可測的信號頻率范圍就越寬。
在動態測量中，應根據信號的特點（穩態、瞬態、隨機等）響應特性，以免產生過大的誤差。
4、線性范圍
傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講，在此范圍內，靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時，當傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。
但實際上，任何傳感器都不能保證絕對的線性，其線性度也是相對的。當所要求測量精度比較低時，在一定的范圍內，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的，這會給測量帶來極大的方便。
5、穩定性
傳感器使用一段時間后，其性能保持不變的能力稱為穩定性。影響傳感器長期穩定性的因素除傳感器本身結構外，主要是傳感器的使用環境。因此，要使傳感器具有良好的穩定性，傳感器必須要有較強的環境適應能力。
在選擇傳感器之前，應對其使用環境進行調查，并根據具體的使用環境選擇合適的傳感器，或采取適當的措施，減小環境的影響。
傳感器的穩定性有定量指標，在超過使用期后，在使用前應重新進行標定，以確定傳感器的性能是否發生變化。
在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標定的場合，所選用的傳感器穩定性要求更嚴格，要能夠經受住長時間的考驗。
6、精度
精度是傳感器的一個重要的性能指標，它是關系到整個測量系統測量精度的一個重要環節。傳感器的精度越高，其價格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個測量系統的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器阿特拉斯空壓機配件。
如果測量目的是定性分析的，選用重復精度高的傳感器即可，不宜選用絕對量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測量值，就需選用精度等級能滿足要求的傳感器。
對某些特殊使用場合，無法選到合適的傳感器，則需自行設計制造傳感器。自制傳感器的性能應滿足使用要求。
下一篇： PLC、DCS、FCS三大控
上一篇： 如何給插入式傳感器的
