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不同种类传感器所拥有的共同特性

时间:2021-02-20 点击次数:

传感器的主要特征:


传感器特征

传感器静态。

传感器的静态特性是指对于静态输入信号,传感器的输出和输入之间的关系。此时,输入和输出都与时间无关,所以它们之间的关系,即传感器的静态特性可以用一个没有时间变量的代数方程来描述,也可以用以输入为横坐标,对应的输出为纵坐标画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数是线性、灵敏度、滞后、重复性、漂移等。

线性度:指传感器输出与输入的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。定义为实际特性曲线与拟合直线的较大偏差与满量程范围内满量程输出值的比值。

灵敏度:灵敏度是传感器静态特性的重要指标。定义为产出量增量与引起增量的相应投入量增量之比。灵敏度用S表示..

迟滞:当输入量由小变大(正行程)、由大变小(反行程)成为迟滞时,传感器的输入输出特性曲线不重合的现象。对于同样大小的输入信号,传感器前后行程的输出信号大小不相等,这种差异称为迟滞差。

重复性:重复性是指当输入量在同一方向连续多次变化时,传感器获得的特征曲线的不一致性程度。

漂移:传感器的漂移是指在输入不变的情况下,传感器的输出随时间变化。这种现象叫漂移。漂移的原因有两个:一是传感器本身的结构参数;二、周围环境(如温度、湿度等。).

分辨率:当传感器的输入从非零值缓慢增加时,输出在超过一定增量后发生显著变化。这个输入增量称为传感器的分辨率,即较小的输入增量。

阈值(Threshold):当传感器的输入从零值缓慢增加时,输出达到一定值后发生显著变化,这个输入值称为传感器的阈值电压。

传感器动态。

动态特性是指当传感器的输入发生变化时,传感器输出的特性。在实践中,传感器的动态特性通常由它对一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很容易用实验方法得到,而且它对标准输入信号的响应和它对任何输入信号的响应之间有一定的关系,后者往往可以通过知道前者来估计。常用的标准输入信号是阶跃信号和正弦信号,因此传感器的动态特性往往用阶跃响应和频率响应来表示。

线性。

通常传感器的实际静态特性输出是曲线而不是直线。在实际工作中,为了使仪器具有均匀的刻度读数,往往用拟合直线来逼近实际的特性曲线,线性度(非线性误差)就是这种近似程度的一个性能指标。

选择拟合线的方法有很多。例如,将连接零输入和满量程输出点的理论直线作为拟合直线;或者把与特征曲线上各点的平方和偏差较小的理论直线作为拟合直线,用最小二乘法称为拟合直线。

敏感。

灵敏度是指传感器在稳态运行时输出变化△y与输入变化△x的比值。

它是输出-输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间存在线性关系,则灵敏度s为常数。否则会随着投入量的变化而变化。

敏感性的维度是产出和投入的维度比。例如,当位移传感器的位移变化1毫米,输出电压变化到200毫伏时,其灵敏度应表示为200毫伏/毫米。

当传感器的输出和输入尺寸相同时,灵敏度可以理解为放大倍数。

通过提高灵敏度,可以获得更高的测量精度。但灵敏度越高,测量范围越窄,稳定性越差。

分辨率。

分辨率是指传感器感知测量值微小变化的能力。即如果输入量从某个非零值慢慢变化。当输入变化值不超过一定值时,传感器的输出不会发生变化,即传感器无法分辨输入量的变化。只有当输入量的变化超过分辨率时,其输出才会发生变化。

一般传感器的满量程范围内各点的分辨率是不一样的,所以在满量程范围内可以使输出逐步变化的输入量的较大变化值往往作为衡量分辨率的指标。如果上述指标以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呈负相关。

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