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主要特性
傳感器靜態(tài)
傳感器的靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號,傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關(guān),所以它們之間的關(guān)系,即傳感器的靜態(tài)特性可用一個不含時間變量的代數(shù)方程,或以輸入量作橫坐標(biāo),把與其對應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有:線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、漂移等。
線性度:指傳感器輸出量與輸入量之間的實際關(guān)系曲線偏離擬合直線的程度。定義為在全量程范圍內(nèi)實際特性曲線與擬合直線之間的zui大偏差值與滿量程輸出值之比。
靈敏度:靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的一個重要指標(biāo)。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應(yīng)輸入量增量之比。用S表示靈敏度。
遲滯:傳感器在輸入量由小到大(正行程)及輸入量由大到?。ǚ葱谐蹋┳兓陂g其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象成為遲滯。對于同一大小的輸入信號,傳感器的正反行程輸出信號大小不相等,這個差值稱為遲滯差值。
重復(fù)性:重復(fù)性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變化時,所得特性曲線不*的程度。
漂移:傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下,傳感器輸出量隨著時間變化,此現(xiàn)象稱為漂移。產(chǎn)生漂移的原因有兩個方面:一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù);二是周圍環(huán)境(如溫度、濕度等)。
分辨力:當(dāng)傳感器的輸入從非零值緩慢增加時,在超過某一增量后輸出發(fā)生可觀測的變化,這個輸入增量稱傳感器的分辨力,即zui小輸入增量。
閾值:當(dāng)傳感器的輸入從零值開始緩慢增加時,在達到某一值后輸出發(fā)生可觀測的變化,這個輸入值稱傳感器的閾值電壓。
靈敏度
靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值。
它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系,則靈敏度S是一個常數(shù)。否則,它將隨輸入量的變化而變化。
靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如,某位移傳感器,在位移變化1mm時,輸出電壓變化為200mV,則其靈敏度應(yīng)表示為200mV/mm。
當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時,靈敏度可理解為放大倍數(shù)。
提高靈敏度,可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高,測量范圍愈窄,穩(wěn)定性也往往愈差。
分辨率
分辨率是指傳感器可感受到的被測量的zui小變化的能力。也就是說,如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過某一數(shù)值時,傳感器的輸出不會發(fā)生變化,即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當(dāng)輸入量的變化超過分辨率時,其輸出才會發(fā)生變化。
通常傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點的分辨率并不相同,因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的zui大變化值作為衡量分辨率的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿量程的百分比表示,則稱為分辨率。分辨率與傳感器的穩(wěn)定性有負(fù)相相關(guān)性。
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