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传感器的主要特性指标有哪些?

传感器是一种检测装置,可以感受到测量的信息,并将感觉到的信息转换为电信号或其他形式的信息输出,以满足信息传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求。

传感器的静态特性是指静态输入信号,传感器输出与输入之间的关系。由于此时输入量和输出量与时间无关,因此它们之间的关系,即传感器的静态特性,可以用无时间变量的代数方程或输入量作为水平坐标来描述相应的输出量作为垂直坐标的特性曲线。表示传感器静态特性的主要参数有:线性、灵敏度、迟滞、重复、漂移等。

(1)线性度:指传感器输出与输入之间的实际关系曲线偏离拟合线的程度。定义为实际特征曲线与拟合线在全范围内的最大偏差值与全范围输出值之比。

(2)灵敏度:灵敏度是传感器静态特性的重要指标。它被定义为输出增量与相应的输入增量之比。用S表示灵敏度。

(3)滞后:当输入量由小到大(正行程)和输入量由大到小(反行程)变化时,传感器输入输出特性曲线不一致。对于相同尺寸的输入信号,传感器的正负行程输出信号尺寸不相等,称为滞后值。

(4)重复性:重复性是指当输入量在同一方向连续多次变化时,传感器的特性曲线不一致。

(5)漂移:传感器漂移是指传感器输出随着时间的变化而变化。漂移有两个原因:一是传感器本身的结构参数;另一个是周围环境(如温度、湿度等)。

(6)分辨力:当传感器的输入从非零值缓慢增加时,在超过某一增量后输出发生可观测的变化,这个输入增量称传感器的分辨力,即最小输入增量。

(7)阈值:当传感器的输入从零开始缓慢增加时,输出在达到一定值后会发生可观测的变化,称为传感器的阈值电压。

所谓动态特性,是指传感器在输入变化时的输出特性。在实际工作中,传感器的动态特性通常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应很容易通过实验获得,它对标准输入信号的响应与任何输入信号的响应有一定的关系,通常知道前者可以推断后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号,因此阶跃响应和频率响应也常用于表示传感器的动态特性。

通常,传感器的实际静态特性输出是一条曲线,而不是一条直线。在实际工作中,为了使仪器的读数具有均匀的刻度,通常使用拟合直线近似来代表实际特性曲线、线性度(非线性误差)是该近似度的性能指标。

拟合直线的选取有多种方法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线,此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。

灵敏度是指传感器在稳态工作下输出的变化△y对输入量变化△x比值。它是输出输入特性曲线的斜率。如果传感器输出与输入之间的线性关系,灵敏度S是常数。否则,它会随着输入量的变化而变化。

灵敏度的量纲是输出和输入量的量纲之比。例如,位移变化1中的位移传感器mm输出电压变化为200mV,其灵敏度应为200mV/mm。当传感器的输出和输入大纲相同时,灵敏度可以理解为放大倍数。提高灵敏度可以获得更高的测量精度。但灵敏度越高,测量范围越窄,稳定性越差。

分辨率是指测量传感器能感觉到的最小变化的能力。换句话说,如果输入非零值缓慢变化。当输入变化值不超过一定值时,传感器的输出不会改变,即传感器无法区分输入的变化。只有当输入变化超过分辨率时,输出才会改变。

通常,传感器在满范围内各点的分辨率不同,因此输出量的最大变化值可以作为衡量分辨率的指标。如果上述指标以满范围的百分比表示,则称为分辨率。分辨率与传感器的稳定性有负相关性。

标签: 025s直线位移传感器

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