氣體傳感器的選用原則及方法 1.靈敏度 我們總希望傳感器的靈敏度越高越好。因為靈敏度越高,意味著傳感器感知的變化量越小,即被測量稍有一微小變化時,傳感器就有較大反響。一般來講,檢測精度越高,就要求傳感器具有較高的靈敏度。然而要考慮到,當靈敏度高時,與測量信號無關的外界噪聲也容易混入,并且噪聲也會被放大系統放大。因此,必須考慮既要求檢測微小量值,又要噪聲小。為保證此點,往往要求信噪比越大越好,即要求傳感器本身噪聲小,且不易從外界引入干擾噪聲。當輸入量增大時,除非有專門的非線性校正措施,傳感器不應進入非線性區,更不能進入飽和區域。有些檢測工作在較強的噪聲干擾下進行,這時對傳感器來講,其輸入量不僅包括被測量,也包括干擾量,兩者的疊加不能進入非線性區。顯然,過高的靈敏度將會影響其適用測量范圍。 此外,當被測量是一個向量,并且是一個單向向量時,那么要求傳感器的單向靈敏度越高超好,而橫向靈敏度越低越好。若被測量是二線或三維向量,那么對傳感器還應要求交叉靈敏度越低越好。
3.線性范圍 任何傳感器都有一定的線性范圍,在線性范圍內輸出與輸入成比例關系。傳感器工作在線性區域內,是保證測量精度的基本條件。線性范圍越寬,表明傳感器的工作量程越大。 然而,任何傳感器都不容易保證其絕對線性,某些情況下,在保證檢測精度的前提下,可利用其近似線性區。例如,變間隙型電容傳感器、電感式傳感器等,均采用在初始間隙附近的近似線性區內工作。選用時必須考慮被測物理量的變化范圍,令其非線性誤差在允許的范圍之內。在進行自動檢測的情況下,可利用微機系統,通過軟件對傳感器的輸出特性進行線性補償,往往可以使其線性范圍擴大很多。 4.穩定性 穩定性表示傳感器經過長時間使用以后,其輸出特性不發生變化的性能,和傳感器在正常工作條件下,環境參數(如溫度、濕度、大氣壓力等)的變化對其輸出特性影響程度的指標。因而,影響傳感器穩定性的因素是時間省環境。 為了保證穩定性,在選定傳感器之前,應對使用環境進行調查,以選擇較合適的傳感器類型。例如濕度會影響電阻應變式傳感器的絕緣性能;溫度的變化將產生零點漂移;又如:變間隙型電容傳感器,環境濕度或油劑侵入間隙時,相當于電容器的介質發生變化;光電式傳感器感光表面有塵埃或水汽時,要導致靈敏度下降;磁電式傳感器在電場或磁場中工作時,亦會帶來測量誤差等等。 5.精確度 氣體檢測儀的精確度表示傳感器的輸出與被測量的對應程度。傳感器處于檢測系統的輸入端,因此,傳感器能否真實地反映被測量值,對整個系統具有直接影響。 在實際工作中,并非要求傳感器的精確度越高越好。傳感器的精確度越高價格也越昂貴。因此應考慮到經濟性從實際出發來選擇。 在確定傳感器的精確度時,首先應了解檢測的目的和要求,判定是定性分析還是定量分析。如果是屬于相對比較性的試驗研究,只需獲得相對比較值即可,那么要求傳感器的精密度高,而無需要求絕對量值。如果是進行定量分析,那就必須獲得精確量值,因而要求傳感器要有足夠高的精確度。 6.測量方式 在實際檢測工作中,傳感器的工作方式(如接觸測量、在線測量與非在線測量等)也是選用傳感器時應考慮的重要因素。條件的個同,對傳感器的要求也不同。 在機械系統中,運動部件的被測參數(例如回轉軸的運動誤差、振動、規矩等)往往采用接觸測量,有許多實際因素、諸如測量頭的磨損、接觸狀態的變動等都不易妥善解決,也易造成測量誤差,同時給信號的采集帶來困難。
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