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輕松選購傳感器
日期：2025-11-06 10:01
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摘要：
教你如何輕松選購傳感器
選擇一款設(shè)備來測(cè)試物理屬性，如何輕松選購傳感器呢？如溫度，會(huì)是一個(gè)混亂的過程。但是一些捷徑和對(duì)細(xì)節(jié)的忽略可以使你獲得真正的上等貨。這里，按照時(shí)間次序記錄的步驟，是我多數(shù)時(shí)候嘗試?yán)玫姆椒ǎ绕涫窃跍y(cè)量真的很重要的時(shí)候。其潛在觀點(diǎn)和木匠的信條相似：兩次測(cè)量，一次切割。
第1步，建立測(cè)量跨度或范圍要求
找出你的測(cè)量范圍以及任何容許的變化。許多廠商指定**性或者不確定度作為測(cè)量范圍的百分比。確定你理解這些規(guī)格的意義。許多供應(yīng)商制作說明很快，并且在他們的文獻(xiàn)中放寬了對(duì)一些術(shù)語的定義。一些供應(yīng)商做得更好，然而仍有一些廠商忽略了某些對(duì)你的應(yīng)用至關(guān)重要的細(xì)節(jié)：周圍溫度的影響，尤其是剩余溫度系數(shù)；響應(yīng)時(shí)間常數(shù)；或者是振動(dòng)、無線電頻率干擾或磁場(chǎng)的影響。
第2步，在**性和不確定性需求方面達(dá)成一致意見
精度和分辨率發(fā)揮什么樣的作用呢？你是否需要溫度保持在±0.1℃，或者±1℃，或者±10℃ (或°F)？你或許需要查看各個(gè)傳感器的可選項(xiàng)，并對(duì)每種候選類型做出誤差分析。你或許需要做一些額外的調(diào)查工作來獲得現(xiàn)實(shí)中可接受的公差。了解你所需要的**性和精度將會(huì)使你有額外的收獲，并使你能夠檢驗(yàn)并證實(shí)其他人告訴你的內(nèi)容。
在選擇過程中涉及的每一個(gè)人，包括你的上級(jí)和操作人員，需要和你的需求意見保持一致。例如，一個(gè)熱電偶恰好適合10°F精度的情況，但肯定不會(huì)在0.1°F的精度下使用它。另一方面，如果環(huán)境或者測(cè)試條件允許，一個(gè)電阻溫度探測(cè)器(RTD)將處理0.1°F的精度。
例如，如果你需要在RTD上利用連接線，你需要確定連接線的電阻不會(huì)對(duì)探測(cè)器加上導(dǎo)線的總體待測(cè)電阻產(chǎn)生重要的影響。如果很可能會(huì)有較大影響的話，你可能需要一個(gè)3或4線的結(jié)構(gòu)。相反，這一點(diǎn)將影響你對(duì)讀出器、發(fā)射器和/或數(shù)據(jù)記錄單元的選擇。哪一種將用于處理你的三線或四線RTD連接？
第3步，確認(rèn)測(cè)量條件的影響
了解你所有的測(cè)量條件以及它們會(huì)對(duì)你的傳感器可能造成的影響。這可以成就或毀掉一個(gè)測(cè)量，在工業(yè)或公共事業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中尤其顯著。特別是熱電偶，如果被連接到補(bǔ)償電纜上，而這些電纜要穿過很大的溫度梯度范圍，就能夠產(chǎn)生各種可變偏壓，或者是能夠沿著加熱的長(zhǎng)度方向經(jīng)受很高的溫度，如在金屬鎧裝、礦石絕緣器件等情況下。
如果你不能使用接觸設(shè)備，可以考慮一下非接觸選擇。同樣，如果環(huán)境條件對(duì)于你欣賞的傳感器來說太過嚴(yán)酷，要確保利用廠商提供的附件處理這些難題。在工業(yè)應(yīng)用中，熱、冷、粉塵含量以及振動(dòng)是主要的負(fù)面影響因素，但是濕氣、雨、雨夾雪以及雪在某些時(shí)候會(huì)使情況變得更糟糕。
