傳感器性能指標(biāo)

1、一、測(cè)量?jī)x表的根本性能1、 精確度(1)精密度a它說(shuō)明儀表指示值的分散性， 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)儀表， 在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)，連續(xù)重復(fù)測(cè)量屢次，其測(cè)量結(jié)果(指示值)的分散程度。a愈小，說(shuō)明測(cè)量愈精密。例如，某溫度儀表的精密度6 =0.5C，即表示屢次測(cè)量結(jié)果的分散程度不大于0.5C。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。但是必須注意，精密度與準(zhǔn)確度是兩個(gè)概念，精密度高不一定準(zhǔn)確。(2)準(zhǔn)確度它說(shuō)明儀表指示值與真值的偏離程度。例如，某流量表的準(zhǔn)確度=0.3m3/s,表示該儀表的指示值與真值偏離0.3m3/s。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)

2、誤差小。同樣，準(zhǔn)確度高不一定精密。(3)精確度T它是精密度與準(zhǔn)確度的綜合反映，精確度高，表示精密度和準(zhǔn)確度都比擬高。在最簡(jiǎn)單的情況下，可取兩者的代數(shù)和，即T=a + 。精確度常以測(cè)量誤差的相對(duì)值表示。2、 穩(wěn)定性(1)穩(wěn)定度指在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，測(cè)量條件不變的情況下，由于儀表自身隨機(jī)性變動(dòng)、周期性變動(dòng)、漂移等引起指示值的變化。一般以儀表精密度數(shù)值和時(shí)間長(zhǎng)短一起表示。例如，某儀表電壓指示值每小時(shí)變化1.3V,那么穩(wěn)定性可表示為1.3mV/h。(2)影響量測(cè)量?jī)x表由外界環(huán)境變化引起指示值變化的量，稱為影響量。它是由溫度、濕度、氣壓、振動(dòng)、電源電壓及電源頻率等一些外界環(huán)境影響所引起的。說(shuō)明影響量時(shí)，必須將

3、影響因素與指示值偏差同時(shí)表示。例如，某儀表由于電源電壓發(fā)生變化10%而引起其指示值變化0.02mA,那么應(yīng)寫(xiě)成0.02mA/U土10%。二、傳感器的分類和性能指標(biāo)1、傳感器的分類表1傳感器的分類分類法型式說(shuō)明按根本效應(yīng)物理型、化學(xué)型、生物型等分別以轉(zhuǎn)換中的物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)等命名按構(gòu)成原理結(jié)構(gòu)型以轉(zhuǎn)換元件結(jié)構(gòu)參數(shù)變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換物性型以轉(zhuǎn)換元件物理特性變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換按輸入量位移、壓力、溫度、流里、加 速度等以被測(cè)量命名(即按用途分類)按工作原理電阻式、熱電式、光電式等以傳感器轉(zhuǎn)換信號(hào)的工作原理命名按能量關(guān)系能量轉(zhuǎn)換型(自源型)傳感器輸出量直接由被測(cè)量能量轉(zhuǎn)換而得能量控制型(外源型)傳感器輸出

4、量能量由外源供應(yīng)，但受被測(cè)輸入量控制按輸出信4形式模擬式輸出為模擬信號(hào)數(shù)子式輸出為數(shù)字信號(hào)表2根本物理量與派生物理量根本物理量派生物理量位移線位移長(zhǎng)度、厚度、應(yīng)變、振幅等角位移旋轉(zhuǎn)角、偏轉(zhuǎn)角、角振幅等速度線速度速度、動(dòng)量、振動(dòng)等角速度轉(zhuǎn)速、角振動(dòng)等加速度線加速度振動(dòng)、沖擊、質(zhì)量等角加速度角振動(dòng)、扭矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等力壓力重量、應(yīng)力、力矩等時(shí)間頻率計(jì)數(shù)、統(tǒng)計(jì)分布等溫度熱容量、氣體速度等光光通量與密度、光譜分布等表3局部按工作原理分類的傳感器工作原理傳感器舉例電阻式電位器式、應(yīng)變式、壓阻式等電感式差動(dòng)電感、差動(dòng)變壓器、電渦流式等熱電式熱電偶、熱電阻、熱敏電阻等電勢(shì)式電磁感應(yīng)式、壓電兀件、崔爾兀件等3、

