發布日期：2022-10-07 點擊率：43
選擇一款設備來測試物理屬性，如溫度，會是一個混亂的過程。但是一些捷徑和對細節的忽略可以使你獲得真正的上等貨。這里，按照時間次序記錄的步驟，是我多數時候嘗試利用的方法，尤其是在測量真的很重要的時候。其潛在觀點和木匠的信條相似：兩次測量，一次切割。
第1步，建立測量跨度或范圍要求
找出你的測量范圍以及任何容許的變化。許多廠商指定精確性或者不確定度作為測量范圍的百分比。確定你理解這些規格的意義。許多供應商制作說明很快，并且在他們的文獻中放寬了對一些術語的定義。一些供應商做得更好，然而仍有一些廠商忽略了某些對你的應用至關重要的細節：周圍溫度的影響，尤其是剩余溫度系數；響應時間常數；或者是振動、無線電頻率干擾或磁場的影響。
第2步，在精確性和不確定性需求方面達成一致意見
精度和分辨率發揮什么樣的作用呢？你是否需要溫度保持在±0.1℃，或者±1℃，或者±10℃ (或°F)？你或許需要查看各個傳感器的可選項，并對每種候選類型做出誤差分析。你或許需要做一些額外的調查工作來獲得現實中可接受的公差。了解你所需要的精確性和精度將會使你有額外的收獲，并使你能夠檢驗并證實其他人告訴你的內容。
在選擇過程中涉及的每一個人，包括你的上級和操作人員，需要和你的需求意見保持一致。例如，一個熱電偶恰好適合10°F精度的情況，但肯定不會在0.1°F的精度下使用它。另一方面，如果環境或者測試條件允許，一個電阻溫度探測器(RTD)將處理0.1°F的精度。
例如，如果你需要在RTD上利用連接線，你需要確定連接線的電阻不會對探測器加上導線的總體待測電阻產生重要的影響。如果很可能會有較大影響的話，你可能需要一個3或4線的結構。相反，這一點將影響你對讀出器、發射器和/或數據記錄單元的選擇。哪一種將用于處理你的三線或四線RTD連接？
第3步，確認測量條件的影響
了解你所有的測量條件以及它們會對你的傳感器可能造成的影響。這可以成就或毀掉一個測量，在工業或公共事業生產應用中尤其顯著。特別是熱電偶，如果被連接到補償電纜上，而這些電纜要穿過很大的溫度梯度范圍，就能夠產生各種可變偏壓，或者是能夠沿著加熱的長度方向經受很高的溫度，如在金屬鎧裝、礦石絕緣器件等情況下。
如果你不能使用接觸設備，可以考慮一下非接觸選擇。同樣，如果環境條件對于你欣賞的傳感器來說太過嚴酷，要確保利用廠商提供的附件處理這些難題。在工業應用中，熱、冷、粉塵含量以及振動是主要的負面影響因素，但是濕氣、雨、雨夾雪以及雪在某些時候會使情況變得更糟糕。
牢記利用接觸和非接觸傳感器測量任何表面溫度都是一個艱難的工作，存在很多潛在的誤差源。實現很好的熱敏接點有時比較困難，但是未能達到熱敏接點會增加由于熱電偶和RTD速度降低而導致的測量誤差。但是，IR溫度計能夠忠實地跟隨表面溫度的變化，假設它們的響應時間常數足夠小，在一些應用需求中，它們比接觸式傳感器更為優越。它們主要的局限（理論上）并不是時間響應，而是更恰當地應付表面發射系數和反射率，尤其是當被測溫度和環境溫度相似時。
第4步，制作候選名單
制作一個備選設備和系統類型的短名單。盡管只有一個會是你真正想要的，但是會有幾種設備可以完成工作。包括所有那些看起來可接受的。
但是現在，你需要認識到你的傳感器實際上是一個多面系統的一部分。如果它將和一個控制系統連接，要保證和相關負責人檢查后者，保證它們擁有一個通路節點來傳送信號。無論何種硬件包含其中，任何系統的關鍵部分都是負責維護設備的人或部門，甚至是在你已經轉移到下一個項目或工作后。他們或許需要在手頭上擁有替換或備用的零件，例如在冷卻線路中的空氣或水過濾器。由于經常在連續運行的生產線上發生問題，他們或許還會建議使用一個冗余的傳感器增加可靠性，防止發生災難性故障。在24/7加工線上，你或許還需要警報器為設備提供服務性支持，除非已經有一個系統能提供這類的提示。你的支持團隊也會希望間斷性的對最初的校準確認提出建議，推薦信號源或者附加設備，并且/或者訓練他們執行這一工作。
