位置传感器入门指南
5. 常见易犯错误
以下是工程师们在位置传感器选型上最常见的易犯错误：
不计传感器出现故障的成本
所有的工程师都想选择一个低成本的解决方案。这与简单地选择最低成本的传感器是不一样的。一般来说，传感器在现场出现故障的成本将更麻烦，比传感器本身的成本要高很多倍。换句话说，选择一个不会在现场失效的传感器通常是最好、最全面的成本解决方案。此外，再考虑一下失效的本质，一个出现故障而停止工作的传感器通常不是一个最严重的问题，最高的成本，如果一个传感器出现故障，但是它还输出一个看起来可靠但错误的信号，这个问题更加严重，成本更高。因此，从成本和安全性方面考虑，一个错误的传感器输出信号的后果，可能比出现故障后停止工作并发出错误告警的传感器要高的多。
不理解重复精度、分辨率和准确度之间的区别
回顾第3节，确定您理解这些基础知识。您应该能避免分辨率和准确度混淆的错误（通常在位置传感器行业中宣传）。因为一个光电编码器能产生每转一百万个脉冲（cpr），并不意味着它能准确度能到百万分之一转，准确度远远低于这个分辨率。相反，重复精度常常是许多工程应用的关键要求，并不需要指定高准确度（也以为着高成本）的传感器。
传感器类型和工作环境不匹配
人类已经发明了利用大多数基本物理现象的方法，采用光、磁、电容、电阻和电磁感应技术来测量位置。每种技术都有自己的长处和弱点。一般来说，不要选择传感器用于以下工作环境中：
- 电阻型（电位计）、光电或电容式传感器，用于肮脏或潮湿环境。室外设备的冷凝水和表面冰是导致传感器失效的常见原因。
- 光电、磁或电容式传感器，用于极高的温度环境（大多数工作温度不超过125°C）。
- 磁传感器，用于需要高测量性能的场合，除非采取措施消除外界磁场影响，并实现传感器的精密机械安装。
- 电位计，用于存在苛刻、长时间振动的场合，因为滑动电触头受到长时间振动后引起微动，微动引起电触头的磨损和失效。
推断测量，而不是直接测量
一个好的位置传感器设计准则是-测量你感兴趣的物体的位置，换句话说，就是直接测量它的位置。不要试图通过测量另一个部件的位置来推断或计算这个部件的位置。例如，不要试图用驱动电机的位置来推断齿轮传动链末端的位置，因为在传动链中存在背隙、间隙、零件之间的变化、机械故障、不同的热膨胀/收缩系数等等，这将不可避免地降低测量的性能和可靠性。
忘记电缆和连接器
电缆和连接器是传感器故障的一个主要原因。确保在任何结构设计中都考虑到它们，特别是确保当应用场合存在运动、冲击和振动时电缆上应力的消除。
不阅读传感器数据表中的附属细则
位置传感器行业是一个具有竞争力的行业。不幸的是，这导致一些制造商在规格性能数据方面过于商业化。通常他们会侥幸过关，因为业界也知道很多工程师不会读这样的论文。其结果是，公布的传感器性能数据，比如达到每转10000脉冲的分辨率，但是并没有提到准确度指标。另一个例子，传感器的分辨率高得惊人，但重复精度却很低，换句话说，也就是虽然传感器输出的分辨率很高，但是输出含有太多的噪声。
一个诀窍就是不要被一个数据表的头行数字误导—仔细阅读附属细则。
6. 如何确定位置传感器
在为项目选择位置传感器时，第一步，也是最重要的一步是，完全弄清楚什么才是需要的，特别是传感器分辨率、重复精度和线性度。过多地指定这些特性会导致不必要的开销。诀窍在于找到一个以最小总成本为目的的传感器—记住在分析中要考虑对现场出现故障的允许程度。
您可以使用以下检查列表来确保您已经考虑了规格数据中的所有重要内容。将此信息提供给一个位置传感器供应商，并提供一个有体积尺寸要求的机械图纸，这将为您的讨论提供一个坚实的基础。
- 几何形式 – 例如，直线型，旋转型，曲线型，2D，3D
- 外形尺寸– 机械固定点，电缆布置，外形尺寸
- 测量类型– 增量式，绝对式
- 测量全行程– 例如360°，或600mm
- 分辨率 – 必须测量的最小变化，比如0.1°，或0.2mm
- 重复精度 – 即回到相同的点时测量的稳定性，例如，重复精度=+/-0.025mm
- 线性度 – 与完全准确的读数之间的最大允许偏差。您可能需要仔细考虑这个问题，因为我们经
常发现，对于许多应用来说，最重要的是重复精度。 - 工作和储存温度范围– 最典型的，-40~+85°C
- 电源 – 例如，5V，12V或24V
- 电信号输出– 例如串行数据，A/B脉冲，0-10V，4-20mA
- 其它特殊要求 – 比如，“我们想要尽可能低消耗”，或者“传感器工作在硫酸液中”，或者
“我们正使用一个电容传感器，存在可靠性问题”。