Sensoru izvēle, pamatprincipi un atlases kritēriji
Visi sensori tiek klasificēti pēc izmērītā parametra. Tos var arī klasificēt kā pasīvus vai aktīvus. Pasīvajos sensoros izejas iegūšanai nepieciešamo jaudu nodrošina pati izmērītā fizikālā parādība (piemēram, temperatūra), savukārt aktīvajiem sensoriem ir nepieciešams ārējs barošanas avots.
Turklāt sensori tiek klasificēti kā analogie vai digitālie atkarībā no izejas signāla veida. Analogie sensori rada nepārtrauktus signālus, kas ir proporcionāli noteiktajam parametram un parasti ir nepieciešami analogā-digitālā pārveide pirms padeves digitālajam kontrollerim.
No otras puses, digitālie sensori rada digitālās izejas, kuras var tieši savienot ar digitālo kontrolieri. Bieži digitālās izejas tiek ražotas, pievienojot sensora modulim A/D pārveidotāju.
Ja nepieciešami daudzi sensori, ekonomiskāk ir izvēlēties vienkāršus analogos sensorus un savienot tos ar digitālo kontrolieri, kas aprīkots ar daudzkanālu A/D pārveidotāju.
Parasti sensora izejas signālam ir nepieciešama pēcapstrāde (transformācija), pirms signālu var ievadīt kontrolierim. Sensora izejas signālu var demodulēt, pastiprināt, filtrēt un izolēt tā, lai signālu varētu iegūt ar parasto kontroliera analogo-digitālo pārveidotāju (sk. Vienoti analogie signāli automatizācijas sistēmās). Visa elektronika ir integrēta vienā mikroshēmā, un to var tieši savienot ar kontrolieriem.
Sensora ražotājs parasti nodrošina kalibrēšanas līknes. Ja sensori ir stabili, nav nepieciešams tos atkārtoti kalibrēt. Tomēr sensors ir atkārtoti jākalibrē pēc tam, kad tas ir integrēts vadības sistēmā. Tam būtībā ir jāiestata zināma sensora ievade un jāreģistrē tā izvade, lai noteiktu pareizu mērogošanu.
Ja sensoru izmanto laikā mainīga ieejas signāla mērīšanai, ir nepieciešama dinamiska kalibrēšana. Sinusoidālo ieeju izmantošana ir vienkāršākā un uzticamākā dinamiskās kalibrēšanas metode.
Izvēloties atbilstošu sensoru, lai noteiktu nepieciešamo fizisko parametru, jāņem vērā vairāki statiski un dinamiski faktori. Tālāk ir sniegts tipisku faktoru saraksts:
1. Diapazons — starpība starp parametra mērīšanas sliekšņa maksimālo un minimālo vērtību.
2. Izšķirtspēja ir mazākās izmaiņas, ko sensors var noteikt.
3. Precizitāte ir starpība starp izmērīto vērtību un patieso vērtību.
4. Precizitāte — spēja atkārtot mērījumus ar noteiktu precizitāti.
5. Jutība — izejas signāla izmaiņu attiecība pret ieejas izmaiņām.
6.Nulles nobīde — nulles izejas vērtība nulles ieejas signālam.
7. Linearitāte — procentuālā novirze no vislabāk atbilstošās lineārās kalibrēšanas līknes.
8. Nulles novirze — izejas signāla maiņa no nulles vērtības uz noteiktu laiku, ja ieejas signāls nemainās.
9. Reakcijas laiks — laika intervāls starp ieejas un izejas signāliem.
10. Joslas platums — frekvence, pie kuras izeja samazinās par 3 dB.
vienpadsmit Rezonanse ir frekvence, kurā notiek izejas maksimums.
12. Darba temperatūra — temperatūras diapazons, kurā sensors jāizmanto.
13. Dead zone — mērījumu vērtību diapazons, ko sensors nevar izmērīt.
14. Signāla un trokšņa attiecība - attiecība starp signāla amplitūdām un izejas troksni.
Izvēlēties sensoru, kas atbilst visām iepriekš minētajām prasībām, ir grūti atbilstoši prasītajai specifikācijai. Piemēram, izvēloties pozīcijas sensoru ar mikrometra precizitāti viena vai vairāku metru diapazonā, tiek izslēgta lielākā daļa sensoru. Daudzos gadījumos vajadzīgā sensora trūkuma dēļ ir nepieciešama pilnīga sistēmas pārbūve.
Kad iepriekš minētie funkcionālie faktori ir izpildīti, tiek izveidots sensoru saraksts. Galīgā sensoru izvēle būs atkarīga no izmēra, signāla kondicionēšanas, uzticamības, apkopes un izmaksām.