不同種類傳感器所擁有的共同特性

傳感器的主要特征:

傳感器靜態(tài)。

傳感器的靜態(tài)特性是指對于靜態(tài)輸入信號，傳感器的輸出和輸入之間的關(guān)系。此時，輸入和輸出都與時間無關(guān)，所以它們之間的關(guān)系，即傳感器的靜態(tài)特性可以用一個沒有時間變量的代數(shù)方程來描述，也可以用以輸入為橫坐標(biāo)，對應(yīng)的輸出為縱坐標(biāo)畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)是線性、靈敏度、滯后、重復(fù)性、漂移等。

線性度:指傳感器輸出與輸入的實(shí)際關(guān)系曲線偏離擬合直線的程度。定義為實(shí)際特性曲線與擬合直線的較大偏差與滿量程范圍內(nèi)滿量程輸出值的比值。

靈敏度:靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的重要指標(biāo)。定義為產(chǎn)出量增量與引起增量的相應(yīng)投入量增量之比。靈敏度用S表示..

遲滯:當(dāng)輸入量由小變大(正行程)、由大變小(反行程)成為遲滯時，傳感器的輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象。對于同樣大小的輸入信號，傳感器前后行程的輸出信號大小不相等，這種差異稱為遲滯差。

重復(fù)性:重復(fù)性是指當(dāng)輸入量在同一方向連續(xù)多次變化時，傳感器獲得的特征曲線的不一致性程度。

漂移:傳感器的漂移是指在輸入不變的情況下，傳感器的輸出隨時間變化。這種現(xiàn)象叫漂移。漂移的原因有兩個:一是傳感器本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)；二、周圍環(huán)境(如溫度、濕度等。).

分辨率:當(dāng)傳感器的輸入從非零值緩慢增加時，輸出在超過一定增量后發(fā)生顯著變化。這個輸入增量稱為傳感器的分辨率，即較小的輸入增量。

閾值(Threshold):當(dāng)傳感器的輸入從零值緩慢增加時，輸出達(dá)到一定值后發(fā)生顯著變化，這個輸入值稱為傳感器的閾值電壓。

傳感器動態(tài)。

動態(tài)特性是指當(dāng)傳感器的輸入發(fā)生變化時，傳感器輸出的特性。在實(shí)踐中，傳感器的動態(tài)特性通常由它對一些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)來表示。這是因?yàn)閭鞲衅鲗?biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)很容易用實(shí)驗(yàn)方法得到，而且它對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)和它對任何輸入信號的響應(yīng)之間有一定的關(guān)系，后者往往可以通過知道前者來估計(jì)。常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號是階躍信號和正弦信號，因此傳感器的動態(tài)特性往往用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示。

線性。

通常傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是曲線而不是直線。在實(shí)際工作中，為了使儀器具有均勻的刻度讀數(shù)，往往用擬合直線來逼近實(shí)際的特性曲線，線性度(非線性誤差)就是這種近似程度的一個性能指標(biāo)。

選擇擬合線的方法有很多。例如，將連接零輸入和滿量程輸出點(diǎn)的理論直線作為擬合直線；或者把與特征曲線上各點(diǎn)的平方和偏差較小的理論直線作為擬合直線，用最小二乘法稱為擬合直線。

敏感。

靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時輸出變化△y與輸入變化△x的比值。

它是輸出-輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間存在線性關(guān)系，則靈敏度s為常數(shù)。否則會隨著投入量的變化而變化。

敏感性的維度是產(chǎn)出和投入的維度比。例如，當(dāng)位移傳感器的位移變化1毫米，輸出電壓變化到200毫伏時，其靈敏度應(yīng)表示為200毫伏/毫米。

當(dāng)傳感器的輸出和輸入尺寸相同時，靈敏度可以理解為放大倍數(shù)。

通過提高靈敏度，可以獲得更高的測量精度。但靈敏度越高，測量范圍越窄，穩(wěn)定性越差。

分辨率。

分辨率是指傳感器感知測量值微小變化的能力。即如果輸入量從某個非零值慢慢變化。當(dāng)輸入變化值不超過一定值時，傳感器的輸出不會發(fā)生變化，即傳感器無法分辨輸入量的變化。只有當(dāng)輸入量的變化超過分辨率時，其輸出才會發(fā)生變化。

一般傳感器的滿量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨率是不一樣的，所以在滿量程范圍內(nèi)可以使輸出逐步變化的輸入量的較大變化值往往作為衡量分辨率的指標(biāo)。如果上述指標(biāo)以滿量程的百分比表示，則稱為分辨率。分辨率與傳感器的穩(wěn)定性呈負(fù)相關(guān)。

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