Jutiklių parinkimas, pagrindiniai principai ir atrankos kriterijai

Visi jutikliai klasifikuojami pagal išmatuotą parametrą. Jie taip pat gali būti klasifikuojami kaip pasyvūs arba aktyvūs. Pasyviuosiuose jutikliuose galią, reikalingą išėjimui gauti, suteikia pats išmatuotas fizinis reiškinys (pvz., temperatūra), o aktyviems jutikliams reikalingas išorinis maitinimo šaltinis.

Be to, jutikliai skirstomi į analoginius arba skaitmeninius, priklausomai nuo išvesties signalo tipo. Analoginiai jutikliai gamina nuolatinius signalus, kurie yra proporcingi aptiktam parametrui ir paprastai reikalingi konvertavimas iš analoginio į skaitmeninį prieš paduodami į skaitmeninį valdiklį.

Kita vertus, skaitmeniniai jutikliai gamina skaitmeninius išėjimus, kuriuos galima tiesiogiai prijungti prie skaitmeninio valdiklio. Dažnai skaitmeniniai išėjimai gaminami pridedant A/D keitiklį prie jutiklio modulio.

Jei reikia daug jutiklių, ekonomiškiau rinktis paprastus analoginius jutiklius ir prijungti juos prie skaitmeninio valdiklio, aprūpinto kelių kanalų A/D keitikliu.

Paprastai jutiklio išvesties signalą reikia apdoroti (transformuoti) prieš perduodant signalą į valdiklį. Jutiklio išvesties signalas gali būti demoduliuojamas, stiprinamas, filtruojamas ir izoliuojamas taip, kad signalą būtų galima gauti naudojant įprastą valdiklio analoginį-skaitmeninį keitiklį (žr. Unifikuoti analoginiai signalai automatikos sistemose). Visa elektronika yra integruota į vieną mikroschemą ir gali būti tiesiogiai prijungta prie valdiklių.

Paprastai jutiklio gamintojas pateikia kalibravimo kreives. Jei jutikliai yra stabilūs, jų perkalibruoti nereikia. Tačiau jutiklis turi būti iš naujo sukalibruotas po to, kai jis sujungiamas su valdymo sistema. Tam iš esmės reikia nustatyti žinomą jutiklio įvestį ir įrašyti jo išvestį, kad būtų nustatytas teisingas mastelio keitimas.

Jei jutiklis naudojamas matuoti laikui bėgant kintantį įvesties signalą, reikalingas dinaminis kalibravimas. Sinusoidinių įėjimų naudojimas yra paprasčiausias ir patikimiausias dinaminio kalibravimo būdas.

Renkantis tinkamą jutiklį, kad būtų galima nustatyti reikiamą fizinį parametrą, reikia atsižvelgti į daugybę statinių ir dinaminių veiksnių. Žemiau pateikiamas tipiškų veiksnių sąrašas:

1. Diapazonas – skirtumas tarp didžiausios ir minimalios parametro matavimo slenksčio verčių.

2. Rezoliucija yra mažiausias pokytis, kurį gali aptikti jutiklis.

3. Tikslumas yra skirtumas tarp išmatuotos vertės ir tikrosios vertės.

4. Tikslumas – galimybė pakartoti matavimus nurodytu tikslumu.

5. Jautrumas — išėjimo signalo pokyčio ir įėjimo pokyčio santykis.

6.Nulinis poslinkis – nulinė išvesties vertė nuliniam įvesties signalui.

7. Tiesiškumas – procentinis nuokrypis nuo geriausiai tinkančios tiesinės kalibravimo kreivės.

8. Nulinis poslinkis — išėjimo signalo pokytis nuo nulinės reikšmės tam tikram laikotarpiui, kai nepasikeičia įėjimo signalas.

9. Atsako laikas – laiko intervalas tarp įvesties ir išvesties signalų.

10. Bandwidth — dažnis, kuriuo išėjimas sumažėja 3 dB.

vienuolika Rezonansas yra dažnis, kuriuo atsiranda išėjimo smailė.

12. Darbinė temperatūra – temperatūros diapazonas, per kurį turi būti naudojamas jutiklis.

13. Negyva zona – matavimo verčių diapazonas, kurio jutiklis negali išmatuoti.

14. Signalo ir triukšmo santykis – signalo amplitudės ir išėjimo triukšmo santykis.

Pagal reikalaujamą specifikaciją sunku pasirinkti jutiklį, kuris atitiktų visus aukščiau nurodytus reikalavimus. Pavyzdžiui, pasirenkant padėties jutiklį, kurio mikrometro tikslumas yra vieno ar kelių metrų diapazone, neįtraukiama daugumos jutiklių. Daugeliu atvejų, kai trūksta reikiamo jutiklio, reikia visiškai atkurti sistemą.

Patenkinus aukščiau nurodytus funkcinius veiksnius, sugeneruojamas jutiklių sąrašas. Galutinis jutiklių pasirinkimas priklausys nuo dydžio, signalo kondicionavimo, patikimumo, priežiūros ir sąnaudų.