牢記利用接觸和非接觸傳感器測(cè)量任何表面溫度都是一個(gè)艱難的工作，存在很多潛在的誤差源。實(shí)現(xiàn)很好的熱敏接點(diǎn)有時(shí)比較困難，但是未能達(dá)到熱敏接點(diǎn)會(huì)增加由于熱電偶和RTD速度降低而導(dǎo)致的測(cè)量誤差。但是，IR溫度計(jì)能夠忠實(shí)地跟隨表面溫度的變化，假設(shè)它們的響應(yīng)時(shí)間常數(shù)足夠小，在一些應(yīng)用需求中，它們比接觸式傳感器更為優(yōu)越。它們主要的局限（理論上）并不是時(shí)間響應(yīng)，而是更恰當(dāng)?shù)貞?yīng)付表面發(fā)射系數(shù)和反射率，尤其是當(dāng)被測(cè)溫度和環(huán)境溫度相似時(shí)。
第4步，制作候選名單
制作一個(gè)備選設(shè)備和系統(tǒng)類型的短名單。盡管只有一個(gè)會(huì)是你真正想要的，但是會(huì)有幾種設(shè)備可以完成工作。包括所有那些看起來可接受的。
但是現(xiàn)在，你需要認(rèn)識(shí)到你的傳感器實(shí)際上是一個(gè)多面系統(tǒng)的一部分。如果它將和一個(gè)控制系統(tǒng)連接，要保證和相關(guān)負(fù)責(zé)人檢查后者，保證它們擁有一個(gè)通路節(jié)點(diǎn)來傳送信號(hào)。無論何種硬件包含其中，任何系統(tǒng)的關(guān)鍵部分都是負(fù)責(zé)維護(hù)設(shè)備的人或部門，甚至是在你已經(jīng)轉(zhuǎn)移到下一個(gè)項(xiàng)目或工作后。他們或許需要在手頭上擁有替換或備用的零件，例如在冷卻線路中的空氣或水過濾器。由于經(jīng)常在連續(xù)運(yùn)行的生產(chǎn)線上發(fā)生問題，他們或許還會(huì)建議使用一個(gè)冗余的傳感器增加可靠性，防止發(fā)生災(zāi)難性故障。在24/7加工線上，你或許還需要警報(bào)器為設(shè)備提供服務(wù)性支持，除非已經(jīng)有一個(gè)系統(tǒng)能提供這類的提示。你的支持團(tuán)隊(duì)也會(huì)希望間斷性的對(duì)*初的校準(zhǔn)確認(rèn)提出建議，推薦信號(hào)源或者附加設(shè)備，并且/或者訓(xùn)練他們執(zhí)行這一工作。
第5步，回顧誤差分析和折衷
回顧，而且如果需要的話，對(duì)傳感器進(jìn)行誤差分析，以確認(rèn)你的候選傳感器是否滿足整體的測(cè)量和品質(zhì)要求。這會(huì)產(chǎn)生一個(gè)循環(huán)，你需要回到步驟1和2并放寬或縮緊你的要求。有時(shí)候你需要面臨折衷，例如更小的測(cè)量范圍以獲取更好的**度，或者放寬**性規(guī)定來補(bǔ)償元器件的靈敏度及傳感器自身周圍的環(huán)境溫度所帶來的意料中的影響。你或許需要一個(gè)能夠加熱或制冷的定制外殼來應(yīng)對(duì)極端環(huán)境。
第6步，敲定測(cè)量規(guī)范輕松選購傳感器
確定讓所有測(cè)量條件滿足周圍環(huán)境條件的要求。包括任何專用設(shè)備以及同外部的監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)記錄設(shè)備或控制系統(tǒng)相連的通信鏈接。如果有成本節(jié)約和維護(hù)或培訓(xùn)支持的要求，確定它們是*初報(bào)價(jià)的一部分。這就是精打細(xì)算所帶來的利益：一份徹底詳細(xì)的說明就是你接受或拒絕一套設(shè)備或系統(tǒng)的證明。*后，不要忘記堅(jiān)持可追蹤的校準(zhǔn)證明。這或許是你能夠有保證的將一份測(cè)量結(jié)果追溯到被認(rèn)可的參考信息的**途徑。
第7步，征求出價(jià)
