第2章-傳感器基本知識(shí)

1、2012nnyaa xa xa x傳感器理想的靜態(tài)特傳感器理想的靜態(tài)特性曲線為一條過(guò)原點(diǎn)性曲線為一條過(guò)原點(diǎn)的直線的直線Y = a1Xa1：傳感器的靈敏度：傳感器的靈敏度2420242nnyaa xa xa x32101321nnyaa xa xax 指正常工作條件下，傳感器能夠測(cè)量的被測(cè)量的總范圍，指正常工作條件下，傳感器能夠測(cè)量的被測(cè)量的總范圍，通常用測(cè)量范圍的下限值和上限值來(lái)表示。通常用測(cè)量范圍的下限值和上限值來(lái)表示。量程量程：測(cè)量范圍的上限值（或?qū)?yīng)的輸出值測(cè)量范圍的上限值（或?qū)?yīng)的輸出值 ）與下限值（或）與下限值（或?qū)?yīng)的輸出值）的代數(shù)差。對(duì)應(yīng)的輸出值）的代數(shù)差。如：體溫計(jì)的測(cè)量范圍為

2、35-42度，量程為42-35=7度maxFsLk100%Y 擬合直線可以選擇理論直線（即理想的靜態(tài)特性曲線）擬合直線可以選擇理論直線（即理想的靜態(tài)特性曲線）maxFsHk100%Y 各種傳感元件材料的各種傳感元件材料的物理性質(zhì)物理性質(zhì)是產(chǎn)生遲滯現(xiàn)象的原因是產(chǎn)生遲滯現(xiàn)象的原因 yyFSH0 xxFSRmax1正行程的最大重復(fù)性偏差正行程的最大重復(fù)性偏差 Rmax2反行程的最大重復(fù)性偏差反行程的最大重復(fù)性偏差檢測(cè)時(shí)也可選取幾個(gè)測(cè)試點(diǎn)，對(duì)檢測(cè)時(shí)也可選取幾個(gè)測(cè)試點(diǎn)，對(duì)應(yīng)每一點(diǎn)多次從同一方向趨近。應(yīng)每一點(diǎn)多次從同一方向趨近。%100/maxFSRRy重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟谳斎氚赐环较蜻B續(xù)多次變動(dòng)時(shí)所得特

3、重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟谳斎氚赐环较蜻B續(xù)多次變動(dòng)時(shí)所得特性曲線不一致的程度。性曲線不一致的程度。重復(fù)性誤差可用正反行程中最大偏差表示重復(fù)性誤差可用正反行程中最大偏差表示：K=y/x精密度是隨機(jī)誤差大小的標(biāo)志，精密度是隨機(jī)誤差大小的標(biāo)志， 精密度高，意味著隨機(jī)誤差小精密度高，意味著隨機(jī)誤差小正確度是系統(tǒng)誤差大小的標(biāo)志，正確度是系統(tǒng)誤差大小的標(biāo)志， 正確度高，意味著系統(tǒng)誤差小正確度高，意味著系統(tǒng)誤差小15精確度）精確度）（a a）正確度高而精密度低）正確度高而精密度低在測(cè)量中我們希望得到精確度高的結(jié)果在測(cè)量中我們希望得到精確度高的結(jié)果（b b）正確度低而精密度高）正確度低而精密度高 （c c）精確度高

4、）精確度高16A A為傳感器測(cè)量范圍內(nèi)的為傳感器測(cè)量范圍內(nèi)的最大絕對(duì)允許誤差。最大絕對(duì)允許誤差。.%100%F SAAY傳感器與測(cè)量?jī)x表精度等級(jí)傳感器與測(cè)量?jī)x表精度等級(jí)A A以一系列標(biāo)準(zhǔn)百分?jǐn)?shù)值來(lái)進(jìn)行以一系列標(biāo)準(zhǔn)百分?jǐn)?shù)值來(lái)進(jìn)行分檔。（分檔。（0.0010.001，0.0050.005，0.020.02，0.050.05，0.10.1，0.20.2，0.30.3，0.50.5，1.01.0，1.51.5，2.52.5，4.04.0） 漂移是指在一定時(shí)間間隔內(nèi)，傳感器的輸出存在著與被測(cè)輸漂移是指在一定時(shí)間間隔內(nèi)，傳感器的輸出存在著與被測(cè)輸入量無(wú)關(guān)的、不需要的變化。入量無(wú)關(guān)的、不需要的變化。產(chǎn)生原因

