物位传感器的选用
传感器选用的基本原则
传感器选用的基本原则现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。
当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。
测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。
1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型要进行—个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。
因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。
在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。
2、灵敏度的选择通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。
因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。
但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。
因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽员减少从外界引入的厂扰信号。
传感器的灵敏度是有方向性的。
当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。
3、频率响应特性传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。
传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。
在动态测量中，应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性，以免产生过火的误差。
传感器选用的一般原则重点
传感器选用的一般原则现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。
当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。
测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。
1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型要进行—个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。
因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。
在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。
2、灵敏度的选择通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。
因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。
但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。
因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽员减少从外界引入的厂扰信号。
传感器的灵敏度是有方向性的。
当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。
3、频率响应特性传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。
传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。
在动态测量中，应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性，以免产生过火的误差。
传感器选用的基本原则
传感器选用的基本原则传感器是现代电子技术和信息技术领域中不可或缺的重要组成部分。
它们能够将各种物理量（如温度、压力、湿度、光强度等）转换为电信号，并将其传递给其他电子设备进行处理和控制。
因此，在选择和使用传感器时，需要遵循一些基本原则，以确保其可靠性、准确性和可持续性。
首先，一个基本的原则是了解所需测量的物理量。
不同的应用需要不同类型的传感器。
因此，在选择传感器之前，需要了解要测量的物理量的特性、范围和精度要求。
例如，在温度测量中，一些应用可能需要高精度的温度传感器，而另一些应用可能只需要粗略的近似值。
因此，了解所需测量的物理量的特性是选择适当传感器的基础。
其次，传感器的精度和准确性也是选择传感器的重要考虑因素。
精度是指传感器输出值与实际值之间的差异，而准确性是指传感器输出值与实际值之间的偏差。
为了确保测量结果的准确性，传感器的精度和准确性必须与实际应用需求相匹配。
因此，在选择传感器时，需要仔细考虑其规格和技术指标，与应用需求进行比较。
第三，传感器的稳定性和可靠性也是重要的选择因素。
传感器在不同环境条件下的性能是否稳定，以及其工作寿命和可靠性是否能够满足应用的要求，是确定传感器是否适用的重要考虑因素。
因此，在选择传感器时，需要了解其工作原理和材料，以及厂家提供的关于稳定性和可靠性的信息。
此外，在选择传感器时，成本效益也是重要的考虑因素。
不同类型和品牌的传感器在价格上有很大的差异。
因此，在选择传感器时，需要综合考虑性能、准确性和可靠性与成本之间的平衡。
