傳感器構成論課件

1、第三章第三章 傳感器構成論傳感器構成論v3.1 3.1 傳感器的構成方法傳感器的構成方法v3.2 3.2 傳感器與被測對象的關聯(lián)傳感器與被測對象的關聯(lián)v3.3 3.3 傳感器對信號的選擇傳感器對信號的選擇 v3.7 3.7 傳感器的性能指標傳感器的性能指標3.1 傳感器的構成方法傳感器的構成方法 1敏感元件敏感元件 2轉換元件轉換元件 3轉換電路 傳感器的定義傳感器的定義：傳感器是以一定的精確度：傳感器是以一定的精確度把被測量（物理量、生物量、化學量）轉換為把被測量（物理量、生物量、化學量）轉換為與之有確定關系的便于處理應用的某種物理量與之有確定關系的便于處理應用的某種物理量（如電量、光學量）

2、的測量部件或裝置。通常（如電量、光學量）的測量部件或裝置。通常由由敏感元件敏感元件和和轉換元件轉換元件、轉換電路轉換電路組成。組成。3.1 傳感器的構成方法傳感器的構成方法v1 1、敏感元件、敏感元件：直接感受被測量，以確定的關系輸出某一物：直接感受被測量，以確定的關系輸出某一物 理量（包括電學量）。理量（包括電學量）。v2 2、轉換元件、轉換元件：將敏感元件輸出的非電量物理量轉換為電學：將敏感元件輸出的非電量物理量轉換為電學 量（包括電路參數(shù)量）。量（包括電路參數(shù)量）。v3 3、轉換電路、轉換電路：將電路參數(shù)（如電阻、電容、電感）量轉換：將電路參數(shù)（如電阻、電容、電感）量轉換 成便于測量的電

3、學量（如電壓、電流、頻率成便于測量的電學量（如電壓、電流、頻率 等）。等）。3.1 傳感器的構成方法傳感器的構成方法但有些傳感器，三部分不一定齊全，如：但有些傳感器，三部分不一定齊全，如：熱電偶、差動變壓式熱電偶、差動變壓式位移位移傳感器傳感器 由由1 1組成；組成； 電容式位移傳感器、壓阻式傳感器電容式位移傳感器、壓阻式傳感器 由由1 1、3 3組成；組成；壓電式加速度傳感器、差動變壓式壓電式加速度傳感器、差動變壓式力力傳感器傳感器 由由1 1、2 2組成；組成；電阻應變式力傳感器電阻應變式力傳感器 由由1 1、2 2、3 3組成。組成。根據(jù)根據(jù)結構組成結構組成可將傳感器按其構成方法分為以下

4、幾類：可將傳感器按其構成方法分為以下幾類：1.1.通用型、通用型、2.2.參比型、參比型、3.3.差動型、差動型、4.4.反饋型反饋型。每一類型，根據(jù)能量變換，一般都可分為：每一類型，根據(jù)能量變換，一般都可分為： 能量變換型能量變換型 能量控制型能量控制型3.1 傳感器的構成方法傳感器的構成方法v1.通用型 根據(jù)組成可分為：根據(jù)組成可分為：能量變換基本型能量變換基本型、能量控制基本型能量控制基本型、能量能量變換特殊型變換特殊型（輔助能源型）、（輔助能源型）、電路參數(shù)型電路參數(shù)型和和多級變換型多級變換型。v（1）能量變換基本型能量變換基本型敏感元件敏感元件物理、化物理、化學、生物學、生物輸入輸入

5、電量電量輸出輸出輸入量為被測非電量，輸出是電流、電壓。輸入量為被測非電量，輸出是電流、電壓。3.1 傳感器的構成方法傳感器的構成方法典型例子：典型例子：v熱電偶（塞貝克效應）熱電偶（塞貝克效應）v光電池（光生伏特效應）光電池（光生伏特效應）v壓電式傳感器壓電式傳感器v壓電式超聲波探頭壓電式超聲波探頭特點：特點：v（1 1）只由敏感元件構成。）只由敏感元件構成。v（2 2）不需外加電源，敏感元件就是能量變換元件，能量從被測對象）不需外加電源，敏感元件就是能量變換元件，能量從被測對象 獲得，輸出能量較弱。獲得，輸出能量較弱。v（3 3）利用）利用熱平衡現(xiàn)象熱平衡現(xiàn)象或或傳輸現(xiàn)象傳輸現(xiàn)象中的中的一次

