12. Jak si senzor vybrat
Většina chyb ve výběru senzoru vzniká tím, že se začne od katalogu místo od zadání. Pořadí, které funguje:
- Jaký rozsah opravdu potřebuju? Ne „co kdyby" — skutečný. Zbytečně velký rozsah zahodí rozlišení tam, kde se měří.
- Jaké rozlišení a jakou přesnost? A jsou to dvě různá čísla. Často stačí špatná přesnost a dobré rozlišení (regulace na konstantní hodnotu), nebo naopak.
- Jak rychle? Určuje filtr, vzorkování i to, jestli se dá převzorkovávat.
- V jakém prostředí? Teplota, vlhkost, olej, vibrace, rušení. Tohle vyřadí víc kandidátů než všechno ostatní dohromady.
- Kolik smí stát — a to včetně elektroniky kolem, kalibrace a montáže. Levný termočlánek s obvodem pro studený konec vyjde dráž než integrované čidlo za dvacetkrát vyšší cenu samotného kusu.
Přesnost vs rozlišení, jedním příkladem. Termostat, který drží
teplotu na 60 °C, potřebuje rozlišení 0,1 °C, aby neškubal — ale přesnost mu stačí
±2 °C, protože si uživatel stejně nastaví, co mu vyhovuje. Naopak měřidlo pro kalibraci potřebuje
přesnost a rozlišení mu může být jedno. Tyhle dvě úlohy vedou na úplně jiné senzory.
Sčítání chyb: co se sčítá a co ne
Systematické chyby (offset, chyba zesílení, nelinearita) se sčítají přímo. Náhodné (šum, rozlišení, opakovatelnost) se sčítají kvadraticky:
ecelk = Σesys + √( Σenáh² )sečíst všechno lineárně je zbytečně pesimistické
Dvě obvyklé chyby v rozpočtu chyb. Sečíst všechno lineárně je
zbytečně pesimistické — vyjde chyba, kterou nikdy neuvidíš, a koupíš dražší senzor, než potřebuješ.
Sečíst všechno kvadraticky je naopak nebezpečné: systematické chyby se nevykrátí, ty tam prostě
jsou. Tenhle nástroj to počítá odděleně a ukáže obě části.
Tři věci, které se v katalogu nepíšou
- Doba ustálení po zapnutí. Spousta čidel má prvních pár minut jiný offset, než pak.
- Dlouhodobý drift. Údaj „±0,1 °C" bývá platný pro rok; po pěti letech je to jinak.
- Jak se to montuje. Teplotní čidlo, které se nedotýká toho, co má měřit, měří vzduch kolem. Tenzometr nalepený nakřivo měří jinou složku deformace. U většiny senzorů je montáž větší zdroj chyby než samotná součástka.