Sensör seçimi, temel prensipler ve seçim kriterleri

Tüm sensörler ölçülen parametreye göre sınıflandırılır. Ayrıca pasif veya aktif olarak sınıflandırılabilirler. Pasif sensörlerde, bir çıktı elde etmek için gereken güç, ölçülen fiziksel olgunun (örn. sıcaklık) kendisi tarafından sağlanırken, aktif sensörler harici bir güç kaynağı gerektirir.

Ayrıca sensörler, çıkış sinyalinin türüne göre analog veya dijital olarak sınıflandırılır. Analog sensörler, algılanan parametre ile orantılı olan ve genellikle gerektiren sürekli sinyaller üretir. analogdan dijitale dönüştürme dijital denetleyiciye beslemeden önce.

Dijital sensörler ise doğrudan dijital denetleyiciye bağlanabilen dijital çıkışlar üretir. Genellikle dijital çıkışlar, sensör modülüne bir A/D dönüştürücü eklenerek üretilir.

Çok sayıda sensöre ihtiyaç duyulursa, basit analog sensörleri seçmek ve bunları çok kanallı A/D dönüştürücü ile donatılmış bir dijital denetleyiciye bağlamak daha ekonomiktir.

Tipik olarak, sensörden gelen çıkış sinyali, sinyalin kontrolöre beslenmesinden önce son işleme (dönüşüm) gerektirir. Sensörün çıkış sinyali demodüle edilebilir, yükseltilebilir, filtrelenebilir ve izole edilebilir, böylece sinyal, denetleyicinin geleneksel bir analog-dijital dönüştürücüsü tarafından elde edilebilir (bkz. Otomasyon sistemlerinde birleşik analog sinyaller). Tüm elektronikler tek bir mikro devreye entegre edilmiştir ve doğrudan kontrolörlere bağlanabilir.

Sensör üreticisi genellikle kalibrasyon eğrileri sağlar. Sensörler kararlıysa, yeniden kalibre etmeye gerek yoktur. Ancak sensör, kontrol sistemi ile entegre edildikten sonra yeniden kalibre edilmelidir. Bu, esasen sensöre bilinen bir girdinin ayarlanmasını ve doğru ölçeklendirmeyi oluşturmak için çıktısının kaydedilmesini gerektirir.

Sensör, zamanla değişen bir giriş sinyalini ölçmek için kullanılıyorsa, dinamik kalibrasyon gereklidir. Sinüzoidal girişlerin kullanılması, dinamik kalibrasyonun en basit ve en güvenilir yöntemidir.

Gerekli fiziksel parametreyi belirlemek için uygun bir sensör seçerken bir dizi statik ve dinamik faktör dikkate alınmalıdır. Aşağıda tipik faktörlerin bir listesi bulunmaktadır:

1. Aralık — parametre ölçüm eşiğinin maksimum ve minimum değeri arasındaki fark.

2. Çözünürlük, sensörün algılayabildiği en küçük değişikliktir.

3. Doğruluk, ölçülen değer ile gerçek değer arasındaki farktır.

4. Kesinlik — Ölçümleri belirli bir doğrulukla tekrarlama yeteneği.

5. Duyarlılık — çıkış sinyalindeki değişikliğin girişteki değişikliğe oranı.

6.Sıfır Ofset — Sıfır giriş sinyali için sıfır olmayan bir çıkış değeri.

7. Doğrusallık — En uygun doğrusal kalibrasyon eğrisinden yüzde sapma.

8. Sıfır kayması — giriş sinyalinde bir değişiklik olmadığında belirli bir süre için çıkış sinyalinin sıfır değerinden değişmesi.

9. Tepki süresi — giriş ve çıkış sinyalleri arasındaki zaman aralığı.

10. Bant genişliği — çıkışın 3 dB düştüğü frekans.

on bir. Rezonans, çıkış zirvesinin meydana geldiği frekanstır.

12. Çalışma sıcaklığı — sensörün kullanılması gereken sıcaklık aralığı.

13. Ölü bölge — sensörün ölçemediği ölçüm değerleri aralığı.

14. Sinyal gürültü oranı - sinyalin genlikleri ile çıkış gürültüsü arasındaki oran.

Yukarıdaki tüm gereksinimleri karşılayan bir sensör seçmek, gerekli spesifikasyona göre zordur. Örneğin, bir veya birkaç metre aralığında mikrometre doğruluğuna sahip bir konum sensörü seçmek çoğu sensörü hariç tutar. Çoğu durumda, gerekli sensörün bulunmaması, sistemin tamamen yeniden oluşturulmasını gerektirir.

Yukarıdaki işlevsel faktörler karşılandığında, bir sensör listesi oluşturulur. Son sensör seçimi, boyuta, sinyal koşullandırmaya, güvenilirliğe, bakıma ve maliyete bağlı olacaktır.