傳感器特性分析

傳感器動(dòng)態(tài)特性

　 　傳感器特性包含哪些內容：所謂動(dòng)態(tài)特性，是指傳感器在輸入變化時(shí)，它的輸出的特性。在實(shí)際工作中，傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用它對某些標準輸入信號的響應來(lái)表示。這是因為傳感器對標準 輸入信號的響應容易用實(shí)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(guān)系，往往知道了前者就能推定后者。zui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(dòng)態(tài)特性也常用階躍響應和頻率響應來(lái)表示。

靜態(tài)特性

　 　傳感器特性包含哪些內容：傳感器的靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。因為這時(shí)輸入量和輸出量都和時(shí)間無(wú)關(guān)，所以它們之間的關(guān)系，即傳感 器的靜態(tài)特性可用一個(gè)不含時(shí)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(huà)出的特性曲線(xiàn)來(lái)描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數 有：線(xiàn)性度、靈敏度、遲滯、重復性、漂移等。（1）線(xiàn)性度：指傳感器輸出量與輸入量之間的實(shí)際關(guān)系曲線(xiàn)偏離擬合直線(xiàn)的程度。定義為在全量程范圍內實(shí)際特性 曲線(xiàn)與擬合直線(xiàn)之間的zui大偏差值與滿(mǎn)量程輸出值之比。（2）靈敏度：靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的一個(gè)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?。ǚ葱谐蹋┳兓陂g其輸入輸出特性曲線(xiàn)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(gè)差值稱(chēng)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(shí)，所得特性曲線(xiàn)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(zhù)時(shí)間變化，此現象稱(chēng)為漂移。產(chǎn)生漂移的原 因有兩個(gè)方面：一是傳感器自身結構參數；二是周?chē)h(huán)境（如溫度、濕度等）。

傳感器的線(xiàn)性度

　　通常情況下，傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是條曲線(xiàn)而非直線(xiàn)。在實(shí)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(xiàn)近似地代表實(shí)際的特性曲 線(xiàn)、線(xiàn)性度（非線(xiàn)性誤差）就是這個(gè)近似程度的一個(gè)性能指標。擬合直線(xiàn)的選取有多種方法。如將零輸入和滿(mǎn)量程輸出點(diǎn)相連的理論直線(xiàn)作為擬合直線(xiàn)；或將與特性 曲線(xiàn)上各點(diǎn)偏差的平方和為zui小的理論直線(xiàn)作為擬合直線(xiàn)，此擬合直線(xiàn)稱(chēng)為zui小二乘法擬合直線(xiàn)。以下是幾種擬合方法的示意圖。 　　

傳感器的靈敏度

　　靈敏度是指傳感器在穩態(tài)工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值。它是輸出一輸入特性曲線(xiàn)的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線(xiàn)性關(guān) 系，則靈敏度S是一個(gè)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(shí)，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(shí)，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。

傳感器的分辨率

　　分辨率是指傳感器可感受到的被測量的zui小變化的能力。也就是說(shuō)，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(guò)某一數值時(shí)，傳感器的輸 出不會(huì )發(fā)生變化，即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來(lái)的。只有當輸入量的變化超過(guò)分辨率時(shí)，其輸出才會(huì )發(fā)生變化。通常傳感器在滿(mǎn)量程范圍內各點(diǎn)的分辨率 并不相同，因此常用滿(mǎn)量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的zui大變化值作為衡量分辨率的指標。上述指標若用滿(mǎn)量程的百分比表示，則稱(chēng)為分辨率。分辨率 與傳感器的穩定性有負相相關(guān)性。

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