文档介绍：《传感器原理与应用》第二章传感器的一般特性§1 传感器的静态特性(1)传感器线性度(2)传感器的灵敏度(3)传感器的重复性( 4)迟滞误差(5)最小检测量和分辨率(6)漂移地空学院测控系李志华一、传感器的一般特性 1、静态特性与动态特性定义从输入信号不随时间变化或变化极其缓慢的角度考虑的传感器特性称为传感器静态特性。信号时间静态信号动态信号从输入信号随时间变化较大的角度考虑的传感器特性称为传感器动态特性。 0 2、传感器静态特性(1)传感器线性度输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度称为线性度。一般用非线性误差表示可用下式表示 max *100% FSEY ???输出量 Y输入量 X max ? FSY 0 输出量 Y曲线 a存在零点误差,但并不存在非线性误差。这是传感器经常遇到的问题,比如我们在以后章节要学****的霍尔传感器就存在零点误差,我们可以在调理电路中把零点误差处理掉。曲线 b既存在零点误差,又存在输入量与输出成反比,但并不存在非线性误差。这也是传感器经常遇到的问题之一,比如我们在以后章节要学****的超声波传感器是这样,我们可以在调理电路中和数据处理中可以解决。 max ? FSY max *100% FSEY ???曲线 a曲线 b 0 X (2): 对于线性传感器,其灵敏度就是它的静态特性的斜率,如图( a)所示,即: Y? X? nS YX X? Y? nYSX ??? 0 lim n X YSX ? ???? M点 0 N点非线性传感器的灵敏度是一个变量,如图(b)所示,即用表示传感器在其某一工作点的灵敏度。 d y d x YX X? Y? 0 lim = n X Y dy S X dx ? ????M点 0 (3)传感器的重复性重复性表示传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时,所得特性曲线不一致性的程度(见图)。多次按相同输入条件测试的输出特性曲线越重合,其重复性越好,其重复性误差也越小。 1m? 2m? nm? m a x 1 0 0 % x F S EY ??? ? YX FSY满量程输出值 1 max { ... ... } i n m m m ? ???? 0 传感器为何会产生重复性误差? 传感器机械部分的磨损、间隙、松动敏感元件内摩擦、积尘辅助电路老化和漂移不重复性误差一般属于随机误差性质,反映的是测量结果偶然误差大小,而不表示与真值之间的差别,有时重复性很好但可能偏离真值。不重复性误差可以通过校准测得。注意(4)迟滞迟滞特性能表明传感器在正向(输入量增大)行程和反向(输入量减小)行程期间,输出输入特性曲线不重合的程度。对于同一输入正向和反向行程的差值用E表示为: YX FSY dy i d E y y ? ? iy i d E y y ? ?这种现象称为“迟滞”,E称为迟滞误差。 0 在整个测量范围内产生的最大滞环误差用表示,它与满量程输出值的比值称为最大迟滞率 max( ) m E ? ? FSY max 100% FSmEY ?? ?(5)最小检测量和分辨率最小检测量是指传感器能确切反映被测的最低极限量。最小检测量越小表示传感器检测微量的能力越高。由于传感器的最小检测量易受噪声的影响,所以一般用相当于噪声电平的若干倍的被测量为最小检测量, 用公式表示为: CN MK ?M为最小检测量 C 为系数(与传感器结构类型有关) N 为噪声电平 K 传感器的灵敏度