Anturien valinta, perusperiaatteet ja valintakriteerit

Kaikki anturit luokitellaan mitatun parametrin mukaan. Ne voidaan myös luokitella passiivisiksi tai aktiivisiksi. Passiivisissa antureissa lähdön saamiseksi tarvittava teho saadaan mitatusta fysikaalisesta ilmiöstä (esim. lämpötila) itsestään, kun taas aktiiviset anturit vaativat ulkoisen virtalähteen.

Lisäksi anturit luokitellaan analogisiksi tai digitaalisiksi lähtösignaalin tyypistä riippuen. Analogiset anturit tuottavat jatkuvia signaaleja, jotka ovat verrannollisia havaittuun parametriin ja yleensä vaativat analogia-digitaalimuunnos ennen syöttämistä digitaaliseen ohjaimeen.

Digitaaliset anturit puolestaan ​​tuottavat digitaalisia lähtöjä, jotka voidaan kytkeä suoraan digitaaliseen ohjaimeen. Usein digitaaliset lähdöt tuotetaan lisäämällä A/D-muunnin anturimoduuliin.

Jos antureita tarvitaan useita, on edullisempaa valita yksinkertaiset analogiset anturit ja liittää ne monikanavaisella A/D-muuntimella varustettuun digitaaliseen säätimeen.

Tyypillisesti anturin lähtösignaali vaatii jälkikäsittelyn (muunnoksen) ennen kuin signaali voidaan syöttää säätimeen. Anturin lähtösignaali voidaan demoduloida, vahvistaa, suodattaa ja eristää siten, että signaali voidaan saada ohjaimen tavanomaisella analogia-digitaalimuuntimella (ks. Yhdistetyt analogiset signaalit automaatiojärjestelmissä). Kaikki elektroniikka on integroitu yhdeksi mikropiiriksi ja voidaan liittää suoraan ohjaimiin.

Anturin valmistaja toimittaa yleensä kalibrointikäyrät. Jos anturit ovat vakaat, niitä ei tarvitse kalibroida uudelleen. Anturi on kuitenkin kalibroitava uudelleen sen jälkeen, kun se on integroitu ohjausjärjestelmään. Tämä edellyttää olennaisesti tunnetun tulon asettamista anturille ja sen lähdön tallentamista oikean skaalauksen luomiseksi.

Jos anturia käytetään mittaamaan ajassa muuttuvaa tulosignaalia, tarvitaan dynaaminen kalibrointi. Sinimuotoisten tulojen käyttäminen on yksinkertaisin ja luotettavin menetelmä dynaamiseen kalibrointiin.

Useita staattisia ja dynaamisia tekijöitä on otettava huomioon valittaessa sopivaa anturia vaaditun fyysisen parametrin määrittämiseksi. Alla on luettelo tyypillisistä tekijöistä:

1. Alue — parametrin mittauskynnyksen enimmäis- ja vähimmäisarvon välinen ero.

2. Resoluutio on pienin muutos, jonka anturi voi havaita.

3. Tarkkuus on mitatun arvon ja todellisen arvon välinen ero.

4. Tarkkuus — Kyky toistaa mittaukset tietyllä tarkkuudella.

5. Herkkyys — lähtösignaalin muutoksen suhde tulon muutokseen.

6.Nollapoikkeama — Nollasta poikkeava lähtöarvo nollatulosignaalille.

7. Lineaarisuus — prosentuaalinen poikkeama parhaiten sopivasta lineaarisesta kalibrointikäyrästä.

8. Nollapoikkeama — lähtösignaalin muutos nolla-arvosta tietyksi ajaksi, kun tulosignaali ei muutu.

9. Response time — tulo- ja lähtösignaalien välinen aika.

10. Kaistanleveys — taajuus, jolla lähtö laskee 3 dB.

11. Resonanssi on taajuus, jolla lähtöhuippu esiintyy.

12. Käyttölämpötila — lämpötila-alue, jolla anturia tulee käyttää.

13. Kuollut alue — mittausarvojen alue, jota anturi ei pysty mittaamaan.

14. Signaali-kohinasuhde - signaalin amplitudien ja lähtökohinan välinen suhde.

Kaikki yllä olevat vaatimukset täyttävän anturin valitseminen on vaadittujen eritelmien mukaan vaikeaa. Esimerkiksi asentoanturin valinta mikrometritarkkuudella yhden tai useamman metrin etäisyydellä sulkee pois useimmat anturit. Monissa tapauksissa tarvittavan anturin puuttuminen vaatii täydellisen järjestelmän uudelleenrakentamisen.

Kun yllä olevat toiminnalliset tekijät täyttyvät, luodaan luettelo antureista. Anturien lopullinen valinta riippuu koosta, signaalin ehdosta, luotettavuudesta, huollosta ja kustannuksista.