Selectie van sensoren, uitgangspunten en selectiecriteria

Alle sensoren zijn geclassificeerd volgens de gemeten parameter. Ze kunnen ook worden geclassificeerd als passief of actief. Bij passieve sensoren wordt het vermogen dat nodig is om een ​​output te verkrijgen geleverd door het gemeten fysieke fenomeen (bijvoorbeeld temperatuur) zelf, terwijl actieve sensoren een externe voeding nodig hebben.

Bovendien worden sensoren geclassificeerd als analoog of digitaal, afhankelijk van het type uitgangssignaal. Analoge sensoren produceren continue signalen die evenredig zijn met de gedetecteerde parameter en die meestal nodig hebben analoog-naar-digitaal conversie alvorens naar de digitale controller te voeren.

Digitale sensoren daarentegen produceren digitale uitgangen die rechtstreeks op de digitale controller kunnen worden aangesloten. Vaak worden digitale uitgangen geproduceerd door een A/D-converter aan de sensormodule toe te voegen.

Als er veel sensoren nodig zijn, is het voordeliger om eenvoudige analoge sensoren te kiezen en deze aan te sluiten op een digitale controller die is uitgerust met een meerkanaals A/D-converter.

Doorgaans vereist het uitgangssignaal van de sensor nabewerking (transformatie) voordat het signaal naar de controller kan worden gestuurd. Het uitgangssignaal van de sensor kan worden gedemoduleerd, versterkt, gefilterd en geïsoleerd, zodat het signaal kan worden verkregen door een conventionele analoog-digitaalomzetter van de controller (zie- Uniforme analoge signalen in automatiseringssystemen). Alle elektronica is geïntegreerd in één microschakeling en kan rechtstreeks op controllers worden aangesloten.

De fabrikant van de sensor levert meestal kalibratiecurven. Als de sensoren stabiel zijn, hoeven ze niet opnieuw te worden gekalibreerd. De sensor moet echter opnieuw worden gekalibreerd nadat deze is geïntegreerd met het besturingssysteem. Dit vereist in wezen het instellen van een bekende invoer naar de sensor en het opnemen van de uitvoer om de juiste schaal vast te stellen.

Als de sensor wordt gebruikt om een ​​in de tijd variërend ingangssignaal te meten, is dynamische kalibratie vereist. Het gebruik van sinusvormige ingangen is de eenvoudigste en meest betrouwbare methode voor dynamische kalibratie.

Er moet rekening worden gehouden met een aantal statische en dynamische factoren bij het selecteren van een geschikte sensor om de vereiste fysieke parameter te bepalen. Hieronder vindt u een lijst met typische factoren:

1. Bereik — het verschil tussen de maximum- en minimumwaarde van de parametermeetdrempel.

2. Resolutie is de kleinste verandering die de sensor kan detecteren.

3. Nauwkeurigheid is het verschil tussen de gemeten waarde en de werkelijke waarde.

4. Precisie — Mogelijkheid om metingen te herhalen met een gespecificeerde nauwkeurigheid.

5. Gevoeligheid — de verhouding tussen de wijziging van het uitgangssignaal en de wijziging van de ingang.

6.Zero Offset — Een niet-nul uitvoerwaarde voor een nul-invoersignaal.

7. Lineariteit — De procentuele afwijking van de best passende lineaire kalibratiecurve.

8. Zero drift - de verandering van het uitgangssignaal van de nulwaarde gedurende een bepaalde tijdsperiode zonder een verandering in het ingangssignaal.

9. Responstijd — tijdsinterval tussen ingangs- en uitgangssignalen.

10. Bandbreedte — de frequentie waarbij de uitvoer met 3 dB daalt.

11. Resonantie is de frequentie waarop de uitgangspiek optreedt.

12. Bedrijfstemperatuur — het temperatuurbereik waarin de sensor moet worden gebruikt.

13. Dode zone — het bereik van meetwaarden dat de sensor niet kan meten.

14. Signaal-ruisverhouding - de verhouding tussen de amplitudes van het signaal en de uitgangsruis.

Het kiezen van een sensor die aan alle bovenstaande vereisten voldoet, is moeilijk volgens de vereiste specificatie. Als u bijvoorbeeld een positiesensor kiest met een micrometernauwkeurigheid in het bereik van één of meerdere meters, worden de meeste sensoren uitgesloten. In veel gevallen vereist het ontbreken van de benodigde sensor een volledige herbouw van het systeem.

Zodra aan de bovenstaande functionele factoren is voldaan, wordt een lijst met sensoren gegenereerd. De uiteindelijke keuze van sensoren hangt af van grootte, signaalconditionering, betrouwbaarheid, onderhoud en kosten.