传感器的选择、基本原则和选择标准

所有传感器都根据测量的参数进行分类。它们也可以分为被动或主动。在无源传感器中，获得输出所需的功率由测量的物理现象（例如温度）本身提供，而有源传感器则需要外部电源。

此外，传感器根据输出信号的类型分为模拟或数字。模拟传感器产生与检测参数成正比的连续信号，通常需要 模数转换 在馈送到数字控制器之前。

另一方面，数字传感器产生可以直接连接到数字控制器的数字输出。通常通过在传感器模块中添加 A/D 转换器来产生数字输出。

如果需要很多传感器，选择简单的模拟传感器并将它们连接到配备多通道 A/D 转换器的数字控制器会更经济。

通常，传感器的输出信号需要进行后处理（转换），然后才能将信号馈送到控制器。传感器的输出信号可以被解调、放大、滤波和隔离，以便信号可以通过控制器的常规模数转换器获得（见- 自动化系统中的统一模拟信号).所有电子设备都集成到一个微电路中，可以直接连接到控制器。

传感器制造商通常会提供校准曲线。如果传感器稳定，则无需重新校准。然而，传感器在与控制系统集成后必须重新校准。这基本上需要为传感器设置一个已知输入并记录其输出以建立正确的缩放比例。

如果传感器用于测量随时间变化的输入信号，则需要进行动态校准。使用正弦输入是最简单和最可靠的动态校准方法。

在选择合适的传感器以确定所需的物理参数时，必须考虑许多静态和动态因素。以下是典型因素的列表：

1. 范围——参数测量阈值的最大值和最小值之差。

2. 分辨率是传感器可以检测到的最小变化。

3、准确度是测量值与真值的差值。

4. 精度——以指定精度重复测量的能力。

5. 灵敏度——输出信号变化与输入信号变化的比率。

6.零偏移量——零输入信号的非零输出值。

7. 线性度——与最佳拟合线性校准曲线的百分比偏差。

8. 零漂——在输入信号没有变化的情况下，输出信号在一定时间内从零值开始的变化。

9. 响应时间——输入和输出信号之间的时间间隔。

10. 带宽——输出下降 3 dB 时的频率。

十一、谐振是输出峰值出现的频率。

12. 工作温度——传感器应使用的温度范围。

13.死区——传感器无法测量的测量值范围。

14. 信噪比——信号振幅与输出噪声的比值。

根据所需的规格选择满足上述所有要求的传感器是困难的。例如，选择微米精度在一米或几米范围内的位置传感器排除了大多数传感器。在许多情况下，缺少必要的传感器需要进行完整的系统重建。

一旦满足上述功能因素，就会生成一个传感器列表。传感器的最终选择将取决于尺寸、信号调节、可靠性、维护和成本。