傳感器選用原則

1、傳感器選用原那么現(xiàn)代傳感器在原理與結(jié)構(gòu)上千差萬別,如何根據(jù)具體的測量目的、測量對象以及測量環(huán)境合理地選用傳感器,是在進(jìn)行某個(gè)量的測量時(shí)首先要解決的問題.當(dāng)傳感器確定之后,與之相配 套的測量方法和測量設(shè)備也就可以確定了.測量結(jié)果的成敗,在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理1根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型要進(jìn)行一個(gè)具體的測量工作,首先要考慮采用何種原理的傳感器,這需要分析多方面的因素之后才能 確定.由于,即使是測量同一物理量,也有多種原理的傳感器可供選用,哪一種原理的傳感器更為適宜, 那么需要根據(jù)被測量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大??；被測位置對傳感器體 積的要求

2、；測量方式為接觸式還是非接觸式；信號的引出方法,有線或是非接觸測量；傳感器的來源,國 產(chǎn)還是進(jìn)口,價(jià)格能否承受,還是自行研制.在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器,然后再考慮傳感器的具體性能指標(biāo).2靈敏度的選擇通常,在傳感器的線性范圍內(nèi),希望傳感器的靈敏度越高越好.由于只有靈敏度高時(shí),與被測量變化 對應(yīng)的輸出信號的值才比擬大,有利于信號處理.但要注意的是,傳感器的靈敏度高,與被測量無關(guān)的外 界噪聲也容易混入,也會被放大系統(tǒng)放大,影響測量精度.因此,要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比, 盡員減少從外界引入的廠擾信號.傳感器的靈敏度是有方向性的.當(dāng)被測量是單向量,而且對其方向性要求較高,那

3、么應(yīng)選擇其它方向靈 敏度小的傳感器；如果被測量是多維向量,那么要求傳感器的交叉靈敏度越小越好.3頻率響應(yīng)特性傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍,必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件,實(shí) 際上傳感器的響應(yīng)總有一定延遲,希望延遲時(shí)間越短越好.傳感器的頻率響應(yīng)高,可測的信號頻率范圍就 寬,而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響,機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大,因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低.在動態(tài)測量中,應(yīng)*g據(jù)信號的特點(diǎn) 穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機(jī)等響應(yīng)特性,以免產(chǎn)生過火的誤差4線性范圍傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍.以理論上講,在此范圍內(nèi),靈敏度保持定值.傳感 器的線性范圍越寬,那么其量程越大,并且能

4、保證一定的測量精度.在選擇傳感器時(shí),當(dāng)傳感器的種類確定 以后首先要看其量程是否滿足要求.但實(shí)際上,任何傳感器都不能保證絕對的線性,其線性度也是相對的當(dāng)所要求測量精度比擬低時(shí),在一定的范圍內(nèi),可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的,這會給測 量帶來極大的方便.5穩(wěn)定性傳感器使用一段時(shí)間后,其性能保持不變化的水平稱為穩(wěn)定性.影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感 器本身結(jié)構(gòu)外,主要是傳感器的使用環(huán)境.因此,要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性,傳感器必須要有較強(qiáng)的 環(huán)境適應(yīng)水平.在選擇傳感器之前,應(yīng)對其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查,并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇適宜的傳感器,或采取適 當(dāng)?shù)呐e措,減小環(huán)境的影響.傳感器的穩(wěn)定性有定

5、量指標(biāo),在超過使用期后,在使用前應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定,以確定傳感器的性能是否 發(fā)生變化.在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標(biāo)定的場合,所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴(yán)格, 要能夠經(jīng)受住長時(shí)間的考驗(yàn).6精度精度是傳感器的一個(gè)重要的性能指標(biāo),它是關(guān)系到整個(gè)測量系統(tǒng)測量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié).傳感器的 精度越高,其價(jià)格越昂貴,因此,傳感器的精度只要滿足整個(gè)測量系統(tǒng)的精度要求就可以,不必選得過高. 這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比擬廉價(jià)和簡單的傳感器.如果測量目的是定性分析的,選用重復(fù)精度高的傳感器即可,不宜選用絕對量值精度高的；如果是為 了定量分析,必須獲得精確的測量值,就需選用精度等級

