完整版传感器选用原则.docx
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完整版传感器选用原则
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。
以理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。
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，则需自行设计制造传感器。
自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：
－55℃～＋315℃；10K，5%精度
2
两线式铂金属传感器
PT100
模拟量输出；正温度系数热敏电阻传感器，
测量范围：
-200℃～+850℃；
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：
－55℃～＋125℃；温度分辨率可达0.0625℃；
适合多点温度测量。
2
超声波传感器
超声波探头（一发一收）
TCT40-16T/R
中心频率：
40.0±1.0KHz；
可用于距离、液位测量等场合。
2
超声波探头（自发自收）
TCT40-16
中心频率：
40.0±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码盘
YM102D
信号输出：
A、B两路，TTL电平；
分辨精度：
0.01mm
测量频率：
100KHz
2
避障传感器
红外避障传感器
E18-D80NK
感应距离：
3-80cm；NPN型常开输出；带调制、解调，不受可见光影响。
2
光电开关
D03NK
NPN常开型光电传感器，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型常开输出；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型常开输出；带调制、解调，不受可见光影响。
2
光电传感器
光敏电阻
50K-100K；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。
INFINEON生产。
2
反射式光电管PRP220
反射式光电传感器，不带电路；自己加应用电路后可用于机器人寻线、避障等场合。
日ROHM公司生产。
2
红外接收管
HS0038B
接收38kHz的红外信号,同时能对信号进行放大、检波、整形，得到TTL电平的编码信号。
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，可应于小车、机器人等探测金属；
2
热释电传感器
热释电感应模组
PYRD5N-700
热释电红外传感器是一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、自动冲水等场合。
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到100摄氏度的温度工作范围；响应时间5秒；
2
强电传感器
霍尔电压传感器
SPT204是一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是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
ADXL345三轴加速度模组
分辨率高（13位），测量范围达±16g。
数字输出数据为16位二进制补码格式，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-S65传感器。
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PCB板。
2009
种类
传感器类型
名称
简介
数量
控制相关传感器
温度传感器
数字信号输出DS18B20
18B20数字温度传感器，由美国DALLAS生产，可应于各种狭小空间设备数字测温和控制领域
2
热敏电阻ECT-103
适用于-55℃～315℃，能检测出10-6℃的温度变化
2
铂金属模拟信号输出PT100
100欧姆阻值时，0摄氏度，测量范围为
-50℃～200℃
2
超声波传感器
超声波传感器TCT40-16F/S（收/发）
最大检测距离3m，可应于液位，物位检测
2
光电传感器
光敏电阻P1201-04
可见光控制电阻阻值
2
反射式光电管RP220
可应于小车、机器人等黑白线寻迹
2
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HS0038B3V
可应于红外信号检测
2
金属传感器
接近开关
输出开关信号，可应于小车、机器人等探测金属,感应距离8mm
2
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
湿度传感器
湿敏电阻
湿度敏感元器件，具有感湿范围宽、灵敏度高、湿滞洄差小、响应速度快
2
磁感应传感器
PNISEN-S65、PNI11096
可用于指南针、磁性物体遥感
2
强电相关传感器
电流传感器
TBC-XS5系列霍尔电流传感器
电流传感器的初、次级之间是绝缘的，可用于测量直流、交流和脉冲电流
2
电压传感器
TBV5/25A系列霍尔电压传感器
电压传感器的初、次级之间是绝缘的，可用于测量直流、交流和脉冲电压
2
配件
40p单排针
20
10p排线
20
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
20MHz普通示波器（双踪，外触发输入，有X轴输入）;
60MHz双踪数字示波器;
1Hz~200kHz低频信号发生器;
普通函数信号发生器;
50MHz~150MHz调频/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;
单片机开发系统及EDA开发系统。
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≤15cm）。
2003全国大学生电子设计竞赛
一、基本仪器清单
20MHz普通示波器（双通道，外触发输入，有X轴输入，可选带Z轴输入）
60MHz双通道数字示波器
低频信号发生器（1Hz~200kHz）
信号发生器（1kHz~15MHz）
高频信号发生器（1MHz~35MHz）
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EDA开发系统
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、配置存储器）
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≤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
20MHz普通示波器（双通道，外触发输入，有X轴输入，可选带Z轴输入）
60MHz双通道数字示波器
低频信号发生器（1Hz~1MHz）
高频信号发生器（1MHz~40MHz）
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EDA开发系统
交流电压表和电流表（5A）
单相自耦调压器（>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、
锰铜电阻丝
光电传感器隔离变压器（>250W，220V/60V）
DDS集成芯片
2007年全国大学生电子设计竞赛
1、基本仪器清单
20MHz普通示波器（双通道，外触发输入，有X轴输入，可选带Z轴输入）
60MHz双通道数字示波器
低频信号发生器（1Hz~1MHz）
高频信号发生器（1MHz~40MHz）
函数发生器
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
2米卷尺
游标高度尺
单片机开发系统及EDA开发系统
单相自耦调压器（>200W）
五位半数字万用表（电压表）
四位半数字万用表
2、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
1MHz采样频率的8位A/D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
显示器件
小型电动车（最大尺寸300mm×200mm，高度不限）
小型继电器
康铜、锰铜电阻丝
漆包线（直径不大于1mm）
光电传感器
角度传感器
隔离变压器（>150W，220V/18V）
DDS集成芯片
升级会员 