传感器选型的原则及注意事项

现代传感器在原理和结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象和测量环境合理选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器的型号确定之后，与之相配套的测量方法和设备也就可以确定了。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。以下选型原则是通常需要重点考虑的。

1）测量对象与环境

要进行某项具体的测量工作，首先考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，究竟哪种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下问题：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，信号的输出方法，有线或非接触测量，传感器的来源，国产的还是进口的，价格能否承受，是否自行研制。

在考虑上述问题之后，就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标，即它的具体型号。

2）灵敏度

通常在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好，因为灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值会比较大，这有利于信号处理。但传感器的灵敏度较高时，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，从而影响测量精度。因此，所选用传感器本身应具有较高的信噪比，尽量减少从外界引入干扰信号。

传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量而且对方向性要求较高时，应选择在其他方向上灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。

3）频率响应特性

传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应时间总有一定的延迟，通常希望延迟时间越短越好。

传感器的频率响应越高，则可测的信号频率范围就越宽。由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因而传感器的频率低，则可测信号的频率就较低。在动态测量中，应根据信号的特点，选择合适的传感器频率响应，以免产生过大的误差。

4）线性范围

传感器的线性范围是指输出与输入成线性的范围。理论上在此范围内，灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽，则它的量程就越大，并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看它的量程是否满足要求。(www.xing528.com)

但实际上，任何传感器都不能保证绝对的线性，它的线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的，这会给测量工作带来很大的方便。

5）稳定性

传感器在使用一段时间后，它的稳定性会受到影响。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身的结构以外，还包括传感器的使用环境。因此，要使传感器具有良好的稳定性，需要有较强的环境适应能力。

在选择传感器之前，应对它的使用环境进行调查，并根据具体的使用环境选择合适的传感器，或采取适当的措施以减小环境的影响。

传感器的稳定性有定量指标，在超过使用期之后，在使用前应重新进行标定，以确定传感器的性能是否发生变化。

在某些要求传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场合，所选用的传感器的稳定性要求更严格，要能够经受住长时间的使用考验。

6）精度

精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量准确程度的一个环节。传感器的精度越高，它的价格就越昂贵。因此，传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以了，不必过高。这样可以在满足同一测量目的的诸多传感器中，选择比较便宜和简单的传感器。

如果测量目的是定性分析，选用相对精度高的传感器即可，不宜选用绝对量值精度高的型号；如果是为了定量分析，必须获得精确的测量值，就要选用精度等级能满足要求的型号。

对某些特殊的使用场合，无法选择到适宜的传感器时，则需自行设计制造传感器，或者委托其他单位加工制作。