传感器选型时要考虑哪些因素及传感器的选型准则

现代传感器的原理与结构千差万别，这使得它们的工作原理、结构形式、使用环境、应用条件、任务目的存在很大不同，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个物理量测量时首先要解决的问题。当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备才能够进一步确定。测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。

  1. 传感器的选用涉及的因素

  无论选用何种传感器，都要考虑可靠性、静态精度、动态性能、灵敏度、分辨率、抗干扰能力、量程、能耗、成本、测量方式、安装方式等共性因素。

  1)与测量条件有关的因素测量的目的、被测试量的选择、测量范围、输入信号的幅值频带宽度、精度要求、测量所需要的时间。

  2)与传感器技术指标有关的因素精度、稳定度、响应特性、模拟量与数字量、输出幅值、对被测物体产生的负载效应、校正周期、输入信号的保护。

  3)与使用环境条件有关的因素环境条件(湿度、温度、振动等)、安装现场条件及情况、信号传输距离、所需现场提供的功率容量。

  4)与购买和维修有关的因素价格、零配件的储备、服务与维修制度、保修时间、交货日期。

  2. 传感器的选型准则

  (1)传感器类型

  工程设计时，应该根据测量对象与测量环境确定传感器的类型。这需要分析多种因素后确定采用何种工作原理的传感器。因为即使是测量同一物理量，也有多种工作原理的传感器可供选用，关于哪一种工作原理的传感器更为合适，这需要根据被测量量的特点和传感器的使用条件具体问题具体分析。考虑的因素主要有量程的大小、被测位置对传感器体积的要求、测量方式为接触式还是非接触式、信号的引出方式、传感器的来源、价格能否承受、购买还是自行研制。在权衡这些因素后，确定传感器的类型，下一步才是传感器具体性能指标的选型。

  (2)精度

  精度是传感器的一个重要的性能指标，它关系到整个测量系统的测量精度和控制设备的控制精度。传感器的精度越高，其价格也越昂贵。因此，传感器的精度选型是在成本与性能之间进行平衡与协调。

  如果测量目的是定性分析，则选用重复精度高的传感器，不宜选用绝对量值精度高的传感器如果测量目的是定量分析，必须获得精确的测量值，则需选用精度等级能满足要求的传感器。某些时候，要求传感器的精度越高越好。例如，现代超精密切削机床，测量其运动部件的定位精度、主轴的回转运动误差、振动及热形变等时，往往要求测量精度为0.001~0.1mm。对某些特殊使用场合，无法选到合适的传感器，则需自行设计制造传感器，但自制传感器的性能必须经计量部门检测，并能够满足使用要求。