根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定類型
壓力開關(guān)的工作原理:是當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力高于或低于額定的安全壓力時,感應(yīng)器內(nèi)碟片瞬時發(fā)生移動,通過連接導(dǎo)桿推動開關(guān)接頭接通或斷開,當(dāng)壓力降至或升額定的恢復(fù)值時,碟片瞬時復(fù)位,開關(guān)自動復(fù)位,或者簡單的說是當(dāng)被測壓力超過額定值時,彈性元件的自由端產(chǎn)生位移,直接或經(jīng)過比較后推動開關(guān)元件,改變開關(guān)元件的通斷狀態(tài),達(dá)到控制被測壓力的目的。壓力開關(guān)采用的彈性元件有單圈彈簧管、膜片、膜盒及波紋管等
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(jù)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??;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(chǎn)還是進口,價格能否承受,還是自行研制。[5]
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(biāo)。
靈敏度的選擇
壓力傳感器的測量范圍比電感式傳感器大一倍,它不僅能檢測金屬目標(biāo),而且還能檢測電介質(zhì),如紙、玻璃、木材和塑料等,甚至可以通過墻壁或紙殼進行檢測。由于人體在低頻下相當(dāng)于電導(dǎo)體,因此也出現(xiàn)了用于人的顫抖測量和防盜報警。
在測量構(gòu)件應(yīng)變時,直接將應(yīng)變片黏貼在構(gòu)件上即可,但若要測量力、壓力、加速度等信號,應(yīng)先將這些物理量轉(zhuǎn)變成應(yīng)變,然后用應(yīng)變片測量,比直接測量時多了一個轉(zhuǎn)換過程,完成這種轉(zhuǎn)換過程的原件通常稱為彈性原件,因此,應(yīng)變式傳感器通常由彈性敏感原件和應(yīng)變計兩部分構(gòu)成。
彈性敏感原件是傳感器的核心部件,要求彈性原件彈性儲能高,通常表示為彈性材料儲存變形功而不發(fā)生變形的能力。壓力傳感器具有良好的機械加工和熱處理性能,具有較強的抗壓強度。受溫度影響小等特性,正確選擇彈性敏感原件及應(yīng)變計橋路是提高應(yīng)變式傳感器的重要途徑:
通常,在傳感器的線性范圍內(nèi),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(yīng)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(guān)的外界噪聲也容易混入,也會被放大系統(tǒng)放大,影響測量精度。因此,要求傳感器本身應(yīng)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(dāng)被測量是單向量,而且對其方向性要求較高,則應(yīng)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。
頻率響應(yīng)特性
傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍,必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真。實際上傳感器的響應(yīng)有—定延遲,希望延遲時間越短越好。
傳感器的頻率響應(yīng)越高,可測的信號頻率范圍就越寬。
在動態(tài)測量中,應(yīng)根據(jù)信號的特點(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機等)響應(yīng)特性,以免產(chǎn)生過大的誤差。
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(nèi),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(dāng)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的線性,其線性度也是相對的。當(dāng)所要求測量精度比較低時,在一定的范圍內(nèi),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。
穩(wěn)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(wěn)定性。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外,主要是傳感器的使用環(huán)境。因此,要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性,傳感器必須要有較強的環(huán)境適應(yīng)能力。
在選擇傳感器之前,應(yīng)對其使用環(huán)境進行調(diào)查,并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器,或采取適當(dāng)?shù)拇胧?,減小環(huán)境的影響。
傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo),在超過使用期后,在使用前應(yīng)重新進行標(biāo)定,以確定傳感器的性能是否發(fā)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(biāo)定的場合,所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴(yán)格,要能夠經(jīng)受住長時間的考驗。
精度
精度是傳感器的一個重要的性能指標(biāo),它是關(guān)系到整個測量系統(tǒng)測量精度的一個重要環(huán)節(jié)。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(tǒng)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*空壓機配件。
如果測量目的是定性分析的,選用重復(fù)精度高的傳感器即可,不宜選用量值精度高的;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(shè)計制造傳感器。自制傳感器的性能應(yīng)滿足使用要求。
壓力傳感器的測量范圍比電感式傳感器大一倍,它不僅能檢測金屬目標(biāo),而且還能檢測電介質(zhì),如紙、玻璃、木材和塑料等,甚至可以通過墻壁或紙殼進行檢測。由于人體在低頻下相當(dāng)于電導(dǎo)體,因此也出現(xiàn)了用于人的顫抖測量和防盜報警。
在測量構(gòu)件應(yīng)變時,直接將應(yīng)變片黏貼在構(gòu)件上即可,但若要測量力、壓力、加速度等信號,應(yīng)先將這些物理量轉(zhuǎn)變成應(yīng)變,然后用應(yīng)變片測量,比直接測量時多了一個轉(zhuǎn)換過程,完成這種轉(zhuǎn)換過程的原件通常稱為彈性原件,因此,應(yīng)變式傳感器通常由彈性敏感原件和應(yīng)變計兩部分構(gòu)成。
彈性敏感原件是傳感器的核心部件,要求彈性原件彈性儲能高,通常表示為彈性材料儲存變形功而不發(fā)生變形的能力。壓力傳感器具有良好的機械加工和熱處理性能,具有較強的抗壓強度。受溫度影響小等特性,正確選擇彈性敏感原件及應(yīng)變計橋路是提高應(yīng)變式傳感器的重要途徑。