5、傳感器的性能指標(biāo)(1)量程和范圍量程是指測(cè)量上限和下限的代數(shù)差；范圍是指儀表能按規(guī)定精確度進(jìn)行測(cè)量的上限和下 限的區(qū)間。例如一個(gè)位移傳感器的測(cè)量下限是-5mm，測(cè)量上限是+5mm ,那么這個(gè)傳感器的量程為5- (-5) =10mm，測(cè)量范圍是-5mm5mm。(2)線性度傳感器的輸入-輸出關(guān)系曲線與其選定的擬合直線之間的偏差。(3)重復(fù)性傳感器在同一工作條件下，輸入量按同一方向作全量程連續(xù)屢次測(cè)量時(shí)，所得特性曲線間的一致程度。(4)滯環(huán)傳感器在正向(輸入量增大)和方向(輸入量減小)行程過(guò)程中，其輸出一輸入特性的 不重合程度。(5)靈敏度傳感器輸出的變化值與相應(yīng)的被測(cè)量的變化值之比。(6)分辨力傳

6、感器在規(guī)定測(cè)量范圍內(nèi)，可能檢測(cè)出的被測(cè)信號(hào)的最小增量。(7)靜態(tài)誤差傳感器在滿量程內(nèi)，任一點(diǎn)輸出值相對(duì)理論值的偏離程度。(8)穩(wěn)定性傳感器在室溫條件下，經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間間隔后，其輸出與起始標(biāo)定時(shí)的輸出之間的差異。(9)漂移在一定時(shí)間間隔內(nèi)，傳感器在外界干擾下，輸出量發(fā)生與輸入量無(wú)關(guān)的、 不需要的變化。 漂移包括零點(diǎn)漂移和靈敏度漂移。由于傳感器所測(cè)量的非電量有不隨時(shí)間變化或變化很緩慢的，也有隨時(shí)變化較快的， 所以傳感器的性能指標(biāo)除上面介紹的靜態(tài)特性所包含的各項(xiàng)指標(biāo)外，還有動(dòng)態(tài)特性，它可以從階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)兩方面來(lái)分析。三、電阻式傳感器1、 定義：電阻式傳感器是利用電阻元件把被測(cè)的物理量，如力、位

7、移、形變及加速度等的 變化，交換成電阻阻值的變化，通過(guò)對(duì)電阻阻值的測(cè)量到達(dá)測(cè)量該物理量的目的。2、 分類：電阻式傳感器主要可分為電位器式電阻傳感器和應(yīng)變式電阻傳感器。前者適宜于 被測(cè)對(duì)象參數(shù)變化較大的場(chǎng)合，后者工作于電阻值變化甚小的情況，靈敏度較高。四、熱電偶1、 熱電效應(yīng)兩種不同的導(dǎo)體兩端相互緊密地連接在一起，組成一個(gè)閉合回路。當(dāng)兩接點(diǎn)溫度不等時(shí)，回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，從而形成電流，這一現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，該電動(dòng)勢(shì)稱為熱電動(dòng)勢(shì)。2、 熱電偶的根本定律(1)中間導(dǎo)體定律。在A、B材料組成的熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體C只要引入的第三 種導(dǎo)體兩端溫度相同，那么此導(dǎo)體的引入不會(huì)改變電動(dòng)勢(shì)Eab(T, T0)大小。這個(gè)規(guī)律稱中間 導(dǎo)體定律。(2)標(biāo)準(zhǔn)電極定律。 如果兩種導(dǎo)體(A和B)分別與第三種導(dǎo)體(C)組成熱電偶所產(chǎn)生 的熱電動(dòng)勢(shì)，那么由這兩個(gè)導(dǎo)體(A, B)組成