如何快速进行传感器性能评估?

分享到:

在工程师使用一个传感器时,往往要对传感器进行评估,对传感器进行评估需要设计到很多指标,如何快速地对传感器进行评估决定了工程师的工作效率。那么,在对传感器进行评估时,需要注意哪些方面呢?又有哪些指标是重点评估对象呢?

 

1  传感器的性能指标

 

传感器的性能指标包含的内容很多,可以概括为基本参数指标、环境参数指标、可靠性指标和其它指标四大类。具体如下:

 

1.1  基本参数指标

    (1)量程指标:量程范围、过载能力等。

    (2)灵敏度指标:灵敏度、满量程输出、分辨力、输入输出阻抗等。

    (3)精度方面的指标:精度(误差)、重复性、线性、滞后、灵敏度误差、阈值、稳定性、漂移等。

    (4)动态性能指标:固有频率、阻尼系数、频响范围、频率特性、时间常数、上升时间、响应时间、过冲量、衰减率、稳态误差、临界速度、临界频率等。

 

1.2  环境参数指标

    (1)温度指标:工作温度范围、温度误差、温度漂移、灵敏度温度系数、热滞后等。

    (2)抗冲振指标:各向冲振容许频率、振幅值、加速度、冲振引起的误差等。

    (3)其它环境参数:抗潮湿、抗介质腐蚀、抗电磁场干扰能力等。

 

1.3  可靠性指标

工作寿命、可靠度、平均无故障时间、保险期、疲劳性能、绝缘电阻、耐压、反抗非弧性能等。

 

1.4  其它指标

    (1)使用方面:供电方式(直流、交流、频率、波形等)、电压幅度与稳定度、功耗、各项分布参数等。

    (2)结构方面:外形尺寸、重量、外壳、材质、结构特点等。

    (3)安装连接方面:安装方式、馈线、电缆等。

 

2 传感器质量评价的方法    

传感器的性能指标可以在一定程度上表征传感器的质量。因此评价传感器的质量好坏,离不开其性能指标。同时由于每种传感器都有具体的结构、功能和适用场合,所以传感器的质量评价必须与传感器的应用相结合来综合考虑。

 

对传感器进行质量评价时应注意以下三点:

 

一、传感器作为测量与控制系统的首要环节,通常都必须具有快速、准确、可靠而又经济地实现信息转换的基本要求。即:

    1.足够的容量——传感器的工作范围或量程足够大,具有一定的过载能力。

    2.与测量或控制系统匹配性好,转换灵敏度高——传感器的输入与被测输入成确定(线性)关系,且比值大。

    3.精度适当,稳定性高——传感器的静态响应与动态响应的准确度能满足要求,且长期稳定。

    4.反应速度快,工作稳定性好。

    5.适用性与适应性强——动作能量小,对被测对象状态影响小,内部噪声小而又不宜受外界干扰的影响,使用安全。

    6.使用经济——成本低,寿命长。且易于使用、维修和校准。

这些传感器使用的基本要求,在对传感器进行质量评价时,应当予以重点考核。

 

二、对所使用的传感器,必须根据使用目的、使用环境、被测对象情况、精度要求和信号处理等具体条件来选择和评价。比如冶金工业中应用的传感器,其环境条件十分恶劣。因此,需要这类传感器具有耐高温、防潮、耐振动、抗干扰和高可靠等特点,可以说对这方面的质量要求非常高。在“冶金工业应用”这一特定场合中,某种传感器首先只有在这里能用,然后才能谈及评价其质量好坏。

 

 三、一般对于高精度传感器,有关动态特性和静态特性方面的性能指标对其质量评价很关键。因为使用时要求高精度传感器必须具有良好的动态特性和静态特性,才能完成对信号无失真的转换。

 

基于上述考虑,对传感器的质量评价既要全面,又要使之具有指导传感器选择和使用的实际意义。所以,传感器质量评价的主要方法就是罗列若干性能指标(包括基本参数、比较重要的环境参数指标、长期稳定性指标和可靠性指标),并结合传感器的具体应用来分析,进行对比评价。这种方法同时也可以作为检验、选择和使用传感器的依据。在这里值得强调的是,长期稳定性指标和可靠性指标与传感器的使用条件等多种因素密切相关。合理选型及正确使用是保证传感器稳定、可靠工作的前提。传感器的生产厂家一般在产品手册中给出传感器的主要技术指标、应用范围及主要特点,以体现传感器众多的性能指标。这可以帮助用户根据自己的需要合理地选择产品,也是传感器质量评价的主要依据。

 

3 罗姆的传感器套件加速评估过程

 

罗姆开发出通过Arduino及mbed等开放平台(通用微控制器开发板)可轻松测量加速度、气压、地磁、脉搏等8种信息的传感器扩展板(Expansion Board)“SensorShield-EVK-003”,并已开始网售。 “SensorShield-EVK-003”是支持开放平台并已获得高度好评的ROHM传感器评估套件新产品。该产品将量产中的ROHM集团旗下的8种传感器产品分别安装在PCB板上并与开放平台连接用扩展板集成为套件,仅需与在全球应用广泛的Arduino Uno等连接并嵌入软件即可轻松构建传感器环境。利用传感器产品的评估简单、导入容易的优势,可大幅缩减IoT设备等的开发工时,并可助力市场的进一步拓展。

evk003

 

4 小结

 

在使用传感器的时候,可以优先考虑罗姆的SensorShield-EVK-003平台,它可以快速地帮助工程师评估传感器的性能,实现传感器的快速选型。

继续阅读
喵喵机的热敏打印头你可以选这个!

热敏打印头打印方式有两种:热转印和热敏方式。热转印中增加了一条墨带,工作时墨带和转印纸同时转动,将施加到墨带上的油墨通过加热转移到纸上,具有优异的耐水性、耐化学性并可以在普通纸上打印,但难以安装纸张、胶带,结构复杂成本也较高。热敏则是直接使用了热敏纸,无需碳粉、墨带、油墨,纸张易安装,缺点是受温度、划痕影响成像效果。

什么是智能传感器?

硅微电子技术的成熟使得在单个芯片中实现复杂结构的微电子机械系统成为现实,也给传感器的微型化提供了基础。同时采用 IC技术将信号处理和控制电路集成到单个芯片中 ,大大提高了传感器的性能并扩展了传感器的功能 ,即实现所谓的智能化。

霍尔效应传感器的“奥妙”

霍尔效应开关和仪器级传感器在工业应用中正变得越来越普及,如今产品和制造工艺设计师可以选用高度集成的各种霍尔效应器件。虽然在需要哪些规范以及磁场测量方面总的来说仍有许多困惑,但这些器件已被证明应用起来相当简便。

传感器助力医疗,抗击疫情

突如其来的新型冠状病毒感染引发的肺炎疫情席卷而来,牵动着全国人民的心。但很庆幸,当今的医疗技术和医疗水平已经得到长足的进步,作为疫情各种数据采集的基础技术与核心部件,传感器的关键作用无可比拟。今天我们便来细数传感器在此次疫情的三大类应用。

传感器在数字化之年有哪些趋势?

在数字经济大环境下,随数字化、人工智能、物联网等新技术推动,全球迎来了 2020 年数字之年,如何踏上数字化道路是每家企业都必须思考的问题,其中,传感器在企业向数字化转型升级时发挥巨大作用,那么,它在数字化之年将有哪十大发展趋势?