การเลือกเซ็นเซอร์ หลักการพื้นฐานและเกณฑ์การเลือก

เซ็นเซอร์ทั้งหมดจัดประเภทตามพารามิเตอร์ที่วัดได้ นอกจากนี้ยังสามารถจัดประเภทเป็นแบบพาสซีฟหรือแอคทีฟ ในเซ็นเซอร์แบบพาสซีฟ พลังงานที่ต้องใช้เพื่อให้ได้เอาต์พุตมาจากปรากฏการณ์ทางกายภาพที่วัดได้ (เช่น อุณหภูมิ) ในตัวมันเอง ในขณะที่เซ็นเซอร์แบบแอคทีฟต้องการแหล่งจ่ายไฟภายนอก

นอกจากนี้ เซ็นเซอร์ยังจัดอยู่ในประเภทอะนาล็อกหรือดิจิตอล ขึ้นอยู่กับประเภทของสัญญาณเอาต์พุต เซ็นเซอร์อะนาล็อกสร้างสัญญาณต่อเนื่องที่เป็นสัดส่วนกับพารามิเตอร์ที่ตรวจจับได้และมักจะต้องใช้ การแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัล ก่อนป้อนไปยังคอนโทรลเลอร์ดิจิทัล

ในทางกลับกัน เซ็นเซอร์ดิจิทัลจะสร้างเอาต์พุตดิจิทัลที่สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับตัวควบคุมดิจิทัล เอาต์พุตดิจิตอลมักผลิตโดยการเพิ่มตัวแปลง A/D ให้กับโมดูลเซ็นเซอร์

หากจำเป็นต้องใช้เซ็นเซอร์หลายตัว การเลือกใช้เซ็นเซอร์อะนาล็อกธรรมดาและเชื่อมต่อกับตัวควบคุมดิจิทัลที่มีตัวแปลงสัญญาณ A/D แบบหลายช่องสัญญาณจะประหยัดกว่า

โดยปกติแล้ว สัญญาณเอาต์พุตจากเซ็นเซอร์ต้องการการประมวลผลภายหลัง (การแปลงร่าง) ก่อนที่จะสามารถป้อนสัญญาณไปยังตัวควบคุมได้ สัญญาณเอาท์พุตของเซ็นเซอร์สามารถแยกส่วน ขยาย กรอง และแยกได้ เพื่อให้รับสัญญาณได้โดยตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอลทั่วไปของคอนโทรลเลอร์ (ดู- สัญญาณอะนาล็อกแบบครบวงจรในระบบอัตโนมัติ). อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดรวมอยู่ในไมโครเซอร์กิตเดียวและสามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับคอนโทรลเลอร์

ผู้ผลิตเซ็นเซอร์มักจะให้เส้นโค้งการสอบเทียบ หากเซ็นเซอร์มีความเสถียร ก็ไม่จำเป็นต้องปรับเทียบใหม่ อย่างไรก็ตาม เซ็นเซอร์ต้องได้รับการปรับเทียบใหม่หลังจากรวมเข้ากับระบบควบคุมแล้ว สิ่งนี้จำเป็นต้องตั้งค่าอินพุตที่รู้จักให้กับเซ็นเซอร์และบันทึกเอาต์พุตเพื่อสร้างมาตราส่วนที่ถูกต้อง

หากใช้เซ็นเซอร์เพื่อวัดสัญญาณอินพุตที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา จำเป็นต้องมีการปรับเทียบแบบไดนามิก การใช้อินพุตไซน์เป็นวิธีการสอบเทียบไดนามิกที่ง่ายและน่าเชื่อถือที่สุด

ต้องพิจารณาปัจจัยทางสถิตและไดนามิกจำนวนหนึ่งเมื่อเลือกเซ็นเซอร์ที่เหมาะสมเพื่อกำหนดพารามิเตอร์ทางกายภาพที่ต้องการ ด้านล่างนี้คือรายการของปัจจัยทั่วไป:

1. ช่วง — ความแตกต่างระหว่างค่าสูงสุดและต่ำสุดของเกณฑ์การวัดพารามิเตอร์

2. ความละเอียดคือการเปลี่ยนแปลงที่เล็กที่สุดที่เซนเซอร์ตรวจจับได้

3. ความแม่นยำคือความแตกต่างระหว่างค่าที่วัดได้และค่าจริง

4. ความแม่นยำ — ความสามารถในการวัดซ้ำด้วยความแม่นยำที่ระบุ

5. ความไว — อัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณเอาต์พุตต่อการเปลี่ยนแปลงของอินพุต

6.Zero Offset — ค่าเอาต์พุตที่ไม่เป็นศูนย์สำหรับสัญญาณอินพุตที่เป็นศูนย์

7. ความเป็นเชิงเส้น — เปอร์เซ็นต์การเบี่ยงเบนจากเส้นโค้งการสอบเทียบเชิงเส้นที่พอดีที่สุด

8. การเลื่อนเป็นศูนย์ — การเปลี่ยนแปลงของสัญญาณเอาต์พุตจากค่าศูนย์ในช่วงระยะเวลาหนึ่งโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงในสัญญาณอินพุต

9. เวลาตอบสนอง — ช่วงเวลาระหว่างสัญญาณอินพุตและเอาต์พุต

10. แบนด์วิดธ์ — ความถี่ที่เอาต์พุตลดลง 3 เดซิเบล

สิบเอ็ด เสียงสะท้อนคือความถี่ที่จุดสูงสุดของเอาต์พุตเกิดขึ้น

12. อุณหภูมิในการทำงาน — ช่วงอุณหภูมิที่ควรใช้เซ็นเซอร์

13. Dead zone — ช่วงของค่าการวัดที่เซ็นเซอร์ไม่สามารถวัดได้

14. อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน - อัตราส่วนระหว่างแอมพลิจูดของสัญญาณและสัญญาณรบกวนเอาต์พุต

การเลือกเซ็นเซอร์ที่ตรงตามข้อกำหนดข้างต้นทั้งหมดเป็นเรื่องยากตามข้อกำหนดที่กำหนด ตัวอย่างเช่น การเลือกเซ็นเซอร์ตำแหน่งที่มีความแม่นยำระดับไมโครเมตรในช่วงหนึ่งเมตรหรือหลายเมตรจะไม่รวมเซ็นเซอร์ส่วนใหญ่ ในหลายกรณี การขาดเซ็นเซอร์ที่จำเป็นจำเป็นต้องสร้างระบบใหม่ทั้งหมด

เมื่อปัจจัยการทำงานข้างต้นเป็นที่พึงพอใจแล้ว รายการของเซ็นเซอร์จะถูกสร้างขึ้น ตัวเลือกสุดท้ายของเซ็นเซอร์จะขึ้นอยู่กับขนาด การปรับสภาพสัญญาณ ความน่าเชื่อถือ การบำรุงรักษา และต้นทุน