传感器选用原则

1、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 要进行一个具体的测量工作，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

2、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，还是白行研制。 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

3、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一定延 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。以理论上讲， 在此范围内，灵敏

4、度保持定值。传感器的线性范围越宽， 则其量程越 大，并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类 确定以后首先要看其量程是否满足要求。 但实际上，任何传感器都不 能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低 时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的， 这会给测量带来极大的方便。 5） 稳定性 传感器使用一段时间后，其性能保持不变化的能力称为稳定性。 影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外， 主要是传感器的 使用环境。因此，要使传感器具有良好的稳定性， 传感器必须要有较 强的环境适应能力。 在选择传感器之前，应对其使用环境进行调查，并根据具体

5、的 使用环境选择合适的传感器，或采取适当的措施，减小环境的影响。 传感器的稳定性有定量指标，在超过使用期后，在使用前应重 新进行标定，以确定传感器的性能是否发生变化。 在某些要求传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场 合，所选用的传感器稳定性要求更严格，要能够经受住长时间的考验。 6）精度 精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系 统测量精度的一个重要环节。传感器的精度越高，其价格越昂贵，因 此，传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以， 不必选 得过高。这样就可以在满足同一测量目的的诸多传感器中选择比较便 宜和简单的传感器。 如果测量目的是定性分析的，选用重复精度高

6、的传感器即可， 不宜选用绝对量值精度高的；如果是为了定量分析，必须获得精确的 测量值，就需选用精度等级能满足要求的传感器 对某些特殊使用场合，无法选到合适的传感器，则需白行设计 制造传感器。白制传感器的性能应满足使用要求 2011 Specifications 温度传 感器 NTC热敏电阻 MF52AT 温度范围：一 55C + 315 C; 10K, 5滞度 2 两线式钳金属传感器 PT100 模拟量输出；正温度系数 热敏电阻传感器， 测量范围：-200 C +850 C; 适用于狭小空间设备测温 和控制。 2 数字温度传感器 DS18B20 数字量输出；温度测量范 围：55C + 125C

7、;温 度分辨率可达 0.0625 C; 适合多点温度测量。 2 超声波 传感器 超声波探头（发收） TCT40-16T/R 中心频率：40.0 士 1.0KHz; 可用于距离、液位测量等 场合。 2 超声波探头（白发白收） TCT40-16 中心频率：40.0 士 1.0KHz; 收发使用一颗探头，汽车 倒车雷达使用较多。 2 测速传 感器 开关式霍尔传感器送磁 钢 A04E 工作电压宽泛：4.5-28V ; 脉冲输出； 适用于电机转速测量；每 个霍尔配 6支磁钢； 2 槽型光电开关送码盘 WTK-10 型传感器可与码盘匹配应 于车速测量；开关量输出； 5V工作电压； 2 高分辨度光电管送金属

8、 码盘 YM102D 信号输出：A B两路，TTL 电平； 分辨精度：0.01mm 测加率：100KHz 2 避障传 感器 红外避障传感器 E18-D80NK 感应距离：3-80cm; NPN 常开输出；带调制、解调， 不受可见光影响。 2 光电开关 D03NK NPNB开型光电传感器，检 测距离为 0-3厘米。 2 寻迹传 感器 黑白线检测传感器 TK-20 感应距离：0-5cm; NPN 常开输出；带调制、解调， 不受可见光影响。 2 色标检测传感器 E18-F10NK 感应距离：3-10cm; NPN 常开输出；带调制、解调， 不受可见光影响。 2 光电传 感器 光敏电阻 50K-100

9、K;根据光线的强 弱，阻值对应变化。 2 红外对管 IR204/PT202C 直径：3mm波长：940nm 工作电流：20mA 2 光敏三极管 可见光感应。 2 光敏二极管 红外光感应，不受可见光 影响。INFINEO谜产。 2 反射式光电管 PRP220 反射式光电传感器，不带 电路；白己加应用电路后 可用于机器人寻线、避障 等场合。日 ROH/司生产。 2 红外接收管 HS0038B 接收 38 kHz 的红外信号， 同时能对信号进行放大、 检波、整形，得到 TTL电 干的编 6马彳口 p。 2 金属传 感器 接近开关 I 直径:18MM 工作电压： 6-36V;感应距离：8mm 开关信号

