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- 傳感技術(shù)（2）——傳感器技術(shù)基礎(chǔ)
- 來(lái)源：CSDN 發(fā)表于 2020/4/22
1 傳感器的一般數(shù)學(xué)模型
傳感器的數(shù)學(xué)模型是指?jìng)鞲衅鞯妮斎胼敵鲫P(guān)系
當(dāng)輸入量為常量，或變化極慢時(shí)，這一關(guān)系稱(chēng)為靜態(tài)特性
當(dāng)輸入量隨時(shí)間較快地變化時(shí)，稱(chēng)為動(dòng)態(tài)特性
傳感器輸出與輸入關(guān)系可用微分方程來(lái)描述。理論上，將微分方程中的一階及以上的微分項(xiàng)取為零時(shí)，即得到靜態(tài)特性。因此，傳感器的靜態(tài)特性只是動(dòng)態(tài)特性的一個(gè)特例。
2 傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)
2.1 線性度（Linearity）
傳感器的線性度是指?jìng)鞲衅鞯妮敵雠c輸入之間數(shù)量關(guān)系的線性程度。
在采用直線擬合線性化時(shí)，輸出輸入的校準(zhǔn)曲線與其擬合曲線之間的最大偏差，就稱(chēng)為非線性誤差或線性度。
通常用相對(duì)誤差eL表示：eL=±(ΔLmax/yF.S)×100%
ΔLmax ——最大非線性誤差； yF.S ——理論滿量程輸出。
2.2 遲滯（Hysteresis，回差）
傳感器在正(輸入量增大)反（輸入量減�。┬谐讨休敵鲚斎肭�不重合程度的指標(biāo)。
遲滯特性一般是由實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得。
遲滯誤差一般以滿量程輸出的百分?jǐn)?shù)表示,即
eH=(ΔHmax/yF.S)×100%
式中ΔHmax ——正反行程間輸出的最大差值
2.3 重復(fù)性(Repeatability)
重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟谳斎氚赐环较蜻B續(xù)多次變動(dòng)時(shí)所得特性曲線不一致的程度。
2.4 靈敏度 (Sensitivity)
傳感器輸出的變化量 y與引起該變化量的輸入變化量 x之比即為其靜態(tài)靈敏度，其表達(dá)式為K=Δy/Δx
2.5 分辨力與閾值 (Resolution & Threshold)
分辨力是指?jìng)鞲衅髂軝z測(cè)到的最小的輸入增量。有些傳感器，當(dāng)輸入量連續(xù)變化時(shí)，輸出量只作階梯變化，則分辨力就是輸出量的每個(gè)“階梯”所代表的輸入量的大小。
分辨力用絕對(duì)值表示，用與滿量程的百分?jǐn)?shù)表示時(shí)稱(chēng)為分辨率。在傳感器輸入零點(diǎn)附近的分辨力稱(chēng)為閾值。
2.6 穩(wěn)定性（Stability）
意義：又稱(chēng)長(zhǎng)期穩(wěn)定性
表示：用輸出值與起始標(biāo)定之間的差異來(lái)表示，也常用有效期來(lái)表示
2.7 漂移（Drifting）
意義：傳感器不因輸入的原因而發(fā)生的變化
零點(diǎn)漂移、靈敏度漂移
時(shí)漂、溫漂
2.8 抗干擾穩(wěn)定性
指?jìng)鞲衅鲗?duì)外界干擾的抵抗能力，例如抗沖擊和振動(dòng)的能力、抗潮濕的能力、抗電磁場(chǎng)干擾的能力等。
評(píng)價(jià)這些能力比較復(fù)雜，一般也不易給出數(shù)量概念，需要具體問(wèn)題具體分析。
2.9 靜態(tài)誤差
靜態(tài)誤差是指?jìng)鞲衅髟谄淙砍虄?nèi)任一點(diǎn)的輸出值與其理論值的偏離程度。
靜態(tài)誤差的求取方法如下：把全部輸出數(shù)據(jù)與擬合直線（這里應(yīng)該是理論曲線）上對(duì)應(yīng)值的殘差,看成是隨機(jī)分布,求出其標(biāo)準(zhǔn)偏差
2.10 精確度
精密度：說(shuō)明測(cè)量傳感器輸出值的分散性，即對(duì)某一穩(wěn)定的被測(cè)量，由同一個(gè)測(cè)量者，用同一個(gè)傳感器，在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)連續(xù)重復(fù)測(cè)量多次，其測(cè)量結(jié)果的分散程度。精密度是隨機(jī)誤差大小的標(biāo)志，精密度高，意味著隨機(jī)誤差小。精密度高不一定準(zhǔn)確度高。
準(zhǔn)確度：說(shuō)明傳感器輸出值與真值的偏離程度。準(zhǔn)確度是系統(tǒng)誤差大小的標(biāo)志，準(zhǔn)確度高意味著系統(tǒng)誤差小。同樣，準(zhǔn)確度高不一定精密度高。
精確度：是精密度與準(zhǔn)確度兩者的總和，精確度高表示精密度和準(zhǔn)確度都比較高。在最簡(jiǎn)單的情況下，可取兩者的代數(shù)和。機(jī)器的常以測(cè)量誤差的相對(duì)值表示。
3 傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn)
3.1 傳感器校準(zhǔn)
任何一種傳感器在裝配完后都必須按設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行全面嚴(yán)格的性能鑒定。使用一段時(shí)間后（中國(guó)計(jì)量法規(guī)定一般為一年）或經(jīng)過(guò)修理，也必須對(duì)主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行校準(zhǔn)試驗(yàn)，以便確保傳感器的各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到要求。
3.2 傳感器標(biāo)定
傳感器標(biāo)定就是利用精度高一級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)器具對(duì)傳感器進(jìn)行定度的過(guò)程，從而確立傳感器輸出量和輸入量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。同時(shí)也確定不同使用條件下的誤差關(guān)系。
根據(jù)系統(tǒng)的用途輸入可以是靜態(tài)的也可以是動(dòng)態(tài)的。因此傳感器的標(biāo)定有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)標(biāo)定二種
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