帶你認(rèn)識(shí)基本的傳感器特性參數(shù)

1、帶你認(rèn)識(shí)基本的傳感器特性參數(shù)文章來(lái)源：易擇傳感資訊網(wǎng)-專(zhuān)業(yè)的傳感器行業(yè)綜合信息平臺(tái)傳感器的關(guān)鍵性能參數(shù)有多種，其中最為基本的有：量程、靈敏度、線性度、遲滯、重復(fù)性、精度、分辨率、零點(diǎn)漂移、帶寬，本文將對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行一一介紹。量程每個(gè)傳感器都有自身的測(cè)量范圍，被測(cè)量處在這個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，傳感器的輸出信號(hào)才是有定的準(zhǔn)確性的。傳感器的量程X、滿量程輸出值Y、測(cè)量上限X、測(cè)量下限X的關(guān)系見(jiàn)下圖。FSFSmaxminV輸山們.靈敏度傳感器的靈敏度是指其輸出變化量AY與輸入變化量AX的比值，可以用k表示。對(duì)于一個(gè)線性度非常高的傳感器來(lái)說(shuō)，也可認(rèn)為等于其滿量程輸出值Y與量程X的比值。靈敏FSFS度高通常意味著傳

2、感器的信噪比高，這將會(huì)方便信號(hào)的傳遞、調(diào)理及計(jì)算。k=AAX線性度傳感器的線性度又稱(chēng)非線性誤差，是指?jìng)鞲衅鞯妮敵雠c輸入之間的線性程度。理想的傳感器輸入-輸出關(guān)系應(yīng)該是程線性的，這樣使用起來(lái)才最為方便。但實(shí)際中的傳感器都不具備這種特性，只是不同程度的接近這種線性關(guān)系。實(shí)際中有些傳感器的輸入-輸出關(guān)系非常接近線性，在其量程范圍內(nèi)可以直接用一條直線來(lái)擬合其輸入-輸出關(guān)系。有些傳感器則有很大的偏離，但通過(guò)進(jìn)行非線性補(bǔ)償、差動(dòng)使用等方式，也可以在工作點(diǎn)附近一定的范圍內(nèi)用直線來(lái)擬合其輸入-輸出關(guān)系。60X被測(cè)量Y輸皿r滿齟程輸岀Yrs選取擬合直線的方法很多，上圖表示的是用最小二乘法求得的擬合直線，這是擬合

3、精度最高的一種方法。實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的偏差稱(chēng)之為傳感器的非線性誤差6其最大值與滿量程輸出值Y的比值即為線性度y。FSL8Y厶=±X100%YFS遲滯當(dāng)輸入量從小變大或從大變小時(shí)，所得到的傳感器輸出曲線通常是不重合的。也就是說(shuō)，對(duì)于同樣大小的輸入信號(hào)，當(dāng)傳感器處于正行程或反行程時(shí)，其輸出值是不一樣大的，會(huì)有一個(gè)差值A(chǔ)H,這種現(xiàn)象稱(chēng)為傳感器的遲滯。0V輸出值満量程輸出VFSX被測(cè)量產(chǎn)生遲滯現(xiàn)象的主要原因包括傳感器敏感元件的材料特性、機(jī)械結(jié)構(gòu)特性等,例如運(yùn)動(dòng)部件的摩擦、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙、磁性敏感元件的磁滯等等。遲滯誤差Y的具體數(shù)值一般由實(shí)H驗(yàn)方法得到，用正反行程最大輸出差值A(chǔ)H的一半

4、對(duì)其滿量程輸出值Y的比值來(lái)表示。maxFSHv=土X100%h2Y“FS重復(fù)性一個(gè)傳感器即便是在工作條件不變的情況下，若其輸入量連續(xù)多次地按同一方向（從小到大或從大到?。┳鰸M量程變化，所得到的輸出曲線也是會(huì)有不同的，可以用重復(fù)性誤差YR來(lái)表示?？苖ax'Y輸出值滿量程輸出Yfs0X被測(cè)量型眄二（出YrMJd，店重復(fù)性誤差是一種隨機(jī)誤差，常用正行程或反行程中的最大偏差ay的一半對(duì)其滿量max程輸出值Y的比值來(lái)表示。FSAYYr=±-rnuxx100%R2Yfs精度在測(cè)試測(cè)量過(guò)程中，出現(xiàn)誤差是不可避免的。誤差主要有系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差這兩種。引起系統(tǒng)誤差的原因諸如測(cè)量原理及算法固有

5、的誤差、儀表標(biāo)定不準(zhǔn)確、環(huán)境溫度影響、材料缺陷等，可以用準(zhǔn)確度來(lái)反映系統(tǒng)誤差的影響程度。引起隨機(jī)誤差的原因有：傳動(dòng)部件間隙、電子元件老化等，可以用精密度來(lái)反映隨機(jī)誤差的影響程度。來(lái)表示。Y=J叱+咔+*分辨率傳感器的分辨率代表它能探測(cè)到的輸入量變化的最小值。比如一把直尺，它的最小刻度為1mm,那么它是無(wú)法分辨出兩個(gè)長(zhǎng)度相差小于1mm的物體的區(qū)別的。有些采用離散計(jì)數(shù)方式工作的傳感器，例如光柵尺、旋轉(zhuǎn)編碼器等，它們的工作原理就決定了其分辨率的大小。有些采用模擬量變化原理工作的傳感器,例如熱電偶、傾角傳感器等，它們?cè)趦?nèi)部集成了A/D功能，可以直接輸出數(shù)字信號(hào)，因此其A/D的分辨率也就限制了傳感器的分

6、辨率。有些采用模擬量變化原理工作的傳感器，例如電流傳感器、電渦流位移傳感器等，其輸出為模擬信號(hào)，從理論上來(lái)講它們的分辨率為無(wú)限小。但實(shí)際上，當(dāng)被測(cè)量的變化值小到一定程度時(shí)，其輸出量的變化值和噪聲是處于同一水平的，已沒(méi)有意義了，這也相當(dāng)于限制了傳感器的分辨率。零點(diǎn)漂移在傳感器的輸入量恒為零的情況下，傳感器的輸出值仍然會(huì)有一定程度的小幅變化，這就是零點(diǎn)漂移。引起零點(diǎn)漂移的原因有很多，比如傳感器內(nèi)敏感元件的特性隨時(shí)間而變化、應(yīng)力釋放、元件老化、電荷泄露、環(huán)境溫度變化等。其中，環(huán)境溫度變化引起的零點(diǎn)漂移是最為常見(jiàn)的現(xiàn)象。帶寬在實(shí)際應(yīng)用中，大量的被測(cè)量是時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)信號(hào)，比如電流值的變化、物體位移的變化、加速度的變化等。這就要求傳感器的輸出量不僅要能夠精確地反映被測(cè)量的大小，還要能跟得上被測(cè)量變化的快慢，這就是指?jìng)鞲衅鞯膭?dòng)態(tài)特性。從傳遞函數(shù)的角度來(lái)看，大多數(shù)傳感器都可以簡(jiǎn)化為一個(gè)一階或二階環(huán)節(jié)，因此，通?？梢杂脦拋?lái)大概反映出其動(dòng)態(tài)特性。如下圖所示，在傳感器的帶寬范圍內(nèi)，其輸出量的幅值在一定范圍內(nèi)有