איך לבחור חיישן

חיישנים מודרניים משתנים בצורה נרחבת מבחינת עקרונות ובנייה. כיצד לבחור באופן הגיוני חיישן בהתאם למטרות המדידה, האובייקטים והסביבה הספציפיות הוא הבעיה הראשונה שעלייה יש להיענות בעת מדידת גודל מסוים. לאחר שנקבע החיישן, ניתן גם לזהות את שיטות המדידה והתשתיות התומכות.

ראשית, ק ביע מתן סוג החיישן המבוסס על אובייקט המדידה וסביבה

לביצוע מדידה ספציפית, הצעד הראשון הוא לשקול איזה עיקרון של חיישן יש להשתמש בו, מה שדורש ניתוח של גורמים רבים. גם במדידת אותה כמות פיזיקלית, קיימים עקרונות חיישנים מרובים. התאמה של עיקרון החיישן תלויה בתכונות הכמות הנמדדת ובתנאי הפעולה של החיישן, ודורשת שיקול של הבעיות הספציפיות הבאות: מ טווח מדידה , ד רישות לגודל החיישן בהתאם למיקום המדידה , c שיטת מדידה במגע או ללא מגע , ב שיטת פלט האות (חוט או ללא מגע) , ב מקור הסנסור (מקומי או ייבוא), עלות סבירה, או פיתוח עצמי . לאחר שוקלים את הנ"ל, ניתן לקבוע את סוג הסנסור, ולאחריו את מדדי הביצועים הספציפיים.

שנית, בחירת רגישות . בכלל, בתוך טווח הליניארי של חיישן, מעדיפים רגישות גבוהה יותר. רגישות גבוהה יותר גורמת לאותות יציאה גדולים יותר התואמים לשינויים בכמות המודדת, מה שמאפשר עיבוד אות קל יותר. עם זאת, יש להדגיש כי רגישות גבוהה עלולה להכניס בקלות רעש חיצוני שאינו קשור לכמות המודדת, שאפשר שהמערכת תגדיל אותו ויעשה השפעה על דיוק המדידה. לכן, החיישן עצמו צריך להיות בעל יחס אות-רעש גבוה כדי להקטין את הפרעה מחוץ למערכת.
הרגישות של חיישן היא כיוונית. עבור מדידות חד-כיווניות עם דרישות כיווניות גבוהות, בחרו בחיישנים עם רגישות נמוכה בכיוונים אחרים; עבור מדידות רב-ממדיות, בחרו בחיישנים עם רגישות צלבית מזערית.

ת שלישית, r מאפייני תגובה (זמן תגובה) . תגובת התדר של סנסור קובעת את טווח התדרים הניתן למדידה של הכמות הנמדדת, אשר חייב לשמור על מדידה ללא עיוות בתחום התדר המותר. בפועל, לתגובה של הסנסור תמיד יש עיכוב מסוים, ומועד עיכוב קצר יותר מועדף.  תגובת תדר גבוהה יותר מאפשרת טווח רחב יותר של תדרי אותות ניתנים למדידה, בעוד שמערכות מכניות עם אינרציה גדולה (בגלל מגבלות מבניות) מתאימות לסנסורים בעלי תדירויות טבעיות נמוכות וטווחי מדידה צרות יותר. במדידות דינמיות, יש להתאים את מאפייני התגובה לסוג האות (מצב יציב, מעבר, אקראי וכו') כדי להימנע משגיאות מופרזות.

רביעי, טווח ליניארי . טווחה טווח הליניארי של חיישן מתייחס לטווח שבו הפלט פרופורציונלי להזנה. תאורטית, החساسות שומרת על ערך קבוע בתוך טווח זה. טווח ליניארי רחב יותר מאפשר טווח מדידה גדול יותר ומבטיח דיוק במדידה. בעת בחירת חיישן, יש קודם כל לוודא שהטווח שלו עונה על הדרישות לאחר קביעת סוג החיישן.
במקרה האמתי, אין חיישן שהוא לגמרי ליניארי, והליניאריות היא יחסית. עבור דרישות מדידה עם דיוק נמוך, ניתן להעריך את חיישנים עם שגיאות לא-ליניאריות קטנות כליניאריים בתוך טווח מסוים, מה שמעריך בצורה משמעותית את המדידות.

פ חמישי, יציבות . יציבות מתייחסת ליכולת של חיישן לשמור על הביצועים ללא שינוי לאחר תקופה של שימוש. הגורמים השפיעים על יציבות ארוכת טווח כוללים לא רק את המבנה של החיישן אלא גם את הסביבה בה הוא פועל. לכן, כדי להבטיח יציבות טובה, על החיישנים להיות בעלי התאמה סביבתית חזקה.
לפני בחירת חיישן, יש לבדוק את סביבת השימוש המיועדת שלו ולבחור חיישן מתאים או לאמץ אמצעים לצמצום השפעות סביבתיות. יציבות כוללת מדדי כמות; לאחר חציית תקופת החיים הפעילה, יש כייל מחדש את החיישן לפני שימוש כדי לאשר האם הביצועים השתנו. -כייל מחדש את החיישן לפני שימוש כדי לאשר האם הביצועים השתנו. ביישומים הדורשים שימוש ארוך-טווח ללא החלפה קלה או כיול חוזר, דרישות היציבות של החיישן הן חמורות יותר, וחיישן כזה חייב להיות מסוגל לעמוד בבדיקות ממושכות. -ביישומים הדורשים שימוש ארוך-טווח ללא החלפה קלה או כיול חוזר, דרישות היציבות של החיישן הן חמורות יותר, וחיישן כזה חייב להיות מסוגל לעמוד בבדיקות ממושכות.

ש שישי, דיוק . דיוק הוא מדד ביצועים קריטי של חיישנים וגורם מרכזי בדיוק המדידה של כל המערכת. חיישנים בעלי דיוק גבוה הם יקרים יותר, ולכן דיוק החיישן צריך לעמוד רק בדרישות המערכת – אין צורך במדויק מידי. בכך ניתן לבחור בחיישנים זולים ופשוטים יותר מבין אלו המקיימים את אותם מטרות מדידה.  לניתוח איכותי, יש לבחור בחיישנים בעלי חזרתיות גבוהה ולא בהכרח דיוק מוחלט גבוה.  לניתוח כמותי הדורש מדידות מדויקות, בחר חיישנים עם דרגות דיוק מתאימות.
ביישומים מיוחדים שבהם אין חיישן מתאים זמין, עשוי להיות הכרחי עיצוב והפקה עצמית, כאשר החיישנים העצמיים חייבים לענות על דרישות הביצועים.