10、输出，可应于小 车、机器人等探测金属； 2 接近开关 II 直径:12MM 工作电压： 6-36V;感应距离：4mm 开关信号输出，可应于小 2 车、机器人等探测金属； 热释电 传感器 热释电感应模组 PYRD5N-700 热释电红外传感器是种 能检测人或动物发射的红 外线而输出电信号的传感 器。感应距离大于 5米。 广泛应用在安防、白动冲 水等场合。 2 烟雾传 感器 烟雾传感器 可用于家庭和工厂的气体 泄漏检测，适宜于液化气、 丁烷、丙烷、甲烷、烟雾 等其他探测。 2 湿度传 感器 湿敏电阻 湿敏电阻器是一种对环境 温度敏感的元件，它的电 阻值能随着环境的相对温 度变化而变化；广泛应用 于

11、洗衣机、空调器、录像 机、微波炉等家用电器及 工业、农业等方面作湿度 检测、湿度控制用。 2 电容式湿度传感器 固态聚合物结构；高精度 2%极好的线性输出； 1-99%RH湿度量程；-40 2 到 100摄氏度的温度工作 范围；响应时间 5秒； 强电传 感器 霍尔电压传感器 SPT204是款毫安级精密 电压互感器，输入额定电 流为 2mA额定输出电流为 2mA 2 霍尔电流传感器 SCT211FK一款精密电流 互感器，输入额定电流为 5A,额定输出电流为 2.5mA。 2 其他传 感器或 模组 ADXL345E轴加速度模组 分辨率局（13位），测量范 围达士 16g。数字输出数 据为 16位二

12、进制补码格 式，可通过 SPI（3线或 4 线）或 I2C数字接口访问 1 N-GY26电子指南针模组 替代了原礼包中的： PNI11096 和 SEN-S65ft 感 器。直接做成了模组，232 通信，方便使用 1 配件 5*7cm万能板 为了方便传感器应用，这 里额外增加 20块单面 PCE 板。 3 2009 传感 数 器类 名称 简介 量 型 18B20数字温度传感器，由 数子信号输出 美国 DALLAS生产，可应于 2 DS18B20 各种狭小空间设备数字测温 温度 和控制领域 传感 热敏电阻 ECT-103 适用于-55 C 315 C,能检 2 控制 器 测出 10-6 C的温度

13、变化 相关 钳金属模拟信号输出 100欧姆阻值时，0摄氏度， 传感 PT100 测量范围为 2 器 -50 C 200 C 超声 超声波传感器 最大检测距离 3m ,可应于液 波传 TCT40-16F/S （收 / 位，物位检测 2 感器 发） 光电 光敏电阻 P1201-04 可见光控制电阻阻值 2 传感 反射式光电管 可应于小车、机器人等黑白线 2 器 RP220 寻迹 鼠标对管 可与码盘匹配作测速之用 2 红外对管（收/发） 2 红外蔽障传感器 输出开关信号，可用于小车、 机器人等避障电路 2 U型光电传感器 S49 U型传感器可与码盘匹配应 于车速测量 2 红外接收管 HS0038B3

14、V 可应于红外信号检测 2 金属 输出开关信号，可应于小车、 传感 接近开关 机器人等探测金属，感应距离 2 器 8mm 加速 度传 感器 MXD2020EL 三轴加速度感应，可应于小 车、机器人等的倾角控制 2 烟雾 传感 器 烟雾传感器 MQ-2 可用于检测 CO、CH4等可燃 性气体 2 湿度 湿度敏感兀器件，具有感湿范 传感 湿敏电阻 围宽、灵敏度周、湿滞涸差小、 2 器 响应速度快 历年设计清单 2001年全国大学生电子设计竞赛 一.基本仪器清单 20MH漕通示波器（双踪，夕卜触发输入，有 X轴输入）; 60MH放踪数字示波器; 1Hz200kHz 低频信号发生器； 磁感 应传 感器