6、效應一次效應制成是可逆的。制成是可逆的。v（4 4）對被測對象有負荷效應（因輸出逆效應而影響輸入）。）對被測對象有負荷效應（因輸出逆效應而影響輸入）。v（5 5）輸出能量不可能大于被測對象的能量輸出能量不可能大于被測對象的能量。（壓電效應）（壓電效應）3.1 傳感器的構成方法傳感器的構成方法v（2）能量控制基本特點：v（1 1）也由）也由敏感元件敏感元件組成，但需外加電源才能將被測非電量轉換成電量組成，但需外加電源才能將被測非電量轉換成電量 輸出。輸出。v（2 2）輸出能量可大于被測對象具有的能量輸出能量可大于被測對象具有的能量。v（3 3）無需變換電路即可有較大的電量輸出。）無需變換電路即可

7、有較大的電量輸出。輸出輸出輸入輸入敏感元件敏感元件電源電源典型例子：變壓式位移傳感器典型例子：變壓式位移傳感器 感應同步器感應同步器3.1 傳感器的構成方法傳感器的構成方法v（3 3）能量變換特殊型（輔助能源型）能量變換特殊型（輔助能源型）特點：特點：v（1 1）只由敏感元件構成。）只由敏感元件構成。v（2 2）能量從被測對象獲得，屬能量變換型。能量從被測對象獲得，屬能量變換型。v（3）輔助能源輔助能源是為了是為了增加抗干擾能力增加抗干擾能力或或提高穩(wěn)定性提高穩(wěn)定性，或，或取出信號取出信號， 或為或為原理所需要而使用固定磁場原理所需要而使用固定磁場。 如霍爾式傳感器，使用固定磁場，這是利用磁鐵

8、來代替動力源，如霍爾式傳感器，使用固定磁場，這是利用磁鐵來代替動力源， 這時不把磁鐵看作動力源，而看作輔助能源。這時不把磁鐵看作動力源，而看作輔助能源。典型例子：典型例子： 光電管光電管 光電倍增管光電倍增管 CCD CCD 磁電感應式傳感器磁電感應式傳感器 霍爾式傳感器（霍爾型較特殊，可以看作上面的混合型）霍爾式傳感器（霍爾型較特殊，可以看作上面的混合型）輸出輸出輸入輸入敏感元件敏感元件輔助能源輔助能源3.1 傳感器的構成方法傳感器的構成方法v（4）電路參數(shù)型特點：v(1) (1) 敏感元件對輸入非電信號進行阻抗變換。敏感元件對輸入非電信號進行阻抗變換。v(2) (2) 轉換電路含有該敏感元

9、件。轉換電路含有該敏感元件。v(3) (3) 電源向轉換電路提供能量從而輸出電量，屬于能量控制型。電源向轉換電路提供能量從而輸出電量，屬于能量控制型。v(4) (4) 輸出能量遠大于輸入能量。輸出能量遠大于輸入能量。v(5) (5) 利用傳輸現(xiàn)象中的二次效應都屬于此類傳感器。利用傳輸現(xiàn)象中的二次效應都屬于此類傳感器。 它由敏感元件以及包含敏感元件在內它由敏感元件以及包含敏感元件在內的轉換電路和電源組成。的轉換電路和電源組成。輸出輸出輸入輸入 轉換電路轉換電路敏感元件敏感元件電源電源典型例子：典型例子： 電阻應變式、電感式、電容式、電渦流式、電阻應變式、電感式、電容式、電渦流式、 氣敏電阻、濕敏

10、電阻、光敏電阻、熱敏電阻等。氣敏電阻、濕敏電阻、光敏電阻、熱敏電阻等。3.1 傳感器的構成方法傳感器的構成方法v（5 5）多級變換型）多級變換型輸出輸出輸入輸入敏感元件敏感元件轉換元件轉換元件能量變換型能量變換型輸入輸入輸出輸出 轉換電路轉換電路敏感元件敏感元件轉換元件轉換元件電源電源能量控制型壓電式加速度傳感器壓電式加速度傳感器 目前大多數(shù)傳感器都是利用目前大多數(shù)傳感器都是利用敏感元件敏感元件把被測非電量轉換成某種可利把被測非電量轉換成某種可利用的中間變換物理量，再通過用的中間變換物理量，再通過轉換元件轉換元件，有時還需要，有時還需要轉換電路轉換電路轉換成便轉換成便于測量的電量輸出。于測量的

