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帶你知道啥是傳感器

2016-04-15 898

傳感器的要害性能參數(shù)有多種,其間最為根本的有:量程、靈敏度、線性度、遲滯、重復性、精度、分辨率、零點漂移、帶寬,這篇文章將對這些參數(shù)進行一一介紹。

量程
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每個傳感器都有本身的丈量規(guī)模,被丈量處在這個規(guī)模內時,傳感器的輸出信號才是有必定的準確性的。

 

靈敏度

傳感器的靈敏度是指其輸出改變量ΔY與輸入改變量ΔX的比值,可以用k表明。對于一個線性度十分高的傳感器來說,也可以為等于其滿量程輸出值YFS與量程XFS的比值。靈敏度高一般意味著傳感器的信噪比高,這將會便利信號的傳遞、調度及計算。

 

線性度

傳感器的線性度又稱非線性差錯,是指傳感器的輸出與輸入之間的線性程度。理想的傳感器輸入-輸出聯(lián)系應該是程線性的,這么運用起來才最為便利。但實踐中的傳感器都不具有這種特性,僅僅不一樣程度的挨近這種線性聯(lián)系。
實踐中有些傳感器的輸入-輸出聯(lián)系十分挨近線性,在其量程規(guī)模內可以直接用一條直線來擬合其輸入-輸出聯(lián)系。有些傳感器則有很大的違背,但通過進行非線性抵償、差動運用等辦法,也可以在作業(yè)點鄰近必定的規(guī)模內用直線來擬合其輸入-輸出聯(lián)系。

選擇擬合直線的辦法許多,上圖表明的是用最小二乘法求得的擬合直線,這是擬合精度最高的一種辦法。實踐特性曲線與擬合直線之間的差錯稱之為傳感器的非線性差錯δ,其最大值與滿量程輸出值YFS的比值即為線性度γL。

 

遲滯

當輸入量從小變大或從大變小時,所得到的傳感器輸出曲線一般是不重合的。也即是說,對于相同巨細的輸入信號,當傳感器處于正行程或反行時,其輸出值是不一樣大的,會有一個差值ΔH,這種景象稱為傳感器的遲滯。
發(fā)生遲滯景象的主要因素包含傳感器靈敏元件的資料特性、機械結構特性等,例如運動部件的沖突、傳動組織空隙、磁性靈敏元件的磁滯等等。遲滯差錯γH的詳細數(shù)值一般由試驗辦法得到,用正反行程最大輸出差值ΔHmax的一半對其滿量程輸出值YFS的比值來表明。

 

重復性

一個傳感器即便是在作業(yè)條件不變的情況下,若其輸入量接連多次地按同一方向(從小到大或從大到小)做滿量程改變,所得到的輸出曲線也是會有不一樣的,可以用重復性差錯γR來表明。
重復性差錯是一種隨機差錯,常用正行程或反行程中的最大差錯ΔYmax的一半對其滿量程輸出值YFS的比值來表明。

 

精度

在測驗丈量過程中,呈現(xiàn)差錯是不可避免的。差錯主要有系統(tǒng)差錯和隨機差錯這兩種。
導致系統(tǒng)差錯的因素比方丈量原理及算法固有的差錯、外表標定不準確、環(huán)境溫度影響、資料缺點等,可以用準確度來反映系統(tǒng)差錯的影響程度。
導致隨機差錯的因素有:傳動部件空隙、電子元件老化等,可以用精密度來反映隨機差錯的影響程度。
精度則是一種反響系統(tǒng)差錯和隨機差錯的綜合目標,精度高意味著準確度和精密度都高。

一種較為常用的評定傳感器精度辦法是用線性度、遲滯和重復性這三項差錯值得方和根來表明。


分辨率

傳感器的分辨率代表它能探測到的輸入量改變的最小值。比方一把直尺,它的最小刻度為1mm,那么它是無法分辨出兩個長度相差小于1mm的物體的區(qū)別的。
有些選用離散計數(shù)辦法作業(yè)的傳感器,例如光柵尺、旋轉編碼器等,它們的作業(yè)原理就決議了其分辨率的巨細。有些選用模擬量改變原理作業(yè)的傳感器,例如熱電偶、傾角傳感器等,它們在內部集成了A/D功用,可以直接輸出數(shù)字信號,因而其A/D的分辨率也就約束了傳感器的分辨率。
有些選用模擬量改變原理作業(yè)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,從理論上來講它們的分辨率為無限小。但實踐上,當被丈量的改變值小到必定程度時,其輸出量的改變值和噪聲是處于同一水平的,已沒有意義了,這也相當于約束了傳感器的分辨率。
 

零點漂移

在傳感器的輸入量恒為零的情況下,傳感器的輸出值依然會有必定程度的小幅改變,這即是零點漂移。導致零點漂移的因素有許多,比方傳感器內靈敏元件的特性隨時刻而改變、應力釋放、元件老化、電荷走漏、環(huán)境溫度改變等。其間,環(huán)境溫度改變導致的零點漂移是最為多見的景象。

 

帶寬

在實踐使用中,很多的被丈量是時刻改變的動態(tài)信號,比方電流值的改變、物體位移的改變、加速度的改變等。這就要求傳感器的輸出量不只要可以精確地反映被丈量的巨細,還要能跟得上被丈量改變的快慢,這即是指傳感器的動態(tài)特性。
從傳遞函數(shù)的視點來看,大多數(shù)傳感器都可以簡化為一個一階或二階環(huán)節(jié),因而,一般可以用帶寬來大約反映出其動態(tài)特性。

 


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