5、：產(chǎn)生原因：一是自身結(jié)構(gòu)參數(shù)；二是周圍環(huán)境（如溫度、濕度一是自身結(jié)構(gòu)參數(shù)；二是周圍環(huán)境（如溫度、濕度等）。零點(diǎn)漂移或靈敏度漂移又可分為等）。零點(diǎn)漂移或靈敏度漂移又可分為時(shí)間漂移時(shí)間漂移和和溫度漂移溫度漂移，又，又稱時(shí)漂稱時(shí)漂(或零漂或零漂)和溫漂。和溫漂。零點(diǎn)漂移：零點(diǎn)漂移：傳感器無(wú)輸入時(shí)，每隔一段時(shí)間進(jìn)行讀數(shù)，其輸出偏傳感器無(wú)輸入時(shí)，每隔一段時(shí)間進(jìn)行讀數(shù)，其輸出偏離零值，即為零點(diǎn)漂移。傳感器的零漂可表示為：離零值，即為零點(diǎn)漂移。傳感器的零漂可表示為：式中：式中：y為最大零點(diǎn)偏差：為最大零點(diǎn)偏差：YFS為滿量程輸出。為滿量程輸出。%100FSYy零漂一般以儀表的示值變化量與時(shí)間的長(zhǎng)短之比來(lái)表示

6、穩(wěn)一般以儀表的示值變化量與時(shí)間的長(zhǎng)短之比來(lái)表示穩(wěn)定度。例如，某儀表輸出電壓值在定度。例如，某儀表輸出電壓值在8h內(nèi)的最大變化量?jī)?nèi)的最大變化量為為1.2mV，則表示為，則表示為1.2mV/(8h)。 溫度漂移：溫度漂移：傳感器的溫漂有時(shí)稱溫度穩(wěn)定性，周圍環(huán)境溫度變傳感器的溫漂有時(shí)稱溫度穩(wěn)定性，周圍環(huán)境溫度變化化1而引起的輸出變化而引起的輸出變化. 一般以溫度變化一般以溫度變化1，輸出最大偏差與滿量程的百分比來(lái)表，輸出最大偏差與滿量程的百分比來(lái)表示，即示，即 %100maxTYyFS溫漂 式中：式中：ymax為輸出最大偏差：為輸出最大偏差：YFS為滿量程輸出；為滿量程輸出；T為溫為溫度變化范圍。度

7、變化范圍。 輸入信號(hào)變化時(shí)，引起輸出信號(hào)也隨時(shí)間變化，這個(gè)過(guò)程叫輸入信號(hào)變化時(shí)，引起輸出信號(hào)也隨時(shí)間變化，這個(gè)過(guò)程叫響應(yīng)。響應(yīng)。 傳感器的動(dòng)態(tài)特性傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指其輸出對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)是指其輸出對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。特性。 當(dāng)被測(cè)量隨時(shí)間變化當(dāng)被測(cè)量隨時(shí)間變化,是時(shí)間的函數(shù)時(shí)是時(shí)間的函數(shù)時(shí), 則傳感器的輸出量則傳感器的輸出量也是時(shí)間的函數(shù)也是時(shí)間的函數(shù),其間的關(guān)系要用動(dòng)態(tài)特性來(lái)表示。其間的關(guān)系要用動(dòng)態(tài)特性來(lái)表示。Thermocouple水溫水溫T熱電偶熱電偶環(huán)境溫度環(huán)境溫度T T0 0 T TT T0 0例子：例子： 實(shí)際工作中，傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用實(shí)驗(yàn)方法求得，即實(shí)際工作中，傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用實(shí)驗(yàn)方法求得，即根據(jù)傳感器對(duì)一些標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的響應(yīng)來(lái)評(píng)定它的動(dòng)態(tài)特性。根據(jù)傳感器對(duì)一些標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的響應(yīng)來(lái)評(píng)定它的動(dòng)態(tài)特性。 在時(shí)域內(nèi)，常用階躍信號(hào)來(lái)分析傳感器的動(dòng)態(tài)特性在時(shí)域內(nèi)，常用階躍信號(hào)來(lái)分析傳感器的動(dòng)態(tài)特性瞬瞬時(shí)響應(yīng)特性時(shí)響應(yīng)特性。 在頻域內(nèi)，則采用正弦輸入信號(hào)來(lái)分析傳感器的動(dòng)態(tài)特在頻域內(nèi)，則采用正弦輸入信號(hào)來(lái)分析傳感器的動(dòng)態(tài)特性性頻率響應(yīng)特性頻率響應(yīng)特性。2425262