6、能滿足要求的傳感器.對某些特殊使用場合,無法選到適宜的傳感器,那么需自行設(shè)計(jì)制造傳感器.自制傳感器的性能應(yīng)滿足 使用要求2021Specifications溫度傳感器NTC熱敏電阻MF52AT溫度范圍：55c+315C; 10K, 5%青度2兩線式粕金屬傳感器PT100模擬量輸出；正溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器,測量范圍：-200 C - +850 ;適用于狹小空間設(shè)備測溫和限制.2數(shù)字溫度傳感器DS18B20數(shù)字量輸出；溫度測量范圍：55C+125C;溫度分辨率可達(dá)0.0625 C;適合多點(diǎn)溫度測量.2超聲波傳感器超聲波探頭一發(fā)一收TCT40-16T/R中央頻率：40.0±1.0KHz;

7、可用于距離、液位測量等場合.2超聲波探頭自發(fā)自收TCT40-16中央頻率：40.0±1.0KHz;收發(fā)使用一顆探頭,汽車倒車?yán)走_(dá)使用較多.2測速傳感器開關(guān)式霍爾傳感器送磁鋼A04E工作電壓寬泛：4.5-28V ;脈沖輸出；適用于電機(jī)轉(zhuǎn)速測量；每個(gè)霍爾配6支磁鋼；2槽型光電開關(guān)送碼盤WTK-10型傳感器可與碼盤匹配應(yīng)于車速測量；開關(guān)量 輸出；5V工作電壓；2高分辨度光電管送金屬碼盤YM102D信號輸出：A B兩路,TTL電平；分辨精度：0.01mm測量頻率：100KHz2避障傳感器紅外避障傳感器E18-D80NK感應(yīng)距離：3-80cm； NPN型常開輸出；帶調(diào)制、 解調(diào),不受可見光影響

8、.2光電開關(guān)D03NKNPN常開型光電傳感器,檢測距離為0-3厘米.2尋跡傳感器黑白線檢測傳感器TK-20感應(yīng)距離：0-5cm； NPN型常開輸出；帶調(diào)制、 解調(diào),不受可見光影響.2色標(biāo)檢測傳感器感應(yīng)距離：3-10cm； NPN型常開輸出；帶調(diào)制、2E18-F10NK解調(diào),不受可見光影響.光電傳感器光敏電阻50K-100K;根據(jù)光線的強(qiáng)弱,阻值對應(yīng)變化.2紅外對管IR204/PT202C直徑：3mm波長：940nm,工作電流：20mA2光敏三極管可見光感應(yīng).2光敏二極管紅外光感應(yīng),不受可見光影響.INFINEON生產(chǎn).2反射式光電管PRP220反射式光電傳感器,不帶電路；自己加應(yīng)用電路后可用于

9、機(jī)器人尋線、避障等場合.日ROH公司生產(chǎn).M 2紅外接收管HS0038B接收38 kHz的紅外信號,同時(shí)能對信號進(jìn)行放 大、檢波、整形,得到 TTL電平的編碼信號.2金屬傳感器接近開關(guān)I直徑：18MM;工作電壓：6-36V;感應(yīng)距離：8mm開關(guān)信號輸出,可應(yīng)于小車、機(jī)器人等探測金屬；2接近開關(guān)II直徑：12MM;工作電壓：6-36V;感應(yīng)距離：4mm開關(guān)信號輸出,可應(yīng)于小車、機(jī)器人等探測金屬；2熱釋電傳感器熱釋電感應(yīng)模組PYRD5N-700熱釋電紅外傳感器是一種能檢測人或動物發(fā)射 的紅外線而輸出電信號的傳感器.感應(yīng)距離大 于5米.廣泛應(yīng)用在安防、自動沖水等場合.2煙霧傳感器煙霧傳感器可用于家庭