15、 PNI SEN-S65 、PNI 11096 可用于指南针、磁性物体遥感 电流 TBC-XS5系列霍尔 电流传感器的初、次级之间是 强电 传感 电流传感器 绝缘的，可用于测量直流、交 相关 器 流和脉冲电流 传感 电压 TBV5/25A 系列霍 电压传感器的初、次级之间是 器 传感 尔电压传感器 绝缘的，可用于测量直流、交 器 40p 单排 流和脉冲电压 配件 针 10p 排线 2 2 2 20 20 普通函数信号发生器； 50MHz150MHZ频/调幅高频信号发生器； 低频毫伏表； 高频毫伏表； 普通频率计； 通用计数器（可选）； 失真度仪（可选）； 位数字万用表； 秒表； 单片机开发系统

16、及 EDAFF发系统。 二.主要元器件清单 单片机最小系统板（不含 A/D、D/A等芯片）； 可编程逻辑器件系统板（不含 A/D、D/A等芯片）; 手写输入板; 普通 A/D、D/A,采样速率大于 1MHz 的 8 位 A/D变换器； 运算放大器，电压比较器； 常用逻辑电路、可编程器件，常用阻、容元器件，电位器及晶体 管；反射式光电检测器； 电动玩具车（外形尺寸：长 35cm;宽 v 15cm）。 2003全国大学生电子设计竞赛 一、基本仪器清单 20MH漕通示波器（双通道，外触发输入，有 X轴输入，可选带 Z 轴输入） 60MH放通道数字示波器 低频信号发生器（1Hz200kHz） 信号发生

17、器（1kHz15MHz） 高频信号发生器（1MHz35MHz） 频率特性测量仪（可选） 数字相位计（可选） 低频毫伏表 高频毫伏表 普通频率计 3位半数字万用表 电感、电容测试仪（或 Q表） 秒表 单片机开发系统及 EDAFF发系统 二、主要元器件清单 单片机最小系统板（仅含单片机芯片、键盘与显示装置、存储器） 可编程逻辑器件下载板（仅含可编程芯片、下载电路、配置存储 A/D、D/A变换器 运算放大器、电压比较器 可编程逻辑器件 显示器件 电动玩具车（外形尺寸：长 35cm;宽 v 15cm） 小型电动机 开关二极管 高频变容二极管 小型继电器 模拟开关 高频磁芯 传感器（光电传感器、超声传感

18、器、金属探测传感器、红外传感 器等） 2005全国大学生电子设计竞赛 一、基本仪器清单 20MH漕通示波器（双通道，外触发输入，有 X轴输入，可选带 Z 轴输入） 60MHz通道数字示波器 低频信号发生器（1Hz1MHz） 高频信号发生器（1MHz40MHz） 具有调频调幅及外调制功能低频毫伏表高频毫伏表 普通频率计 失真度测试仪 直流稳压电源 秒表 10米卷尺 单片机开发系统及 EDAFF发系统 交流电压表和电流表（5A） 单相白耦调压器（500W） 位数字万用表 二、主要元器件清单 单片机最小系统板（仅含单片机芯片、键盘与显示装置、存储器、 A/D、D/A） A/D、D/A转换器运算放大器、 电压比较器可编程逻辑器件及其下载板话筒、 耳机 显示器件 小型电动机 小型继电器康铜、 锭铜电阻丝 光电传感器隔离变压器（250四 220V/60V） DDS#成芯片 2007年全国大学生电子设计竞赛 1、基本仪器清单 20MH漕通示波器（双通道，外触发输入，有 X轴输入，可选带 Z 轴输入） 60MHz通道数字示波器 低频信号发生器（1Hz1MHz） 高频信号发生器（1MHz40MHz） 函数发生器 低频毫伏表 高频毫伏表 普