文档介绍：传感器的动态特性与静态特性第二章
第1页，共57页，2022年，5月20日，***30分，星期日
第
二
章
传感器的一般特性分析与标定
第一节 传感器的静态特性
第二节 传感器的动态特性
，***30分，星期日
描述传感器静态特性的主要指标
选择拟合直线的方法
（1）端点直线法，对应的线性度称端点线性度。简单直观，拟合精度较低。最大正、负偏差不相等。
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描述传感器静态特性的主要指标
（2）端点平移直线法，对应的线性度称独立线
性度。最大正、负偏差相等。
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描述传感器静态特性的主要指标
(3)最小二乘拟合直线法
设拟合直线方程为y = b + kx
0
y
yi
x
y=kx+b
xI
最小二乘拟合法
若实际校准测试点有n个，则第i个校准数据与拟合直线
上响应值之间的残差为
Δi=yi-(kxi+b)
最小二乘法拟合直线的原理就是使 为最小值，即
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描述传感器静态特性的主要指标
对k和b一阶偏导数等于零，求出b和k的表达式
即得到k和b的表达式
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描述传感器静态特性的主要指标
将k和b代入拟合直线方程，即可得到拟合直
线，然后求出残差的最大值Lmax即为非线性误差。
这种方法拟合精度很高。
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描述传感器静态特性的主要指标
灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出改
变量与引起此变化的输入改变量之比。常用Sn表
示灵敏度，其表达式为
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描述传感器静态特性的主要指标
对线性传感器，可表示为
一般希望测试系统的灵敏度在满量程范
围内恒定，这样才便于读数。也希望灵敏度
较高，因为S越大，同样的输入对应的输出越大。
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描述传感器静态特性的主要指标
（迟环）
在相同工作条件下做全量程范围校准时，正行程（输
入量由小到大）和反行程（输入量由大到小）所得输出输
入特性曲线不重合。
迟滞是由于磁性材料的磁化和材料受力变形，机械部分存在（轴承）间隙、摩擦、（紧固件）松动、材料内摩擦、积尘等造成的。
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描述传感器静态特性的主要指标
重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续
多次测试时, 所得特性曲线不一致的程度。
△ymax为△ymax 1和△ymax2这两个偏差中的较大者。
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描述传感器静态特性的主要指标
因重复性误差属随机误差，故按标准偏差
来计算重复性指标更合适，用σmax表示各校准
点标准偏差中的最大值，则重复性误差可表示
为：
标准偏差可以根据贝塞尔公式来计算：
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描述传感器静态特性的主要指标
静态误差是指传感器在其全量程内任一点的输出值与
其理论值的偏离程度。是评价传感器静态特性的综合指标。
(1)用非线性、迟滞、重复性误差表示
(2)系统误差加随机误差
用Δymax表示校准曲线相对于拟合直线的最大偏差，即系统误差的极限值；用σ表示按极差法计算所
得的标准偏差。
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描述传感器静态特性的主要指标
其他指标：
阈值和分辨力
稳定性
漂移
零点漂移
灵敏度漂移
时间漂移（时漂）
温度漂移（温漂)
BACK
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传感器的动态特性
定义
传感器的动态特性是指其输出对随时间变化
的输入量的响应特性。
一个动态特性好的传感器, 其输出将再现输
入量的变化规律, 即具有相同的时间函数。实际
上输出信号将不会与输入信号具有相同的时间函
数,这种输出与输入间的差异就是所谓的动态误
差。