Para realizar una tarea de medición específica, el primer paso es considerar qué tipo de principio de sensor utilizar. Esto requiere analizar varios factores antes de tomar una decisión.
Incluso cuando se mide la misma cantidad física, existen múltiples principios de sensores disponibles. El principio del sensor más adecuado depende de las características de la cantidad medida y de las condiciones de funcionamiento del sensor. Las cuestiones específicas a considerar incluyen: la magnitud del rango de medición; los requisitos de tamaño del sensor según la ubicación de medición; si el método de medición es con o sin contacto-; el método de salida de la señal (cableada o inalámbrica); y el origen del sensor (nacional o importado), su asequibilidad o si necesita un diseño-personalizado.
Después de considerar estas cuestiones, se puede determinar el tipo de sensor y luego considerar los indicadores de rendimiento específicos del sensor.
Selección de sensibilidad
Generalmente, dentro del rango lineal del sensor, es deseable que la sensibilidad del sensor sea lo más alta posible. Esto se debe a que una mayor sensibilidad da como resultado un valor de señal de salida mayor correspondiente a cambios en la cantidad medida, lo cual es beneficioso para el procesamiento de señales. Sin embargo, cabe señalar que la alta sensibilidad del sensor también facilita que el sistema de amplificación introduzca y amplifique ruido externo no relacionado con la cantidad medida, lo que afecta la precisión de la medición. Por lo tanto, el sensor en sí debe tener una alta relación señal-a-ruido, minimizando las señales de interferencia del entorno externo.
La sensibilidad del sensor es direccional. Cuando la cantidad medida es un solo vector y su direccionalidad es crítica, se debe seleccionar un sensor con baja sensibilidad en otras direcciones; Si la cantidad medida es un vector multi-dimensional, la sensibilidad cruzada-del sensor debe ser lo más pequeña posible.
Características de respuesta de frecuencia
Las características de respuesta de frecuencia del sensor determinan el rango de frecuencia de la magnitud medida, que debe permanecer sin distorsiones dentro del rango de frecuencia permitido. En realidad, la respuesta del sensor siempre tiene un cierto retraso; Lo ideal es que este tiempo de retraso sea lo más breve posible.
Cuanto mayor sea la respuesta de frecuencia del sensor, más amplio será el rango de frecuencias de señal medibles.
En mediciones dinámicas, las características de respuesta deben considerarse en función de las características de la señal (estado{0}}estable, transitorio, aleatorio, etc.) para evitar errores excesivos.
Rango lineal
El rango lineal de un sensor se refiere al rango donde la salida es proporcional a la entrada. Teóricamente, dentro de este rango, la sensibilidad permanece constante. Un rango lineal más amplio significa un rango de medición más amplio y garantiza un cierto nivel de precisión de medición. A la hora de seleccionar un sensor, tras determinar el tipo de sensor, lo primero que hay que comprobar es si su rango de medida cumple los requisitos. Sin embargo, en realidad ningún sensor puede garantizar una linealidad absoluta; su linealidad es siempre relativa. Cuando la precisión de medición requerida es relativamente baja, dentro de un cierto rango, los sensores con pequeños errores no-lineales pueden aproximarse como lineales, lo que simplifica enormemente el proceso de medición.
Estabilidad
La capacidad de un sensor para mantener su rendimiento sin cambios después de un período de uso se denomina estabilidad. Los factores que afectan la estabilidad-a largo plazo de un sensor, además de la propia estructura del sensor, son principalmente el entorno operativo del sensor. Por lo tanto, para garantizar una buena estabilidad del sensor, el sensor debe tener una gran adaptabilidad ambiental.
Antes de seleccionar un sensor, se debe investigar el entorno operativo y seleccionar un sensor adecuado en función del entorno específico, o se deben tomar las medidas adecuadas para minimizar las influencias ambientales.
La estabilidad del sensor tiene indicadores cuantitativos. Después de exceder la vida útil, se debe realizar una recalibración antes de su uso para determinar si el rendimiento del sensor ha cambiado.
En algunas aplicaciones donde los sensores deben usarse durante mucho tiempo y no se pueden reemplazar o calibrar fácilmente, los requisitos de estabilidad para el sensor seleccionado son más estrictos y debe poder soportar un uso prolongado.
Exactitud
La precisión es un indicador de rendimiento importante de un sensor y es un vínculo crucial en la precisión general de la medición de todo el sistema de medición. Cuanto mayor sea la precisión del sensor, más caro será. Por lo tanto, la precisión del sensor sólo necesita cumplir los requisitos de precisión de todo el sistema de medición; no es necesario elegir uno que sea excesivamente preciso. Esto permite seleccionar un sensor más económico y sencillo entre muchos sensores que cumplen el mismo propósito de medición.
Si el propósito de la medición es un análisis cualitativo, un sensor con alta repetibilidad es suficiente; No es necesario un sensor con alta precisión de valor absoluto. Si el propósito es un análisis cuantitativo y se requieren valores de medición precisos, se debe seleccionar un sensor con un nivel de precisión que cumpla con los requisitos.
Para algunas aplicaciones especiales en las que no se puede encontrar un sensor adecuado, es necesario diseñar y fabricar el sensor uno mismo. El rendimiento del sensor-de fabricación propia debe cumplir con los requisitos de uso.