如何選用傳感器：靈敏度，頻率響應特性，線性范圍，穩(wěn)定性，精度

在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理，所以學會 選用傳感器是進行測量Z基礎同時也是很重要的一個環(huán)節(jié)。在具體選擇傳感器 時，應從以下幾個方面進行考慮。

測試條件與目的

綜合測量條件與目的，先要考慮的是采用何種原理的傳感器，因為即使 是測量同一物理量，根據(jù)不同的環(huán)境狀況和不同的測量目的，也會有多種原理 的傳感器可供選用。要綜合考慮溫濕度狀況、量程大小、被測位置對傳感器體 積的要求、測量方式為接觸式還是非接觸式、信號的引出方法等一些因素，選用更為合適類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標。

靈敏度的選擇

通常，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好。因為靈敏 度越高，就意味著傳感器所能感知的變化量小，即只要被測量有一微小變化， 傳感器就有較大的輸出，這樣更有利于信號處理，但要注意以下兩個問題：

1. 傳感器的靈敏度太高，與被測量無關的外界噪聲就容易混入，也會被 放大系統(tǒng)放大，影響測量精度。

2. 當被測量是一個向量時，并且是一個單向量時，就要求傳感器單向靈 敏度愈高愈好，而橫向靈敏度愈小愈好；如果被測量是二維或三維的向量，那 么還應要求傳感器的交叉靈敏度愈小愈好。

頻率響應特性

傳感器的頻率響應特性是指，在所測頻率范圍內(nèi)，保持不失真的測量條件。實際上傳感器的響應總有一定延遲，但希望延遲時間越短越好。 一般物性 型傳感器(如利用光電效應、壓電效應等制成的傳感器)的響應時間短，可 測的信號頻率范圍就寬；而結構型傳感器(如電感、電容、磁電等傳感器) 由于受到結構特性的影響和機械系統(tǒng)慣性質量的限制，其固有頻率低，工作范 圍窄。在動態(tài)測量中，應根據(jù)信號的特點(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機等)響應特性， 以免產(chǎn)生過火的誤差。

線性范圍

傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講，在此范圍 內(nèi)，靈敏度保持定值。傳感器的線形范圍越寬，則表明傳感器的工作量程愈 大。為了保證測量的準確度，傳感器工作在線性區(qū)域內(nèi)，是保證測量精度的基 本條件。例如，機械式傳感器中的測力彈性元件，其材料的彈性極限是決定測 力量程的基本因素，當超出測力元件允許的彈性范圍時，將產(chǎn)生非線性誤差。

但在實際上，任何傳感器都不能保證絕對的線性，其線性度也是相對的。 在許可限度內(nèi)，也可以取其近似線性區(qū)域，這會給測量帶來極大的方便。例 如，變間隙型的電容、電感式傳感器，其工作區(qū)均選在初始間隙附近。而且必 須考慮被測量變化范圍，令其非線性誤差在允許限度以內(nèi)。

穩(wěn)定性

傳感器的穩(wěn)定性是經(jīng)過長期使用以后，其輸出特性不發(fā)生變化的性能。為 了保證傳感器長期穩(wěn)定地工作，而不需經(jīng)常地更換或校準，在選擇和使用傳感 器時應注意根據(jù)環(huán)境條件選擇傳感器。在選擇傳感器之前，應對其使用環(huán)境進 行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當?shù)拇胧�，減小 環(huán)境的影響。例如，選擇電阻應變式傳感器時，應考慮濕度的影響；對變極距 型電容式傳感器和光電傳感器，環(huán)境灰塵油劑浸入間隙時，會改變電容器的介 質和感光性質；對于磁電式傳感器或霍爾效應元件等，應考慮周圍電磁場帶來 的測量誤差；滑線電阻式傳感器表面有灰塵時，將會引入噪聲。

傳感器的穩(wěn)定性有定量指標，在超過使用期后，在使用前應重新進行標 定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。在某些要求傳感器能長期使用而又不 能輕易更換或標定的場合，所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴格，要能夠經(jīng)受住 長時間的考驗。

精度

傳感器的準確度是表示傳感器的輸出與被測量的對應程度。傳感器處于測 試系統(tǒng)的輸入端，因此傳感器能否真實地反映被測量，對整個測試系統(tǒng)具有直 接的影響。傳感器的精度越高，其價格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足 整個測量系統(tǒng)的精度要求即可，不必過高。如果測量目的是定性分析，選用重 復精度高的傳感器即可，不宜選用絕對量值精度高的；如果測量目的是為了定 量分析，需要獲得準確的測量值，就需選用精度等J能滿足要求的傳感器。對 某些特殊使用場合，無法選到合適的傳感器，則需自行設計制造傳感器。

另外還需要考慮的一些因素包括傳感器是否有可匹配的連接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 及輔助設備，以及傳感器的購置和維護是否方便等。