文档介绍：传感器性能改善标定r
1. 改善性能的技术途径
传感器的性能指标包含很广。使某一传感器各项指标均优，难实
现，无必要。应根据实际需要与可能，确保主要指标，放宽次要指
标，实现高性价比。
1 ) 构造、材料与参数的合理选择
合理选择构造、材料与参数是提高性价比的一种有效途径。
原那么：
对于传感器的研究和生产，逐步形成系列产品满足不同使用要求；
对于用户，按实际需要恰如其分地选用(或设计)能满足使用要求的
产品，防止盲目追求高指标。
例如选称重传感器，应根据要求选择测量范围、线性度、回差、
重复性等指标，根据使用条件考虑种类、构造形式，材质等。
选测振传感器，那么应根据频率范围、动态范围和精度要求选择传感
器种类、固有频率、阻尼比及构造形式等。
具体选择原那么和方法与具体传感器及其性能要求相关。
2〕差动技术
通常要求传感器输出—输入关系成线性，实际难于做到。
当输入量变化范围不大，且非线性项的阶次不高时，可用切线或割
线代替实际曲线的某一段，这种方法称为静态特性的线性化。如图取ab
段为测量范围，但这时原点不在O点，而在c点，故局限性很大。
在传感器静态特性的四种情况中，对
于其非线性项中只存在奇次项，且对称于
坐标原点，在原点附近的一定范围内存在
近似线性段。
分析多项式可知，差动技术是一种切
实可行的减小非线性的方法。
这是广泛用于消除或减小由于构造原
因引起的共模误差(如温度误差)的技术。
静态特性的线性化
差动技术原理：
设一传感器输出为
y1=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+…
用另一一样传感器，但使其输入量符号相反(例如位移
传感器使之后向移动)，那么其输出为
y2=a0-a1x+a2x2-a3x3+a4x4-…
使二者输出相减，即
Δy=y1-y2=2(a1x+a3x3+…)
总输出消除了零位输出和偶次非线性项，得到对称于原
点的相当宽的近似线性范围，减小了非线性，且使灵敏度提
高一倍，抵消了共模误差。
差动技术在电阻应变式、电感式、电容式等传感器中得
到广泛应用，是构造型传感器改善性能的常用和有效途径。
3〕平均技术
常用技术：误差平均效应和数据平均处理
误差平均效应原理：用n个传感器单元同时感受被测量，因而其输
出是n个单元输出的总和。设每一单元可能带来的误差δ0可视为随机
误差，根据误差理论，总误差将减小为
例如，n=10时，％；n=500时，％
误差平均效应在容栅、光栅、编码器等栅状传感器中效果明显，在
其他传感器中，对某些工艺性缺陷造成的误差起弥补作用。
同理，将一样条件下的测量重复n次或进展n次采样，然后进展数
据平均处理，随机误差也减小 倍。因此，凡被测对象允许进展多
次重复测量(或采样)的，都可采用此方法。
需指出，上述方法在设计传感器时可采用，在应用传感器时亦可效
法，不过这时应将整个测量系统视作对象。例如常用的多点测量方案与
屡次采样 。
4 〕稳定性处理
因为是长期测量或反复使用的元件，传感器的稳定性特
别重要，其重要性甚至胜过精度指标。知道误差的规律就可
进展误差修正或补偿，稳定性那么不然。
造成传感器性能不稳定的原因：随时间推移或环境条件
变化，构成传感器的各种材料与元器件性能将发生变化。
为提高稳定性，需要对材料、元器件或传感器整体作必
要的稳定性处理。例如构造材料的时效处理、冰冷处理，永
磁材料的时间老化、温度老化、机械老化及交流稳磁处理，
电气元件的老化与筛选等。
在使用传感器时，如果测量要求高，必要时也应对附
加的调整元件、后接电路的关键元器件进展老化处理。
5 〕屏蔽、隔离与干扰抑制
传感器是一个复杂的输入系统。如图，x(t)为被测量，xi(t)为外界影
响因素。为减小测量误差，应设法削弱或消除外界影响因素的作用。
三种方法：
一〕减小传感器对影响因素的灵敏度；
二〕降低外界因素对传感器实际作用的功率；
三〕在后续信号处理环节中加以消除或抑制。
具体实施方法：
对于电磁干扰，可采取屏蔽、隔离措施，也可用滤波等方法抑制。
由于传感器常常是感受非电量的器件，
还应考虑与被测量有关的其他影响因素，如
温度、湿度、机械振动