10、和工廠的氣體泄漏檢測,適宜于液 化氣、丁烷、丙烷、甲烷、煙霧等其他探測.2濕度傳感器濕敏電阻濕敏電阻器是一種對環(huán)境溫度敏感的元件,它 的電阻值能隨著環(huán)境的相對溫度變化而變化； 廣泛應(yīng)用于洗衣機(jī)、空調(diào)器、錄像機(jī)、微波爐 等家用電器及工業(yè)、農(nóng)業(yè)等方面作濕度檢測、 濕度限制用.2電容式濕度傳感器固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)；高精度2%極好的線性輸出；1-99%RH濕度量程；-40到100攝氏度的溫度工作范圍；響應(yīng)時(shí)間 5秒；2強(qiáng)電傳感器霍爾電壓傳感器SPT204是一款毫安級精密電壓互感器,輸入額定電流為2mA額定輸出電流為 2mA2霍爾電流傳感器SCT211FK一款精密電流互感器,輸入額定電 流為5A,額定輸出電

11、流為2.5mA.2其他傳感器或 模組ADXL345三軸加速度模組分辨率高13位,測量范圍達(dá)± 16g o數(shù)字輸 出數(shù)據(jù)為16位二進(jìn)制補(bǔ)碼格式,可通過 SPI3 線或4線或I2C數(shù)字接口訪問1N-GY26電子指南針模組替代了原禮包中的： PNI11096和SEN-S65傳感器.直接做成了模組,232通信,方便使用1配件5*7cm萬能板為了方便傳感器應(yīng)用,這里額外增加20塊單面PCBSo2021傳感器數(shù)種類類型名稱簡介量18B20數(shù)字溫度傳感器,由美國 DALLAS生產(chǎn),可溫度傳數(shù)字信號輸出DS18B20應(yīng)于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和限制領(lǐng)域2熱敏電阻ECT-103適用于-55 C315

12、 C,能檢測出10-6 C的溫度變化2感器粕金屬模擬信號輸出100歐姆阻值時(shí),0攝氏度,測量范圍為2PT100-50 C 200 超聲波超聲波傳感器最大檢測距離3m ,可應(yīng)于液位,物位檢測2傳感器TCT40-16F/S 收/發(fā)光敏電阻P1201-04可見光限制電阻阻值2反射式光電管RP220可應(yīng)于小車、機(jī)器人等黑白線尋跡2限制相關(guān)光電傳鼠標(biāo)對管可與碼盤匹配作測速之用2傳感器感器紅外對管收/發(fā)2紅外蔽障傳感器輸出開關(guān)信號,可用于小車、機(jī)器人等避障電路2U型光電彳感器S49U型傳感器可與碼盤匹配應(yīng)于車速測量2紅外接收管HS0038B3V可應(yīng)于紅外信號檢測2金屬傳接近開關(guān)輸出開關(guān)信號,可應(yīng)于小車、機(jī)

13、器人等探測金屬,感應(yīng)2感器距離8mm加速度MXD2021EL三軸加速度感應(yīng),可應(yīng)于小車、機(jī)器人等的傾角限制2傳感器煙霧傳煙霧傳感器MQ-2可用于檢測CO、CH4等可燃性氣體2感器濕度傳感器濕敏電阻濕度敏感元器件,具有感濕范圍寬、靈敏度高、濕滯澗差小、響應(yīng)速度快2磁感應(yīng)傳感器PNI SEN-S65 、PNI11096可用于指南針、磁性物體遙感2強(qiáng)電相關(guān)傳感器電流傳感器TBC-XS5系列霍爾電流傳感器電流傳感器的初、次級之間是絕緣的,可用于測量直流、交流和脈沖電流2電壓傳感器TBV5/25A 系列霍爾電壓傳感器電壓傳感器的初、次級之間是絕緣的,可用于測量直流、交流和脈沖電壓2配件40p單排針201

