Los sensores modernos varían en principio y estructura.
Cómo seleccionar razonablemente los sensores en función de la finalidad específica de la medición, el objeto de medición y el entorno de medición es el primer problema que hay que resolver a la hora de medir una determinada magnitud.
Una vez determinado el sensor, también pueden determinarse el método y el equipo de medición correspondientes.
El éxito o el fracaso de los resultados de las mediciones depende en gran medida de que la selección de los sensores sea razonable.
Para llevar a cabo un trabajo de medición específico, primero hay que plantearse qué tipo de sensor de principio debe utilizarse, lo cual sólo puede determinarse tras analizar diversos factores.
Porque incluso cuando se mide la misma magnitud física, hay muchos tipos de sensores con principios diferentes entre los que elegir.
Para determinar cuál es el más adecuado, debemos tener en cuenta los siguientes problemas específicos en función de las características medidas y las condiciones de servicio del sensor:
① Tamaño de la gama;
② Requisitos de la posición medida en el volumen del sensor;
③ Si el método de medición es con contacto o sin contacto;
④ Método de extracción de señal, medición con cable o sin contacto;
⑤ El origen del sensor, nacional o importado, si el precio es asequible, o de desarrollo propio.
Tras considerar los problemas anteriores, podemos determinar qué tipo de sensor elegir y, a continuación, considerar los indicadores de rendimiento específicos del sensor.
Generalmente, dentro del rango lineal del sensor, cuanto mayor sea la sensibilidad de éste, mejor.
Porque sólo cuando la sensibilidad es alta, el valor de la señal de salida correspondiente al cambio medido es relativamente grande, lo que favorece el procesamiento de la señal.
Sin embargo, hay que tener en cuenta que la sensibilidad del sensor es alta, y es fácil que se mezcle el ruido externo irrelevante para la medición, que también será amplificado por el sistema de amplificación y afectará a la precisión de la medición.
Por lo tanto, se requiere que el propio sensor tenga una elevada relación señal/ruido para minimizar la señal de interferencia introducida desde el exterior.
La sensibilidad del sensor es direccional.
Cuando la magnitud medida es unidireccional y tiene elevados requisitos en cuanto a su directividad, debe seleccionarse el sensor con baja sensibilidad en otras direcciones;
Si el vector medido es multidimensional, cuanto menor sea la sensibilidad cruzada del sensor, mejor.
La característica de respuesta en frecuencia del sensor determina la gama de frecuencias medidas, y las condiciones de medición sin distorsión deben mantenerse dentro de la gama de frecuencias permitida.
De hecho, la respuesta del sensor siempre tiene un cierto retardo, y cuanto menor sea éste, mejor.
La respuesta en frecuencia del sensor es alta y la gama de frecuencias de la señal medible es amplia.
Debido a la influencia de las características estructurales, la inercia del sistema mecánico es grande, por lo que la frecuencia de la señal medible del sensor con baja frecuencia es baja.
En la medición dinámica, las características de la respuesta (estacionaria, transitoria, aleatoria, etc.) deben basarse en las características de la señal para evitar un error excesivo.
El rango lineal del sensor se refiere al rango en el que la salida es proporcional a la entrada.
Teóricamente, dentro de este rango, la sensibilidad permanece constante.
Cuanto más amplio sea el rango lineal del sensor, mayor será su alcance y se podrá garantizar una cierta precisión de medición.
A la hora de seleccionar un sensor, una vez determinado el tipo de sensor, hay que ver primero si su alcance cumple los requisitos.
Pero, de hecho, ningún sensor puede garantizar una linealidad absoluta, y su linealidad también es relativa.
Cuando la precisión de medición requerida es relativamente baja, el sensor con un pequeño error no lineal puede considerarse lineal dentro de un determinado rango, lo que aportará una gran comodidad a la medición.
La capacidad de un sensor para mantener inalteradas sus prestaciones tras ser utilizado durante un periodo de tiempo se denomina estabilidad.
Además de la estructura del propio sensor, el principal factor que afecta a su estabilidad a largo plazo es el entorno de servicio del sensor.
Por lo tanto, para que el sensor tenga una buena estabilidad, debe tener una gran adaptabilidad al entorno.
Antes de seleccionar el sensor, se investigará su entorno de uso, y se seleccionará el sensor adecuado según el entorno de uso específico, o se tomarán las medidas oportunas para reducir el impacto del entorno.
La estabilidad del sensor tiene indicadores cuantitativos.
Una vez superada la vida útil, debe calibrarse de nuevo antes de su uso para determinar si ha cambiado el rendimiento del sensor.
En algunas ocasiones en las que se requiere que el sensor se utilice durante mucho tiempo y no se pueda sustituir o calibrar fácilmente, la estabilidad del sensor seleccionado es más estricta y puede soportar la prueba de mucho tiempo.
La precisión es un importante índice de rendimiento del sensor. Es un eslabón importante relacionado con la precisión de medición de todo el sistema de medición.
Cuanto mayor sea la precisión del sensor, más caro será.
Por lo tanto, siempre que la precisión del sensor cumpla los requisitos de precisión de todo el sistema de medición, no es necesario elegir un valor demasiado alto.
De este modo, se pueden seleccionar sensores más baratos y sencillos entre muchos sensores que cumplen el mismo objetivo de medición.
Si el propósito de la medición es el análisis cualitativo, se puede seleccionar el sensor con alta precisión de repetición, y no se debe seleccionar el sensor con alta precisión de valor absoluto;
Si es necesario obtener un valor de medición preciso para el análisis cuantitativo, es necesario seleccionar el sensor cuyo grado de precisión pueda cumplir los requisitos.
Para algunas ocasiones especiales, si resulta imposible seleccionar un sensor adecuado, es necesario que ustedes mismos diseñen y fabriquen el sensor.
El rendimiento del sensor de fabricación propia deberá cumplir los requisitos de uso.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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