傳感器技術基礎：01-傳感器技術基礎

1、第一章 傳感器技術基礎傳感器的特性與指標1.2第1章 傳感器技術基礎傳感器的一般數(shù)學模型4.14.2改善傳感器性能的技術途徑4.3傳感器的標定與校準 4.4第1章 傳感器技術基礎 傳感器的數(shù)學模型是指傳感器的輸入輸出關系 傳感器的靜態(tài)模型：y=a0+a1x+a2x2+.+anxn線性模型： y=a0+a1x或y=ax動態(tài)模型微分方程傳遞函數(shù)第一節(jié) 傳感器的一般數(shù)學模型第1章 傳感器技術基礎傳感器的靜態(tài)特性靜態(tài)特性表示傳感器在被測量各個值處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸入輸出關系。也即當輸入量為常量，或變化極慢時，這一關系就稱為靜態(tài)特性。 其中誤差因數(shù)就是衡量傳感器靜態(tài)特性的主要技術指標線性度：Lineari

2、ty理論直線法 y=ax第二節(jié) 傳感器的特性與指標第1章 傳感器技術基礎端點線法最佳直線法 最小二乘法回差（滯后、遲滯）Hysteresis請注意回差與線性度的區(qū)別重復性Repeatability重復性反映傳感器的重復精度，用統(tǒng)計特性表示第1章 傳感器技術基礎靈敏度Sensitivity分辨力（分辨率）Resolution意義：在規(guī)定測量范圍內(nèi)能測出的輸入量的最小值表示：注意分辨力與精度和靈敏度不同閾值 Threshold意義從輸出看能測出的輸入量最小變化值，實際上是零位附近的分辨力第1章 傳感器技術基礎穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性Stability意義：又稱長期穩(wěn)定性表示：用輸出值與起始標定之間的差異

3、來表示，也常用有效期來表示漂移Drifting意義：傳感器不因輸入的原因而發(fā)生的變化零點漂移：時漂、溫漂靈敏度漂移第1章 傳感器技術基礎靜態(tài)誤差精度Precision是評價傳感器的綜合性能指標意義：傳感器在滿量程內(nèi)任一點上與理論值的最大偏差一定置信概率下的極限偏差第1章 傳感器技術基礎傳感器的動態(tài)特性對數(shù)幅頻特性將各種頻率不同而幅值相等的正弦信號輸入傳感器，其它輸出正弦信號的幅值、相位與輸入信號頻率之間的關系零階環(huán)節(jié)（比例環(huán)節(jié)、無慣性環(huán)節(jié)）一階環(huán)節(jié)（慣性環(huán)節(jié)）二階環(huán)節(jié)第1章 傳感器技術基礎基本參數(shù)指標環(huán)境參數(shù)指標可靠性指標其他指標量程指標：量程范圍、過載能力等靈敏度指標：靈敏度、滿量程輸出、分

4、辨力、輸入輸出阻抗等精度方面的指標：精度(誤差)、重復性、線性、回差、靈敏度誤差、閾值、穩(wěn)定性、漂移、靜態(tài)總誤差等動態(tài)性能指標：固有頻率、阻尼系數(shù)、頻響范圍、頻率特性、時間常數(shù)、上升時間、響應時間、過沖量、衰減率、穩(wěn)態(tài)誤差、臨界速度、臨界頻率等溫度指標：工作溫度范圍、溫度誤差、溫度漂移、靈敏度溫度系數(shù)、熱滯后等抗沖振指標：各向沖振容許頻率、振幅值、加速度、沖振引起的誤差等其他環(huán)境參數(shù)：抗潮濕、抗介質(zhì)腐蝕、抗電磁場干擾能力等工作壽命、平均無故障時間、保險期、疲勞性能、絕緣電阻、耐壓、反抗飛弧性能等使用方面：供電方式(直流、交流、頻率、波形等)、電壓幅度與穩(wěn)定度、功耗、各項分布參數(shù)等結(jié)構(gòu)方面：外形

5、尺寸、重量、外殼、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點等安裝連接方面：安裝方式、饋線、電纜等第1章 傳感器技術基礎傳感器的誤差來源內(nèi)部原因：感器內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲包括敏感元件，轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路元件等產(chǎn)生的噪聲以及電源產(chǎn)生的噪聲。例如光電真空管放射不規(guī)則電子，半導體載流子擴散等產(chǎn)生的噪聲。降低元件的溫度可減小熱噪聲，對電源變壓器采用靜電屏蔽可減小交流脈動噪聲等。第三節(jié) 改善傳感器性能的技術途徑第1章 傳感器技術基礎外部原因 從外部混入傳感器的躁動哼，按其產(chǎn)生原因可分為機械噪聲（如振動，沖擊）、音響噪聲、熱噪聲（如因熱輻射使元件相對位移或性能變化）、電磁噪聲和化學噪聲等。對振動等機械噪聲可采用防振臺或?qū)鞲衅鞴潭ㄔ谫|(zhì)量很

6、大的基礎臺上加以抑制；而消除音響噪聲的有效辦法是把傳感器用隔音器材圍上或放在真空容器里；消除電磁噪聲的有效辦法是屏蔽和接地或使傳感器遠離電源線，或使輸出線屏蔽，輸出線絞擰在一起等。第1章 傳感器技術基礎改善傳感器的技術途徑 .結(jié)構(gòu)、材料與參數(shù)的合理選擇 .差動技術 .平均技術 .穩(wěn)定性處理 .屏蔽、隔離與干擾抑制 .零示法、微差法與閉環(huán)技術 .補償與校正 .集成化、智能化與信息融合第1章 傳感器技術基礎任何一種傳感器在裝配完后都必須按設計指標進行全面嚴格的性能鑒定。使用一段時間后（中國計量法規(guī)定一般為一年）或經(jīng)過修理，也必須對主要技術指標進行校準試驗，以便確保傳感器的各項性能指標達到要求。傳感器標定就是利用精度高一級的標準器具對傳感器進行定度的過程，從而確立器輸出量和輸入量之間的對應關系。同時也確定不同使用條件下的誤差關系。根據(jù)系統(tǒng)的用途輸入可以是靜態(tài)的也可以是動態(tài)的。因此傳感器的標定有靜態(tài)和動態(tài)標定二種。第四節(jié) 傳感器的標定與校準 第1章 傳感器技術基礎靜態(tài)標定傳感器的動態(tài)標定 用于確定傳感器的動態(tài)性能，如固有頻率和頻響范圍等、動態(tài)靈敏度等。傳感器進行動態(tài)標定時，需有