14、0p排線20歷年設(shè)計(jì)清單2001年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽一.根本儀器清單20MHz普通示波器雙蹤,外觸發(fā)輸入,有 X軸輸入;60MHz蹤數(shù)字示波器；1Hz200kHz低頻信號發(fā)生器；普通函數(shù)信號發(fā)生器；50MHz150MH調(diào)頻/調(diào)幅高頻信號發(fā)生器；低頻毫伏表；高頻毫伏表；普通頻率計(jì)；通用計(jì)數(shù)器可選；失真度儀可選；位數(shù)字萬用表；秒表；單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)及 EDA開發(fā)系統(tǒng).二.主要元器件清單單片機(jī)最小系統(tǒng)板不含A/D、D/A等芯片；可編程邏輯器件系統(tǒng)板不含A/D、D/A等芯片；手寫輸入板；普通A/D、D/A,采樣速率大于 1MHz的8位A/D變換器；運(yùn)算放大器,電壓比擬器；常用邏輯電路、可編程器件,常

15、用阻、容元器件,電位器及晶體管 ；反射式光電檢測器電動玩具車外形尺寸：長w 35cm；寬w 15cm.2003全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽一、根本儀器清單20MHz普通示波器雙通道,外觸發(fā)輸入,有 X軸輸入,可選帶Z軸輸入60MHzZ通道數(shù)字示波器低頻信號發(fā)生器1Hz200kHz信號發(fā)生器1kHz15MHz高頻信號發(fā)生器1MHz35MHz頻率特性測量儀可選數(shù)字相位計(jì)可選低頻毫伏表高頻毫伏表普通頻率計(jì)3位半數(shù)字萬用表電感、電容測試儀或Q表秒表單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)及 EDA開發(fā)系統(tǒng)二、主要元器件清單單片機(jī)最小系統(tǒng)板僅含單片機(jī)芯片、鍵盤與顯示裝置、存儲器 可編程邏輯器件下載板僅含可編程芯片、下載電路、配置存儲器

16、A/D、D/A變換器運(yùn)算放大器、電壓比擬器可編程邏輯器件顯示器件電動玩具車外形尺寸：長w 35cm;寬w 15 cm小型電動機(jī)開關(guān)二極管高頻變?nèi)荻O管小型繼電器模擬開關(guān)高頻磁芯傳感器光電傳感器、超聲傳感器、金屬探測傳感器、紅外傳感器等2005全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽一、根本儀器清單20MHz普通示波器雙通道,外觸發(fā)輸入,有 X軸輸入,可選帶Z軸輸入60MHzM通道數(shù)字示波器低頻信號發(fā)生器(1Hz1MHz)高頻信號發(fā)生器(1MHz40MHz)具有調(diào)頻調(diào)幅及外調(diào)制功能低頻毫伏表高頻毫伏表普通頻率計(jì)失真度測試儀直流穩(wěn)壓電源秒表10米卷尺單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)及 EDA開發(fā)系統(tǒng)交流電壓表和電流表(5A)單相自耦調(diào)壓器(>500W)位數(shù)字萬用表二、主要元器件清單單片機(jī)最小系統(tǒng)板(僅含單片機(jī)芯片、鍵盤與顯示裝置、存儲器、 A/D、D/A)A/D、D/A轉(zhuǎn)換器運(yùn)算放大器、電壓比擬器可編程邏輯器件及其下載板話筒、耳機(jī)顯示器件小型電動機(jī)小型繼電器康銅、鎰銅電阻絲光電傳感器隔離變壓器 (>250W, 220V/60V)DD既成芯片2007年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽1、根本儀器清單20MHz普通示波器雙通道,外觸發(fā)輸入,有 X軸輸入,可選帶Z軸輸入60MHzZ通道數(shù)字示波器低頻信號發(fā)生器1Hz1MHz高頻信號發(fā)生器1MHz40MHz函數(shù)