怎么選擇多維力傳感器

       現(xiàn)代傳感器在原理和結(jié)構(gòu)上截然不同。如何根據(jù)具體的測(cè)量目的和對(duì)象進(jìn)行測(cè)量合理選擇傳感器和測(cè)量環(huán)境是測(cè)量數(shù)量時(shí)首先要解決的問題。確定傳感器后，即可確定與其匹配的測(cè)量方法和測(cè)量設(shè)備。測(cè)量結(jié)果的成功或失敗很大程度上取決于傳感器的選擇是否合理。

1.根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定傳感器的類型

       要進(jìn)行—個(gè)具體的測(cè)量工作，首先要考慮應(yīng)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?yàn)?，即使是測(cè)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(cè)量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：

①量程的大小;

②被測(cè)位置對(duì)傳感器體積的要求;

③測(cè)量方式為接觸式還是非接觸式;

④信號(hào)的引出方法，有線或是非接觸測(cè)量;

⑤傳感器的來源，國(guó)產(chǎn)還是進(jìn)口，價(jià)格能否承受，還或者是自行研制。

       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(biāo)。

2.靈敏度的選擇

       通常，在多維力傳感器的線性范圍內(nèi)，傳感器的靈敏度越高越好。因?yàn)閮H當(dāng)靈敏度高時(shí)，與所測(cè)量的變化相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的值才相對(duì)較大，這有利于信號(hào)處理。但是需要注意的是，傳感器的靈敏度很高，與測(cè)量無關(guān)的外部噪聲也容易混入，并且也會(huì)被放大系統(tǒng)放大并影響測(cè)量精度。因此，要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比，并使從外界引入的干擾信號(hào)小化。

傳感器的靈敏度是定向的。如果測(cè)量的是單個(gè)矢量，并且對(duì)方向性的要求很高，則應(yīng)選擇在其他方向靈敏度較低的傳感器；如果測(cè)量的是多維矢量，則傳感器的交叉靈敏度越小越好。

3.頻率響應(yīng)特性

       多維力傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測(cè)量的頻率范圍，需要在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測(cè)量條件，實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有—定延遲，希望延遲時(shí)間越短越好。

       多維力傳感器的頻率響應(yīng)高，可測(cè)的信號(hào)頻率范圍就寬，而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大，因此頻率低的傳感器可測(cè)信號(hào)的頻率較低。

在動(dòng)態(tài)測(cè)量中，應(yīng)根據(jù)信號(hào)的特點(diǎn)(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機(jī)等)響應(yīng)特性，以免產(chǎn)生過大的誤差。

4.線性范圍

       多維力傳感器的線性范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。從理論上講，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，并且能保證的測(cè)量精度。在選擇傳感器時(shí)，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(shí)際上，任何傳感器都不能保證一律性的線性，其線性度也是相對(duì)的。當(dāng)所要求測(cè)量精度比較低時(shí)，在的范圍內(nèi)，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的，這會(huì)給測(cè)量帶來的方便。

5.穩(wěn)定性

       多維力傳感器在使用一段時(shí)間后保持其性能不變的能力稱為穩(wěn)定性。除了傳感器本身的結(jié)構(gòu)外，影響傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性的因素還主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，為了使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器需要具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性。

在選擇多維力傳感器之前，請(qǐng)調(diào)查其使用環(huán)境，然后根據(jù)特定的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或者采取適當(dāng)?shù)拇胧┮詼p少對(duì)環(huán)境的影響。

       多維力傳感器的穩(wěn)定性具有定量指標(biāo)。使用期限到期后，應(yīng)在使用前重新校準(zhǔn)，以確定傳感器的性能是否已更改。在某些需要長(zhǎng)時(shí)間使用但無法輕松更換或校準(zhǔn)的傳感器的情況下，所選傳感器的穩(wěn)定性更加嚴(yán)格，并且需要能夠承受長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試。

6.精度

       精度是多維力傳感器的重要性能指標(biāo)，并且是與整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量精度相關(guān)的重要鏈接。多維力傳感器的精度越高，其價(jià)格就越高。因此，多維力傳感器的精度僅需要滿足整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的精度要求，而不需要選擇太高。這樣，可以在滿足相同測(cè)量目的的許多傳感器中選擇更便宜，更簡(jiǎn)單的傳感器。

       如果測(cè)量目的是用于定性分析，請(qǐng)選擇具有高重復(fù)精度的多維力傳感器。不建議使用一律性值精度較高的傳感器。如果是用于定量分析并且需要獲得準(zhǔn)確的測(cè)量值，則應(yīng)選擇精度水平可以滿足要求的傳感器。

       對(duì)于某些應(yīng)用臺(tái)州中清科技有限公司建議您，如果您不能選擇合適的多維力傳感器，則需要自己設(shè)計(jì)和制造傳感器。自制傳感器的性能應(yīng)滿足使用要求。