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傳感器的主要特性
來源: | 作者:ridilong | 發布時間: 2017-04-15 | 285 次瀏覽 | 分享到:
傳感器的靜態特性是指對靜態的輸入信號,傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關系。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關,所以它們之間的關系...
  傳感器靜態

  傳感器的靜態特性是指對靜態的輸入信號,傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關系。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關,所以它們之間的關系,即傳感器的靜態特性可用一個不含時間變量的代數方程,或以輸入量作橫坐標,把與其對應的輸出量作縱坐標而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態特性的主要參數有:線性度、靈敏度、遲滯、重復性、漂移等。

  1.線性度:指傳感器輸出量與輸入量之間的實際關系曲線偏離擬合直線的程度。定義為在全量程范圍內實際特性曲線與擬合直線之間的最大偏差值與滿量程輸出值之比。
  2.靈敏度:靈敏度是傳感器靜態特性的一個重要指標。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應輸入量增量之比。用S表示靈敏度。
  3.遲滯:傳感器在輸入量由小到大(正行程)及輸入量由大到小(反行程)變化期間其輸入輸出特性曲線不重合的現象成為遲滯。對于同一大小的輸入信號,傳感器的正反行程輸出信號大小不相等,這個差值稱為遲滯差值。
  4.重復性:重復性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續多次變化時,所得特性曲線不一致的程度。
  5.漂移:傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下,傳感器輸出量隨著時間變化,此現象稱為漂移。產生漂移的原因有兩個方面:一是傳感器自身結構參數;二是周圍環境(如溫度、濕度等)。
  6.分辨力:當傳感器的輸入從非零值緩慢增加時,在超過某一增量后輸出發生可觀測的變化,這個輸入增量稱傳感器的分辨力,即最小輸入增量。
  7.閾值:當傳感器的輸入從零值開始緩慢增加時,在達到某一值后輸出發生可觀測的變化,這個輸入值稱傳感器的閾值電壓。

  傳感器動態

  所謂動態特性,是指傳感器在輸入變化時,它的輸出的特性。在實際工作中,傳感器的動態特性常用它對某些標準輸入信號的響應來表示。這是因為傳感器對標準輸入信號的響應容易用實驗方法求得,并且它對標準輸入信號的響應與它對任意輸入信號的響應之間存在一定的關系,往往知道了前者就能推定后者。最常用的標準輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種,所以傳感器的動態特性也常用階躍響應和頻率響應來表示。

  線性度

  通常情況下,傳感器的實際靜態特性輸出是條曲線而非直線。在實際工作中,為使儀表具有均勻刻度的讀數,常用一條擬合直線近似地代表實際的特性曲線、線性度(非線性誤差)就是這個近似程度的一個性能指標。

  擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點相連的理論直線作為擬合直線;或將與特性曲線上各點偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線,此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。

  靈敏度

  靈敏度是指傳感器在穩態工作情況

  它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關系,則靈敏度S是一個常數。否則,它將隨輸入量的變化而變化。

  靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如,某位移傳感器,在位移變化1mm時,輸出電壓變化為200mV,則其靈敏度應表示為200mV/mm。

  當傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時,靈敏度可理解為放大倍數。提高靈敏度,可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高,測量范圍愈窄,穩定性也往往愈差。

  分辨率

  分辨率是指傳感器可感受到的被測量的最小變化的能力。也就是說,如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當輸入變化值未超過某一數值時,傳感器的輸出不會發生變化,即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當輸入量的變化超過分辨率時,其輸出才會發生變化。

  通常傳感器在滿量程范圍內各點的分辨率并不相同,因此常用滿量程中能使輸出量產生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨率的指標。上述指標若用滿量程的百分比表示,則稱為分辨率。分辨率與傳感器的穩定性有負相相關性。

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