Izbor senzora, osnovni principi i kriteriji izbora
Svi senzori su klasificirani prema mjerenom parametru. Također se mogu klasificirati kao pasivni ili aktivni. U pasivnim senzorima, snagu potrebnu za dobivanje izlaza osigurava sam izmjereni fizički fenomen (npr. temperatura), dok aktivni senzori zahtijevaju vanjsko napajanje.
Osim toga, senzori se klasificiraju kao analogni ili digitalni ovisno o vrsti izlaznog signala. Analogni senzori proizvode kontinuirane signale koji su proporcionalni detektiranom parametru i obično zahtijevaju analogno-digitalna pretvorba prije unošenja u digitalni upravljač.
Digitalni senzori, s druge strane, proizvode digitalne izlaze koji se mogu spojiti izravno na digitalni upravljač. Često se digitalni izlazi proizvode dodavanjem A/D pretvarača senzorskom modulu.
Ako je potrebno mnogo senzora, ekonomičnije je odabrati jednostavne analogne senzore i spojiti ih na digitalni upravljač opremljen višekanalnim A/D pretvaračem.
Tipično, izlazni signal iz senzora zahtijeva naknadnu obradu (transformaciju) prije nego što se signal može unijeti u upravljač. Izlazni signal senzora može se demodulirati, pojačati, filtrirati i izolirati tako da se signal može dobiti konvencionalnim analogno-digitalnim pretvaračem regulatora (vidi- Objedinjeni analogni signali u sustavima automatizacije). Sva elektronika integrirana je u jedan mikro krug i može se spojiti izravno na kontrolere.
Proizvođač senzora obično daje kalibracijske krivulje. Ako su senzori stabilni, nema potrebe ponovno ih kalibrirati. Međutim, senzor se mora ponovno kalibrirati nakon što se integrira u kontrolni sustav. Ovo u biti zahtijeva postavljanje poznatog ulaza u senzor i snimanje njegovog izlaza kako bi se uspostavilo ispravno skaliranje.
Ako se senzor koristi za mjerenje vremenski promjenjivog ulaznog signala, potrebna je dinamička kalibracija. Korištenje sinusoidalnih ulaza najjednostavnija je i najpouzdanija metoda dinamičke kalibracije.
Brojni statički i dinamički čimbenici moraju se uzeti u obzir pri odabiru odgovarajućeg senzora za određivanje potrebnog fizičkog parametra. Dolje je popis tipičnih faktora:
1. Raspon — razlika između maksimalne i minimalne vrijednosti praga mjerenja parametra.
2. Razlučivost je najmanja promjena koju senzor može otkriti.
3. Točnost je razlika između izmjerene i prave vrijednosti.
4. Preciznost — Sposobnost ponavljanja mjerenja s određenom točnošću.
5. Osjetljivost — omjer promjene izlaznog signala i promjene ulaza.
6.Zero Offset — Izlazna vrijednost različita od nule za nulti ulazni signal.
7. Linearnost — Postotak odstupanja od linearne krivulje kalibracije koja najbolje odgovara.
8. Zero drift — promjena izlaznog signala od nulte vrijednosti u određenom vremenskom razdoblju bez promjene ulaznog signala.
9. Vrijeme odziva — vremenski interval između ulaznog i izlaznog signala.
10. Širina pojasa — frekvencija na kojoj izlaz pada za 3 dB.
11. Rezonancija je frekvencija na kojoj se javlja vršna izlazna vrijednost.
12. Radna temperatura — temperaturni raspon u kojem se senzor treba koristiti.
13. Mrtva zona — raspon mjernih vrijednosti koje senzor ne može mjeriti.
14. Omjer signal/šum - omjer između amplituda signala i izlaznog šuma.
Odabir senzora koji ispunjava sve gore navedene zahtjeve je težak prema traženoj specifikaciji. Na primjer, odabir senzora položaja s mikrometarskom točnošću u rasponu od jednog ili nekoliko metara isključuje većinu senzora. U mnogim slučajevima, nedostatak potrebnog senzora zahtijeva potpunu ponovnu izgradnju sustava.
Nakon što su gornji funkcionalni čimbenici zadovoljeni, generira se popis senzora. Konačni izbor senzora ovisit će o veličini, kondicioniranju signala, pouzdanosti, održavanju i cijeni.