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      带你知道啥是传感器

      2016-04-15 147

      传感器的要害性能参数有多种,其间最为根本的有:量程、灵敏度、线性度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、带宽,这篇文章将对这些参数进行一一介绍。

      量程
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      每个传感器都有本身的丈量规模,被丈量处在这个规模内时,传感器的输出信号才是有必定的准确性的。

       

      灵敏度

      传感器的灵敏度是指其输出改变量ΔY与输入改变量ΔX的比值,可以用k表明。对于一个线性度十分高的传感器来说,也可以为等于其满量程输出值YFS与量程XFS的比值。灵敏度高一般意味着传感器的信噪比高,这将会便利信号的传递、调度及计算。

       

      线性度

      传感器的线性度又称非线性差错,是指传感器的输出与输入之间的线性程度。理想的传感器输入-输出联系应该是程线性的,这么运用起来才最为便利。但实践中的传感器都不具有这种特性,仅仅不一样程度的挨近这种线性联系。
      实践中有些传感器的输入-输出联系十分挨近线性,在其量程规模内可以直接用一条直线来拟合其输入-输出联系。有些传感器则有很大的违背,但通过进行非线性抵偿、差动运用等办法,也可以在作业点邻近必定的规模内用直线来拟合其输入-输出联系。

      选择拟合直线的办法许多,上图表明的是用最小二乘法求得的拟合直线,这是拟合精度最高的一种办法。实践特性曲线与拟合直线之间的差错称之为传感器的非线性差错δ,其最大值与满量程输出值YFS的比值即为线性度γL。

       

      迟滞

      当输入量从小变大或从大变小时,所得到的传感器输出曲线一般是不重合的。也即是说,对于相同巨细的输入信号,当传感器处于正行程或反行时,其输出值是不一样大的,会有一个差值ΔH,这种景象称为传感器的迟滞。
      发生迟滞景象的主要因素包含传感器灵敏元件的资料特性、机械结构特性等,例如运动部件的冲突、传动组织空隙、磁性灵敏元件的磁滞等等。迟滞差错γH的详细数值一般由试验办法得到,用正反行程最大输出差值ΔHmax的一半对其满量程输出值YFS的比值来表明。

       

      重复性

      一个传感器即便是在作业条件不变的情况下,若其输入量接连多次地按同一方向(从小到大或从大到?。┳雎砍谈谋?,所得到的输出曲线也是会有不一样的,可以用重复性差错γR来表明。
      重复性差错是一种随机差错,常用正行程或反行程中的最大差错ΔYmax的一半对其满量程输出值YFS的比值来表明。

       

      精度

      在测验丈量过程中,呈现差错是不可避免的。差错主要有系统差错和随机差错这两种。
      导致系统差错的因素比方丈量原理及算法固有的差错、外表标定不准确、环境温度影响、资料缺点等,可以用准确度来反映系统差错的影响程度。
      导致随机差错的因素有:传动部件空隙、电子元件老化等,可以用精密度来反映随机差错的影响程度。
      精度则是一种反响系统差错和随机差错的综合目标,精度高意味着准确度和精密度都高。

      一种较为常用的评定传感器精度办法是用线性度、迟滞和重复性这三项差错值得方和根来表明。


      分辨率

      传感器的分辨率代表它能探测到的输入量改变的最小值。比方一把直尺,它的最小刻度为1mm,那么它是无法分辨出两个长度相差小于1mm的物体的区别的。
      有些选用离散计数办法作业的传感器,例如光栅尺、旋转编码器等,它们的作业原理就决议了其分辨率的巨细。有些选用模拟量改变原理作业的传感器,例如热电偶、倾角传感器等,它们在内部集成了A/D功用,可以直接输出数字信号,因而其A/D的分辨率也就约束了传感器的分辨率。
      有些选用模拟量改变原理作业的传感器,例如电流传感器、电涡流位移传感器等,其输出为模拟信号,从理论上来讲它们的分辨率为无限小。但实践上,当被丈量的改变值小到必定程度时,其输出量的改变值和噪声是处于同一水平的,已没有意义了,这也相当于约束了传感器的分辨率。
       

      零点漂移

      在传感器的输入量恒为零的情况下,传感器的输出值依然会有必定程度的小幅改变,这即是零点漂移。导致零点漂移的因素有许多,比方传感器内灵敏元件的特性随时刻而改变、应力释放、元件老化、电荷走漏、环境温度改变等。其间,环境温度改变导致的零点漂移是最为多见的景象。

       

      带宽

      在实践使用中,很多的被丈量是时刻改变的动态信号,比方电流值的改变、物体位移的改变、加速度的改变等。这就要求传感器的输出量不只要可以精确地反映被丈量的巨细,还要能跟得上被丈量改变的快慢,这即是指传感器的动态特性。
      从传递函数的视点来看,大多数传感器都可以简化为一个一阶或二阶环节,因而,一般可以用带宽来大约反映出其动态特性。

       


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