为了最大程度地满足应用需求，必须权衡传感器的成本与所需的精度和性能要求。
最后，与传感器一起使用的电子设备和系统的兼容性也需要考虑。
传感器与其他设备的接口和通信协议必须匹配，并且能够集成到现有的系统中。
因此，在选择传感器时，需要考虑其接口类型（如模拟接口或数字接口）和通信协议（如I2C或SPI），以确保与其他设备和系统的兼容性。
总之，选择适当的传感器对于实现准确和可靠的测量和控制至关重要。
物理实验技术中的传感器选择与使用方法
物理实验技术中的传感器选择与使用方法引言在物理实验中，传感器起着至关重要的作用。
它们可以将各种物理量转化为电信号，为科学家和研究人员提供数据收集的重要工具。
然而，传感器的选择与使用方法并不是一项简单的任务。
本文将探讨物理实验技术中的传感器选择与使用方法，以帮助读者更好地应用传感器于实验研究中。
一、传感器的选择1.1 了解传感器种类在选择传感器之前，我们需要了解不同种类的传感器及其用途。
常见的物理量传感器包括温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光传感器、电流传感器等等。
每种传感器都有其特定的功能和应用领域，了解这些差异有助于我们有针对性地选择最适合实验需求的传感器。
1.2 考虑实验需求和条件在选择传感器时，我们也需要考虑实验的具体需求和条件。
例如，如果需要在高温环境下进行实验，我们需要选择具有高温稳定性的传感器；如果需要长时间监测变化趋势，我们需要选择具有较高采样率和稳定性的传感器。
因此，在选择传感器之前，我们需要明确实验目标和实验环境，以便更好地选择和应用传感器。
二、传感器的使用方法2.1 前期准备工作在使用传感器之前，我们需要进行一些前期准备工作。
首先，确保传感器与数据采集设备的兼容性，以确保数据的准确性和稳定性。
其次，根据传感器的要求和实验的需要，进行合适的电源和信号连接设置。
最后，对传感器进行校准和调试，以保证其测量结果的准确性。
2.2 数据采集与分析传感器的使用并不仅限于数据的采集，我们也需要对采集到的数据进行合理的分析。
在进行数据采集时，我们需要注意采样频率和数据精度的设置，以获得准确和可靠的数据。
在数据分析方面，我们可以利用统计学方法和数据处理软件来处理和解读采集到的数据，从而得出结论和发现。
2.3 传感器的维护与保养传感器作为实验中不可或缺的组成部分，需要注意其维护和保养工作。
首先，定期检查传感器的工作状态和性能，确保其正常运行。
其次，避免传感器过度振动或受到剧烈冲击，以免影响其精度和稳定性。
传感器原理及应用物位传感器
传感器原理及应用
第16章 物位传感器
传感器原理及应用
16.1 概述 16.1.1 物位旳定义
物位是指设备或容器中液体或固体物料旳表面位置
液位、料位和界面总称为物位
16.1.2 物位检测旳意义及目旳
一是经过对液位或料位旳检测来拟定容器中旳原料、 产品或半成品旳数量，以确保连续生产或进行经济核实；
二是经过物位检测，了解物位是否在要求旳范围之内， 这对确保产品质量和产量，实现安全、高效、正常生产 具有主要意义
第16章 物位传感器
16.5.1 电容式物位计 对于圆筒型电容传感器
传感器原理及应用
其电容量为
Cx
2 2 H ln r2
2（1 L ln r2
H）
C0
2（2 1）H ln r2
C0
AH
r1
r1
r1
当圆筒形电容器旳几何尺寸L，r1和r2保持不变， 且介电常数也不变时，传感器旳输出电容量与
物位高度成线性关系
16.3.1 检测原理
经过检测液柱静压旳措施来
A
测量液位旳
H B
p pB pA gH
这就把液位旳检测转化为压力差或压力旳检测， 这么，只要选择合适旳差压或压力检测仪表 即可实现对液位旳检测。
第16章 物位传感器
传感器原理及应用
16.3.2 压力式液位计
基于测压仪表所测压力与液位高度成正比而测量液位旳
第16章 物位传感器
传感器原理及应用
目录
16.1 概述 16.2 直读式液位传感器 16.3 静压式液位传感器
16.4 浮力式液位传感器 16.5 电气式物位传感器 16.6 超声波物位传感器
第16章 物位传感器
传感器选用原则
传感器选用原则现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。
当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。
测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。
1）根据测量对象与测量环境确定传感器的类型要进行—个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。
因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。
在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。
2）灵敏度的选择通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。
因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。
但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。
因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽员减少从外界引入的厂扰信号。
传感器的灵敏度是有方向性的。
当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。
3）频率响应特性传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。
