Como selecionar um sensor

Os sensores modernos variam amplamente em princípios e estruturas. Como selecionar razoavelmente um sensor com base em objetivos, objetos e ambientes de medição específicos é o primeiro problema a resolver ao medir uma grandeza. Uma vez que o sensor é determinado, os métodos e equipamentos de medição complementares também podem ser identificados. O sucesso dos resultados da medição depende em grande parte de se o sensor foi selecionado de forma adequada.

Primeiro, d eterminar ing o Tipo de Sensor Baseado no Objeto e Ambiente de Medição

Para realizar uma medição específica, o primeiro passo é considerar qual princípio de sensor utilizar, o que exige analisar múltiplos fatores. Mesmo para a medição da mesma grandeza física, existem vários princípios de sensores disponíveis. A adequação de um princípio de sensor depende das características da grandeza medida e das condições operacionais do sensor, exigindo a consideração das seguintes questões específicas: m faixa de medição , r requisitos quanto ao tamanho do sensor com base na posição medida , c método de medição por contato ou sem contato , s método de saída do sinal (com fio ou sem contato) , s origem do sensor (nacional ou importado), acessibilidade de custo ou desenvolvido internamente . Após considerar os pontos acima, o tipo de sensor pode ser determinado, seguido pelos indicadores específicos de desempenho.

Segundo, Seleção da Sensibilidade . Geralmente, dentro da faixa linear de um sensor, uma maior sensibilidade é preferida. Uma maior sensibilidade resulta em sinais de saída maiores correspondentes às mudanças na quantidade medida, facilitando o processamento de sinais. No entanto, deve-se observar que uma alta sensibilidade pode facilmente introduzir ruído externo não relacionado à quantidade medida, que pode ser amplificado pelo sistema e afetar a precisão da medição. Portanto, o próprio sensor deve ter uma alta relação sinal-ruído para minimizar a interferência de fontes externas.
A sensibilidade do sensor é direcional. Para medições unidirecionais com requisitos direcionais elevados, selecione sensores com baixa sensibilidade em outras direções; para medições multidimensionais, escolha sensores com mínima sensibilidade cruzada.

T terceiro, r características de Resposta (Tempo de Reação) . A característica de resposta em frequência de um sensor determina a faixa de frequência mensurável da grandeza medida, que deve manter medição sem distorção dentro da faixa de frequência permitida. Na prática, a resposta do sensor sempre apresenta certo atraso, sendo preferidos tempos de atraso mais curtos.  Uma resposta em frequência mais alta permite faixas mais amplas de frequência de sinal mensuráveis, enquanto sistemas mecânicos com grande inércia (devido a limitações estruturais) são adequados para sensores com frequências naturais mais baixas e faixas de medição mais estreitas. Em medições dinâmicas, combine as características de resposta ao tipo de sinal (estacionário, transitório, aleatório, etc.) para evitar erros excessivos.

Quarto, Faixa Linear . O intervalo linear de um sensor refere-se ao intervalo onde a saída é proporcional à entrada. Teoricamente, a sensibilidade permanece constante dentro desse intervalo. Um intervalo linear mais amplo permite um intervalo de medição maior e garante a precisão da medição. Ao selecionar um sensor, verifique primeiro se seu intervalo atende aos requisitos após determinar o tipo de sensor.
Na prática, nenhum sensor é absolutamente linear, e a linearidade é relativa. Para requisitos de medição de baixa precisão, sensores com pequenos erros não lineares podem ser aproximados como lineares dentro de um certo intervalo, simplificando muito as medições.

F quinto, Estabilidade . Estabilidade refere-se à capacidade de um sensor de manter o desempenho inalterado após um período de uso. Fatores que afetam a estabilidade de longo prazo incluem não apenas a estrutura do sensor, mas também seu ambiente de operação. Portanto, para garantir uma boa estabilidade, os sensores devem ter uma forte adaptabilidade ambiental.
Antes de selecionar um sensor, investigue o ambiente de uso pretendido e escolha um sensor apropriado ou adote medidas para mitigar os impactos ambientais. A estabilidade possui indicadores quantitativos; após ultrapassar a vida útil, recalibre o sensor antes do uso para confirmar se o desempenho foi alterado. Em aplicações que exigem uso prolongado sem substituição ou recalibração fácil, os requisitos de estabilidade do sensor são mais rigorosos, necessitando suportar testes prolongados. -calibrar o sensor antes do uso para confirmar se o desempenho foi alterado. Em aplicações que exigem uso prolongado sem substituição ou recalibração fácil, os requisitos de estabilidade do sensor são mais rigorosos, necessitando suportar testes prolongados. -calibrar o sensor antes do uso para confirmar se o desempenho foi alterado. Em aplicações que exigem uso prolongado sem substituição ou recalibração fácil, os requisitos de estabilidade do sensor são mais rigorosos, necessitando suportar testes prolongados.

S sexto, Precisão . A precisão é um indicador crítico de desempenho dos sensores e um fator essencial na exatidão da medição de todo o sistema. Sensores com maior precisão são mais caros; portanto, a precisão do sensor precisa apenas atender aos requisitos do sistema — não é necessário ter uma precisão excessivamente elevada. Isso permite selecionar sensores mais baratos e simples entre aqueles que atendem aos mesmos objetivos de medição.  Para análise qualitativa, escolha sensores com alta repetibilidade em vez de alta precisão absoluta.  Para análise quantitativa que exija medições precisas, selecione sensores com classes de precisão adequadas.
Em aplicações especiais onde não há um sensor adequado disponível, pode ser necessário projetar e fabricar o próprio sensor, sendo que os sensores caseiros devem atender aos requisitos de desempenho.