Izbira senzorjev, osnovni principi in kriteriji izbire
Vsi senzorji so razvrščeni glede na merjeni parameter. Lahko jih tudi razvrstimo med pasivne in aktivne. Pri pasivnih senzorjih moč, ki je potrebna za pridobitev izhoda, zagotavlja sam izmerjeni fizikalni pojav (npr. temperatura), medtem ko aktivni senzorji zahtevajo zunanje napajanje.
Poleg tega so senzorji razvrščeni kot analogni ali digitalni glede na vrsto izhodnega signala. Analogni senzorji proizvajajo neprekinjene signale, ki so sorazmerni z zaznanim parametrom in običajno zahtevajo analogno-digitalno pretvorbo pred podajanjem v digitalni krmilnik.
Digitalni senzorji pa proizvajajo digitalne izhode, ki jih je mogoče povezati neposredno z digitalnim krmilnikom. Digitalni izhodi so pogosto proizvedeni z dodajanjem A/D pretvornika senzorskemu modulu.
Če je potrebnih veliko senzorjev, je bolj ekonomično izbrati preproste analogne senzorje in jih povezati z digitalnim krmilnikom, opremljenim z večkanalnim A/D pretvornikom.
Običajno zahteva izhodni signal iz senzorja naknadno obdelavo (transformacijo), preden se signal lahko dovede do krmilnika. Izhodni signal senzorja je mogoče demodulirati, ojačati, filtrirati in izolirati, tako da je signal mogoče pridobiti z običajnim analogno-digitalnim pretvornikom krmilnika (glejte- Poenoteni analogni signali v sistemih avtomatizacije). Vsa elektronika je integrirana v eno mikrovezje in se lahko poveže neposredno s krmilniki.
Proizvajalec senzorja običajno zagotovi kalibracijske krivulje. Če so senzorji stabilni, jih ni treba ponovno umerjati. Vendar je treba senzor ponovno umeriti, potem ko je integriran v nadzorni sistem. To v bistvu zahteva nastavitev znanega vhoda v senzor in snemanje njegovega izhoda, da se vzpostavi pravilno skaliranje.
Če se senzor uporablja za merjenje časovno spremenljivega vhodnega signala, je potrebna dinamična kalibracija. Uporaba sinusnih vhodov je najenostavnejša in najbolj zanesljiva metoda dinamične kalibracije.
Pri izbiri ustreznega senzorja za določitev zahtevanega fizikalnega parametra je treba upoštevati številne statične in dinamične dejavnike. Spodaj je seznam tipičnih dejavnikov:
1. Razpon — razlika med največjo in najmanjšo vrednostjo praga merjenja parametra.
2. Ločljivost je najmanjša sprememba, ki jo senzor lahko zazna.
3. Natančnost je razlika med izmerjeno in resnično vrednostjo.
4. Natančnost — Sposobnost ponavljanja meritev z določeno natančnostjo.
5. Občutljivost — razmerje med spremembo izhodnega signala in spremembo vhoda.
6.Zero Offset — Ničelna izhodna vrednost za ničelni vhodni signal.
7. Linearnost — odstotek odstopanja od linearne umeritvene krivulje, ki se najbolje prilega.
8. Zero drift — sprememba izhodnega signala od ničelne vrednosti za določeno časovno obdobje brez spremembe vhodnega signala.
9. Odzivni čas — časovni interval med vhodnimi in izhodnimi signali.
10. Pasovna širina — frekvenca, pri kateri izhod pade za 3 dB.
enajst Resonanca je frekvenca, pri kateri se pojavi vrh izhoda.
12. Delovna temperatura — temperaturno območje, v katerem naj se senzor uporablja.
13. Mrtva cona — obseg merilnih vrednosti, ki jih senzor ne more izmeriti.
14. Razmerje med signalom in šumom - razmerje med amplitudama signala in izhodnim šumom.
Glede na zahtevane specifikacije je težko izbrati senzor, ki izpolnjuje vse zgornje zahteve. Na primer, izbira senzorja položaja z mikrometrsko natančnostjo v območju enega ali več metrov izključi večino senzorjev. V mnogih primerih pomanjkanje potrebnega senzorja zahteva popolno obnovo sistema.
Ko so zgornji funkcionalni dejavniki izpolnjeni, se ustvari seznam senzorjev. Končna izbira senzorjev bo odvisna od velikosti, kondicioniranja signala, zanesljivosti, vzdrževanja in stroškov.