Избор сензора, основни принципи и критеријуми избора

Сви сензори су класификовани према мереном параметру. Такође се могу класификовати као пасивни или активни. Код пасивних сензора, снага потребна за добијање излаза обезбеђује се самим измереним физичким феноменом (нпр. температура), док активни сензори захтевају екстерно напајање.

Поред тога, сензори су класификовани као аналогни или дигитални у зависности од врсте излазног сигнала. Аналогни сензори производе континуиране сигнале који су пропорционални детектованом параметру и обично захтевају аналогно-дигитална конверзија пре него што се унесе у дигитални контролер.

Дигитални сензори, с друге стране, производе дигиталне излазе који се могу директно повезати на дигитални контролер. Често се дигитални излази производе додавањем А/Д конвертора сензорском модулу.

Ако је потребно много сензора, економичније је изабрати једноставне аналогне сензоре и повезати их са дигиталним контролером опремљеним вишеканалним А/Д претварачем.

Типично, излазни сигнал са сензора захтева накнадну обраду (трансформацију) пре него што се сигнал може унети у контролер. Излазни сигнал сензора се може демодулирати, појачати, филтрирати и изоловати тако да се сигнал може добити помоћу конвенционалног аналогно-дигиталног претварача контролера (види- Обједињени аналогни сигнали у системима аутоматизације). Сва електроника је интегрисана у једно микроколо и може се директно повезати на контролере.

Произвођач сензора обично даје калибрационе криве. Ако су сензори стабилни, нема потребе да их поново калибрирате. Међутим, сензор се мора поново калибрисати након што је интегрисан у контролни систем. Ово у суштини захтева постављање познатог улаза за сензор и снимање његовог излаза да би се успоставило исправно скалирање.

Ако се сензор користи за мерење временски променљивог улазног сигнала, потребна је динамичка калибрација. Коришћење синусоидних улаза је најједноставнији и најпоузданији метод динамичке калибрације.

Бројни статички и динамички фактори морају се узети у обзир приликом избора одговарајућег сензора да би се одредио потребни физички параметар. Испод је листа типичних фактора:

1. Опсег — разлика између максималне и минималне вредности прага мерења параметра.

2. Резолуција је најмања промена коју сензор може да открије.

3. Тачност је разлика између измерене и праве вредности.

4. Прецизност — Могућност понављања мерења са одређеном тачношћу.

5. Осетљивост — однос промене излазног сигнала и промене улазног.

6.Зеро Оффсет — Излазна вредност која није нула за нулти улазни сигнал.

7. Линеарност — Процентуално одступање од линеарне калибрационе криве која најбоље одговара.

8. Зеро дрифт — промена излазног сигнала са нулте вредности за одређени временски период у одсуству промене улазног сигнала.

9. Време одговора — временски интервал између улазних и излазних сигнала.

10. Бандвидтх — фреквенција на којој излаз опада за 3 дБ.

11. Резонанција је фреквенција на којој се јавља излазни пик.

12. Радна температура — температурни опсег у коме сензор треба да се користи.

13. Мртва зона — опсег мерних вредности које сензор не може да измери.

14. Однос сигнала и шума - однос између амплитуда сигнала и излазног шума.

Избор сензора који испуњава све горе наведене захтеве је тежак према захтеваној спецификацији. На пример, одабир сензора положаја са микрометарском тачношћу у опсегу од једног или неколико метара искључује већину сензора. У многим случајевима, недостатак потребног сензора захтева комплетну реконструкцију система.

Када су горе наведени функционални фактори задовољени, генерише се листа сензора. Коначан избор сензора зависиће од величине, кондиционирања сигнала, поузданости, одржавања и цене.