通過對(duì)來自兩家或四家合格供應(yīng)商對(duì)報(bào)價(jià)的詳細(xì)說明獲得報(bào)價(jià)單。為了獲取資格，供應(yīng)商會(huì)滿足你公司的采購部門制定的要求。至少，賣方必須是生意穩(wěn)定，具有合理的專門技術(shù)，并得到幾家參考用戶的認(rèn)同。它們必須建立測(cè)量質(zhì)量評(píng)估程序。
第8步，同時(shí)選擇設(shè)備和廠商
回顧每個(gè)備選器件，同時(shí)提供的說明書來判定它們是否都符合條件，并仔細(xì)檢查投標(biāo)人沒有著重指出的任何例外情況，這是很好的習(xí)慣做法。有時(shí)候，你做出的選擇能使賣方再次審查他們的報(bào)價(jià)，并詳細(xì)指出出現(xiàn)例外的原因。這使得直接見面變得很必要，這在你的職權(quán)范圍內(nèi)。在做出*終決定前，你還可以拜訪賣方中的關(guān)鍵人士來衡量其經(jīng)驗(yàn)及其對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐和產(chǎn)品的關(guān)注情況。
第9步，檢查
在交付貨款時(shí)檢查你的傳感器。它們是否滿足廠家允諾的規(guī)格？你或許需要一些專門的工具或者模擬設(shè)備來模仿工藝參數(shù)和測(cè)量條件輕松選購傳感器
第10步，安裝
這經(jīng)常是測(cè)量工作*簡(jiǎn)單的一部分，但是有時(shí)會(huì)比設(shè)備自身的成本更高。在一條生產(chǎn)線中，布線成本可能會(huì)令人難以置信的高。無線過程發(fā)射器曾經(jīng)在一些領(lǐng)域以及大型加工工廠中提供了很大的幫助，例如化學(xué)和石油管線，他們通常接入到工廠范圍的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。
第11步，委托
關(guān)于委托沒有太多可寫的，但是它十分關(guān)鍵。許多現(xiàn)代設(shè)備擁有多路輸出，既有數(shù)字的也有模擬的。你需要確定安裝配線被正確完成。這意味著驗(yàn)證測(cè)試和信號(hào)輸入來測(cè)試與外部設(shè)備的鏈接。安放、保護(hù)和任何設(shè)置（如響應(yīng)次數(shù)、發(fā)射率或者發(fā)射率比值），以及其他設(shè)備細(xì)節(jié)都安裝合適了嗎？安裝圖正確嗎？設(shè)備安裝記錄保證了維護(hù)人員的利益嗎？他們需要核實(shí)適當(dāng)?shù)脑O(shè)置，以便在維修后的設(shè)備運(yùn)行過程中進(jìn)行檢查。你是否和你的員工就維修和校準(zhǔn)檢查時(shí)間表及程序達(dá)成一致意見？你是否已經(jīng)確認(rèn)：一旦發(fā)生故障，就有馬上解除問題的人？
第12步，在線校驗(yàn)
查證可以很簡(jiǎn)單也可以很復(fù)雜，就如利用IR溫度計(jì)，因?yàn)橹挥泻苌俚牟樽C選擇。概要：你需要另一種獨(dú)立的方法，利用這種方法來比較新的傳感器的測(cè)量結(jié)果。有時(shí)你需要做的就是在加工或產(chǎn)品被測(cè)量過程中收集包含物理和化學(xué)變化的測(cè)量信息。不過不要被那些利用不確定度低的參考測(cè)量方法所愚弄。
如果有人已經(jīng)完成了你想要做的工作，并且你所需要的全部就是一個(gè)替換傳感器，這很有利。如果你正在開始一項(xiàng)嶄新的試驗(yàn)，將是另外一種情形。或者你的前輩做的不如你所期望的那樣徹底，但你現(xiàn)在有機(jī)會(huì)將不完善的安裝轉(zhuǎn)化成更正確和可靠的方法。我希望這篇文章提出的方法被證明是有幫助的。
綜上所訴做到以上12步這樣就可以輕松選購傳感器。
綜上所訴做到以上12步這樣就可以輕松選購傳感器。