传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。
在动态测量中，应根据信号的特点（稳态、瞬态、随机等）响应特性，以免产生过火的误差4）线性范围传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。
传感器选用的基本原则
传感器选用的基本原则现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。
当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。
测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。
1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型要进行—个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。
因为，即使是测量同一物理量,也有多种原理的传感器可供选用,哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式;信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。
在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标.2、灵敏度的选择通常，在传感器的线性范围内,希望传感器的灵敏度越高越好。
因为只有灵敏度高时,与被测量变化对应的输出信号的值才比较大,有利于信号处理。
但要注意的是，传感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声也容易混入,也会被放大系统放大，影响测量精度。
因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比,尽员减少从外界引入的厂扰信号。
传感器的灵敏度是有方向性的。
当被测量是单向量,而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好.3、频率响应特性传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围,必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有-定延迟,希望延迟时间越短越好。
传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。
在动态测量中，应根据信号的特点（稳态、瞬态、随机等）响应特性,以免产生过火的误差。
传感器技术课件——传感器的选用原则
2
3）线性范围
任何传感器都有一定的线性范围，在线性范围内输出与输入成比例关系。
线性范围越宽，表明传感器的工作量程越大。
使传感器工作在线性区域内，是保证测试精确度的基本条件。 例如，测力弹性元件，其材料的弹性限是决定测力量程的基本因素，当超 过弹性限时，将产生线性误差。 同时应该看到，任何传感器都不可能保证其绝对线性，通常在许可限度内， 可以在其近似线性区域内使用。 因此，选用传感器时，必须考虑被测物理量的变化范围，令其线性误差在 允许范围以内。
1
2）响应特性
在所测频率范围内，传感器的响应特性必须满足不失真测量条件。
此外，实际传感器的响应总有一定迟延，为了保证测量不失真，总希望迟 延时间越短越好。
一般来讲，利用光电效应、压电效应等物性型传感器，响应较快，工作频 率范围宽。 而对于结构型传感器，如电感、电容、磁电式传感器等，往往由于结构中 的机械系统惯性的限制，其固有频率低，工作频率较低。 在动态测试中，传感器的响应特性对测试结果有直接影响，在选用传感器 时，应充分考虑到被测物理量的变化特点（如稳态、瞬变、随机等）。
在机械工程中，有些机械系统或自动化加工过程，往往要求传感器能长期 使用而不需要经常更换或校准，其工作环境往往又比较恶劣，存在尘埃、 油剂、温度、振动等严重干扰。例如，热轧机系统中控制钢板厚度的射线 检测装置，用于自适应磨削过程的测力系统或零件尺寸的自动检测装置等。 在这些情况下，都对传感器的可靠性提出了更加严格的要求。
3
4）可靠性
可靠性是指仪器、装置等产品在规定的条件下，在规定的时间内可完成规 定功能的能力。 例如，电阻应变式传感器，湿度会影响其绝缘性，温度会影响其零漂，长 期使用会产生蠕变现象；对于变间隙型的电容传感器，环境湿度或浸入间 隙的油剂，会改变介质的介电常数；光电传感器的感光表面有尘埃或水汽 时，会改变光通量、偏振性或光谱成分；对于磁电式传感器或霍尔效应元 件等，当在电场、磁场中工作时，也会带来测试误差。
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教 学 重 点 难 点
(1)常用物位传感器性能及测量方法； (2)理解物位传感器选用规定。
各类物位传感器的选用原则。
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4.2 物位传感器选用
表一：
适用对象 类 别 <1.5 <3 50 16 25 测量范围/m 允许温 度 /℃ 100150 100150 200 200 200 允许压力 /MPa 测量方法 安装方式
直读式
玻璃管式 玻璃板式
液位 液位 液位 液位 液位 界位
常压 6、4 常压 常压 40
连续 连续 连续 连续 连续
侧面 侧面、旁 通道 侧面 顶置 侧面
静压式
压力式 吹气式 压差式
浮力式
浮子式
液位
2.5
<150
6、4
连续、定 点 连续
连续
侧面、顶 置 侧面、顶 置
侧面、旁 通道
翻板式
浮筒式
液位
液位 界位