第5步，回顧誤差分析和折衷
回顧，而且如果需要的話，對傳感器進行誤差分析，以確認你的候選傳感器是否滿足整體的測量和品質要求。這會產生一個循環，你需要回到步驟1和2并放寬或縮緊你的要求。有時候你需要面臨折衷，例如更小的測量范圍以獲取更好的精確度，或者放寬精確性規定來補償元器件的靈敏度及傳感器自身周圍的環境溫度所帶來的意料中的影響。你或許需要一個能夠加熱或制冷的定制外殼來應對極端環境。
第6步，敲定測量規范
確定讓所有測量條件滿足周圍環境條件的要求。包括任何專用設備以及同外部的監視器、計算機及數據記錄設備或控制系統相連的通信鏈接。如果有成本節約和維護或培訓支持的要求，確定它們是最初報價的一部分。這就是精打細算所帶來的利益：一份徹底詳細的說明就是你接受或拒絕一套設備或系統的證明。最后，不要忘記堅持可追蹤的校準證明。這或許是你能夠有保證的將一份測量結果追溯到被認可的參考信息的唯一途徑。
第7步，征求出價
通過對來自兩家或四家合格供應商對報價的詳細說明獲得報價單。為了獲取資格，供應商會滿足你公司的采購部門制定的要求。至少，賣方必須是生意穩定，具有合理的專門技術，并得到幾家參考用戶的認同。它們必須建立測量質量評估程序。
第8步，同時選擇設備和廠商
回顧每個備選器件，同時提供的說明書來判定它們是否都符合條件，并仔細檢查投標人沒有著重指出的任何例外情況，這是很好的習慣做法。有時候，你做出的選擇能使賣方再次審查他們的報價，并詳細指出出現例外的原因。這使得直接見面變得很必要，這在你的職權范圍內。在做出最終決定前，你還可以拜訪賣方中的關鍵人士來衡量其經驗及其對生產實踐和產品的關注情況。
第9步，檢查
在交付貨款時檢查你的傳感器。它們是否滿足廠家允諾的規格？你或許需要一些專門的工具或者模擬設備來模仿工藝參數和測量條件。
第10步，安裝
這經常是測量工作最簡單的一部分，但是有時會比設備自身的成本更高。在一條生產線中，布線成本可能會令人難以置信的高。無線過程發射器曾經在一些領域以及大型加工工廠中提供了很大的幫助，例如化學和石油管線，他們通常接入到工廠范圍的網絡系統中。
第11步，委托
關于委托沒有太多可寫的，但是它十分關鍵。許多現代設備擁有多路輸出，既有數字的也有模擬的。你需要確定安裝配線被正確完成。這意味著驗證測試和信號輸入來測試與外部設備的鏈接。安放、保護和任何設置（如響應次數、發射率或者發射率比值），以及其他設備細節都安裝合適了嗎？安裝圖正確嗎？設備安裝記錄保證了維護人員的利益嗎？他們需要核實適當的設置，以便在維修后的設備運行過程中進行檢查。你是否和你的員工就維修和校準檢查時間表及程序達成一致意見？你是否已經確認：一旦發生故障，就有馬上解除問題的人？
第12步，在線校驗
查證可以很簡單也可以很復雜，就如利用IR溫度計，因為只有很少的查證選擇。概要：你需要另一種獨立的方法，利用這種方法來比較新的傳感器的測量結果。有時你需要做的就是在加工或產品被測量過程中收集包含物理和化學變化的測量信息。不過不要被那些利用不確定度低的參考測量方法所愚弄。
最終思考
如果有人已經完成了你想要做的工作，并且你所需要的全部就是一個替換傳感器，這很有利。如果你正在開始一項嶄新的試驗，將是另外一種情形。或者你的前輩做的不如你所期望的那樣徹底，但你現在有機會將不完善的安裝轉化成更正確和可靠的方法。我希望這篇文章提出的方法被證明是有幫助的。
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