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传感器的主要特性

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才发现我一直是局外人,可是我是他的女朋友啊。

传感器静态

传感器(图4)

传感器的静态特性是指对静态的输入信号传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系因为这时输入量和输出量都和时间无关所以它们之间的关系即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程或以输入量作横坐标把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述表征传感器静态特性的主要参数有线性度灵敏度迟滞重复性漂移等

  1. 线性度指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度定义为在全量程范围内实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差值与满量程输出值之比

  2. 灵敏度灵敏度是传感器静态特性的一个重要指标其定义为输出量的增量与引起该增量的相应输入量增量之比用S表示灵敏度

  3. 迟滞传感器在输入量由小到大(正行程)及输入量由大到小(反行程)变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象成为迟滞对于同一大小的输入信号传感器的正反行程输出信号大小不相等这个差值称为迟滞差值

  4. 重复性重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时所得特性曲线不一致的程度

  5. 漂移传感器的漂移是指在输入量不变的情况下传感器输出量随着时间变化此现象称为漂移产生漂移的原因有两个方面一是传感器自身结构参数二是周围环境(如温度湿度等)

  6. 分辨力当传感器的输入从非零值缓慢增加时在超过某一增量后输出发生可观测的变化这个输入增量称传感器的分辨力即最小输入增量

  7. 阈值当传感器的输入从零值开始缓慢增加时在达到某一值后输出发生可观测的变化这个输入值称传感器的阈值电压

传感器动态

所谓动态特性是指传感器在输入变化时它的输出的特性在实际工作中传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系往往知道了前者就能推定后者最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示

线性度

通常情况下传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线在实际工作中为使仪表具有均匀刻度的读数常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线线性度(非线性误差)就是这个近似程度的一个性能指标

拟合直线的选取有多种方法如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线此拟合直线称为最小二乘法拟合直线

灵敏度

灵敏度是指传感器在稳态工作情况

传感器(图5)

下输出量变化△y对输入量变化△x的比值

它是输出一输入特性曲线的斜率如果传感器的输出和输入之间显线性关系则灵敏度S是一个常数否则它将随输入量的变化而变化

灵敏度的量纲是输出输入量的量纲之比例如某位移传感器在位移变化1mm时输出电压变化为200mV则其灵敏度应表示为200mV/mm

当传感器的输出输入量的量纲相同时灵敏度可理解为放大倍数

提高灵敏度可得到较高的测量精度但灵敏度愈高测量范围愈窄稳定性也往往愈差

分辨率

分辨率是指传感器可感受到的被测量的最小变化的能力也就是说如果输入量从某一非零值缓慢地变化当输入变化值未超过某一数值时传感器的输出不会发生变化即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的只有当输入量的变化超过分辨率时其输出才会发生变化

通常传感器在满量程范围内各点的分辨率并不相同因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的最大变化值作为衡量分辨率的指标上述指标若用满量程的百分比表示则称为分辨率分辨率与传感器的稳定性有负相相关性


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2020-01-11
传感器
传感器
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