בחירת חיישנים, עקרונות בסיסיים וקריטריונים לבחירה
כל החיישנים מסווגים לפי הפרמטר הנמדד. הם יכולים גם להיות מסווגים כפאסיביים או אקטיביים. בחיישנים פסיביים, ההספק הנדרש להשגת פלט מסופק על ידי התופעה הפיזית הנמדדת (למשל טמפרטורה) עצמה, בעוד שחיישנים אקטיביים דורשים ספק כוח חיצוני.
בנוסף, חיישנים מסווגים כאנלוגיים או דיגיטליים בהתאם לסוג אות המוצא. חיישנים אנלוגיים מפיקים אותות מתמשכים שהם פרופורציונליים לפרמטר שזוהה ובדרך כלל דורשים המרה אנלוגית לדיגיטלית לפני ההזנה לבקר הדיגיטלי.
חיישנים דיגיטליים, לעומת זאת, מייצרים יציאות דיגיטליות שניתן לחבר ישירות לבקר הדיגיטלי. לעתים קרובות יציאות דיגיטליות מיוצרות על ידי הוספת ממיר A/D למודול החיישן.
אם יש צורך בחיישנים רבים, חסכוני יותר לבחור בחיישנים אנלוגיים פשוטים ולחבר אותם לבקר דיגיטלי המצויד בממיר A/D רב ערוצי.
בדרך כלל, אות הפלט מהחיישן דורש עיבוד לאחר (טרנספורמציה) לפני שניתן להזין את האות לבקר. את אות המוצא של החיישן ניתן לבטל, להגביר, לסנן ולבודד כך שניתן לקבל את האות על ידי ממיר אנלוגי-דיגיטלי רגיל של הבקר (ראה- אותות אנלוגיים מאוחדים במערכות אוטומציה). כל האלקטרוניקה משולבת במיקרו-מעגל אחד וניתנת לחיבור ישירות לבקרים.
יצרן החיישנים מספק בדרך כלל עקומות כיול. אם החיישנים יציבים, אין צורך לכייל אותם מחדש. עם זאת, החיישן חייב להיות מכויל מחדש לאחר שילובו עם מערכת הבקרה. זה בעצם דורש הגדרת קלט ידוע לחיישן ורישום הפלט שלו כדי לקבוע את קנה המידה הנכון.
אם החיישן משמש למדידת אות כניסה משתנה בזמן, נדרש כיול דינמי. שימוש בכניסות סינוסואידיות היא השיטה הפשוטה והאמינה ביותר לכיול דינמי.
יש לקחת בחשבון מספר גורמים סטטיים ודינמיים בעת בחירת חיישן מתאים לקביעת הפרמטר הפיזי הנדרש. להלן רשימה של גורמים טיפוסיים:
1. טווח - ההפרש בין הערך המקסימלי והמינימלי של סף מדידת הפרמטרים.
2. רזולוציה היא השינוי הקטן ביותר שהחיישן יכול לזהות.
3. דיוק הוא ההבדל בין הערך הנמדד לערך האמיתי.
4. דיוק - יכולת לחזור על מדידות עם דיוק מוגדר.
5. רגישות - היחס בין השינוי באות הפלט לשינוי בקלט.
6.היסט אפס - ערך פלט שאינו אפס עבור אות כניסה אפס.
7. לינאריות - אחוז החריגה מעקומת הכיול הליניארית בהתאמה הטובה ביותר.
8. סחיפה אפס - השינוי של אות המוצא מערך האפס למשך פרק זמן מסוים בהעדר שינוי באות הכניסה.
9. זמן תגובה - מרווח זמן בין אותות קלט ויציאה.
10. רוחב פס - התדירות שבה הפלט יורד ב-3 dB.
11. תהודה היא התדר שבו מתרחש שיא הפלט.
12. טמפרטורת הפעלה - טווח הטמפרטורה שבו יש להשתמש בחיישן.
13. אזור מת - טווח ערכי המדידה שהחיישן אינו יכול למדוד.
14. יחס אות לרעש - היחס בין אמפליטודות האות לרעש המוצא.
בחירת חיישן העונה על כל הדרישות לעיל קשה לפי המפרט הנדרש. לדוגמה, בחירה בחיישן מיקום עם דיוק מיקרומטר בטווח של מטר אחד או מספר מטרים לא כוללת את רוב החיישנים. במקרים רבים, היעדר החיישן הדרוש מצריך בנייה מחדש מלאה של המערכת.
ברגע שהגורמים הפונקציונליים לעיל מתקיימים, נוצרת רשימה של חיישנים. הבחירה הסופית של חיישנים תהיה תלויה בגודל, מיזוג האות, אמינות, תחזוקה ועלות.