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4.2 物位传感器选用
选用原则
液位测量 1.液面是一个规则的表面，但当物料流进、流出时，会有 波浪，或者在生产过程中出现沸腾或起泡沫的现象。 2.大型容器中常会出现液体各处温度、密度和粘度等物理 量不均匀的现象。 3.容器中常会有高温、高压，或液体粘度很大，或含有大 量杂质、悬浮物等。 界位的测量 1.界位不明显，浑浊段存在也影响测量。
差 -
注：表中“-”表示不能选用。
4.2 物位传感器选用
选用原则
测量物位时，先要根据不同的测量对象，选择适当的测量 点、测量方向和测量仪器。 料位测量 1.物料自然堆积时，有堆积倾斜角，因此料面是不平的,难以 确定料位高度。 2.物料进出时，又存在着滞留区（由于容器结构而使不易流 动的死角处，叫做滞3留区），影响到物位最低位置的测准。 3.储仓或料斗中，物料内部可能存在大的孔隙，或粉料之中 存在小的间隙，前者影响对物料储量的计算，而后者则在振 动或压力、湿度变化时物位也随之变化。
顶置 顶置 侧面、顶 置 侧面、顶 置 顶置 顶置 顶置 在容器支 架上安装 传感器 侧面
电气式
电阻式 电容式
液位、料位 液位、料位 液位、料位 液位、料位 液位、料位
由安装定位 由安装定位 50 60 20
200 400 150 150 常温
1 32 0.8 1 常压
其他
超声式 微波式 称重式
核辐射式
可好 可 可 - 好 好好好 可 -
-
可 可 差 -
-
-
-
-
-
-
-
可 - 可 -
差 差 差 差 差 可 -
好好 可 可 -
好好 好 好 好 可 好 差 可 可 好 可 可 可 好 可 好好 好 好 好 可 好 差 好 好 好 好 可 可 好 好 好差 好 好 好 差 差 差 好 好 好好 差 差 - 好 好 好 - 好 差 好 好 好 好 可 好 好 好 好 -
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用于液体测量时需要要液体的表面垂直面对超声波传感器，如果液体 的表面非常不平整，那么传感器的响应时间要调的更长一些，它会将这 些变化做个平均，可以比较固定的读取。 在Retrosonic模式下使用超 声波传感器使得探测不规则物体也成为可能，在Retrosonic模式下，超 声波传感器可以先探测一个平整的背景，如一面墙，当任何物体通过传 感器和墙之间的时候，就会阻碍声波，传感器感应到了中断，便会意识 到出现了物体。
被测对象
液体
液界 液面
泡沫 液体
脏液 污体
粉状 固体
粒状 固体
块状 物体
粘湿 固体
仪表名称
位连 位连 位 连 位 连 位 连 位 连 位 连 位 连 式续 式续 式 续 式 续 式 续 式 续 式 续 式 续
辐射式 磁致伸缩式
好好 - -
-
பைடு நூலகம்
-
好 好 好 好 好 好 好 好 好 好 差 -
- 好 - 好 -
第四章 物位传感器
4.2 物位传感器的选用
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单元二 物位传感器选用
1学时
单元内容
一、知识讲解 1超声波物位传感器的选用 2电容式物位传感器的选用 3激光式物位传感器的选用 4物位开关传感器选型的选用 二、归纳总结 三、作业
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4.2 物位传感器选用
教学目标 教 学 目 标 (1)掌握按工作原理选用物位传感器； (2)掌握按传感器的特性选用物位传感器； (3)熟悉按测量对象与测量环境选用物位传感器。 (4)各种物位测量的方法； (5)常见物位传感器性能。 重 点 难点
液位、料位
20
无要求
随容器定
连续、定 点
表二：
被测对象 液体 液界 液面 泡沫 液体 脏液 污体 粉状 固体 粒状 固体 块状 物体 粘湿 固体
仪表名称
位连 位 连 位 连 位 连 位 连 位 连 位 连 位 连 式续 式 续 式 续 式 续 式 续 式 续 式 续 式 续
差压式
静压式 浮子式开关 磁性浮子式 浮筒式 电容式 射频导纳 电阻式 声波式 微波式
被测物
能运用超声波传感器进行检测的最理想的物体应该是大型、平坦、高密度的物 体，垂直放置面对着传感器感应面。最难检测的是那些面积非常小，或者是可以 吸收声波的材料制作的，比如泡沫塑料，或者是角面对着传感器的。一些比较困 难被检测的物体可以先对物体的背景表面进行示教，再对放在传感器和背景之间 的物体作出反应。
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4.2 物位传感器选用
一. 超声波传感器选型要点 范围和尺寸
被检测的物体的尺寸大小会影响超声波传感器的最大有效范围，传感器必须探测 到一定级别的声波才能被激励输出信号，一个较大的物体可以将大部分声波反射 给传感器，所以传感器可以在它的最大限度内对此物体进行感应，而一个小物体 只能反射很少的声波，这样就明显地减小了感应的范围。
振动
无论是传感器本身还是周围机械的振动，都会影响距离测量的精确度 。这时可以考虑采取一些减震措施，例如：用橡胶的抗震设备给传感器 做一个底座，可以减少振动，用固定杆也可以消除或者最大程度的减少 振动。
<2.4
2.5
<150
-20120
32
6、4
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适用对象 类 别
测量范围/m
允许温 度 /℃ <500 80 150
允许压力 /MPa
测量方法
安装方式
机械接触 式
重锤式 旋翼式 音叉式
液位 液位、料位 液位、料位
50 由安装定位 由安装定位
常压 常压 4
定点 定点 连续、定 点 连续、定 点 连续、定 点 连续 连续 连续