11、電量輸出。3.1 傳感器的構成方法傳感器的構成方法 熱平衡二次效應熱平衡二次效應R2R1DvDv膜片膜片懸臂支架懸臂支架應變片應變片P應變式力傳感器、應變式力傳感器、光纖式加速度、光纖式加速度、酶熱敏電阻式、酶熱敏電阻式、電容電感式加速度、電容電感式加速度、 霍爾式壓力傳感器?；魻柺綁毫鞲衅鳌Ｌ攸c：特點：設計自由度大，可用二級或二級以上變換，設計出適設計自由度大，可用二級或二級以上變換，設計出適應各種條件的傳感器。應各種條件的傳感器。3.1 傳感器的構成方法傳感器的構成方法 可利用的可利用的中間變換量中間變換量：是指那些容易轉換成電學量的物理量。：是指那些容易轉換成電學量的物理量。 在大多數(shù)

12、情況下，傳感器的輸出采取電量的形式，但是把輸入的物在大多數(shù)情況下，傳感器的輸出采取電量的形式，但是把輸入的物理量直接更換為電量不那么容易，而是轉換成為可利用的中間變換量。理量直接更換為電量不那么容易，而是轉換成為可利用的中間變換量。 在多數(shù)情況下，采取兩級或兩級以上的變換，這就增加了傳感器設在多數(shù)情況下，采取兩級或兩級以上的變換，這就增加了傳感器設計的自由度并使之適應各種條件。計的自由度并使之適應各種條件。被測量被測量中間變換量中間變換量轉換元件轉換元件力、壓力、熱、加速度、扭矩、力、壓力、熱、加速度、扭矩、溫度（雙金屬片）、流速、濕溫度（雙金屬片）、流速、濕度（高分子材料碳粒）度（高分子材料

13、碳粒）位移位移電容、電感、應變片、電容、電感、應變片、壓阻、霍爾壓阻、霍爾位移、轉數(shù)、濃度、氣體成分、位移、轉數(shù)、濃度、氣體成分、濕度、維生素濕度、維生素光量光量光電器件、射線光電器件、射線濕度、真空度、流速、尿素等濕度、真空度、流速、尿素等熱（溫度）熱（溫度）熱電偶、熱敏電阻熱電偶、熱敏電阻生物量、化學物質、離子濃生物量、化學物質、離子濃度、度、PHPH值、值、O O2 2、葡萄糖、葡萄糖復合物復合物（化學物質）（化學物質）電化學器件電化學器件（各類電極）（各類電極）3.1 傳感器的構成方法傳感器的構成方法2.參比補償型輸入輸入敏感元件敏感元件敏感元件敏感元件輸出輸出環(huán)境量環(huán)境量能量變換型能

14、量變換型 輸出輸出輸入輸入 轉換電路轉換電路環(huán)境量環(huán)境量敏感元件敏感元件敏感元件敏感元件能量控制型能量控制型 電源電源 為了消除環(huán)境條件變化（如溫度變化、電源電壓波動等）的影為了消除環(huán)境條件變化（如溫度變化、電源電壓波動等）的影響。采用兩個性能完全相同的傳感元件。響。采用兩個性能完全相同的傳感元件。3.1 傳感器的構成方法傳感器的構成方法特點：v(1) (1) 采用采用兩個（或兩個以上）性能完全相同的敏感元件。其兩個（或兩個以上）性能完全相同的敏感元件。其 中一個感受被測量和環(huán)境量，另一個只感受環(huán)境量作補中一個感受被測量和環(huán)境量，另一個只感受環(huán)境量作補 償用。償用。v(2) (2) 兩個敏感元

15、件同時接到電橋的相鄰兩臂或反串。兩個敏感元件同時接到電橋的相鄰兩臂或反串。v(3) (3) 能消除環(huán)境和條件變化干擾的影響（如溫度、電源電能消除環(huán)境和條件變化干擾的影響（如溫度、電源電 壓）。壓）。3.1 傳感器的構成方法傳感器的構成方法 例：電阻式或壓電式壓力傳感器中壓力與溫度變化對電阻、例：電阻式或壓電式壓力傳感器中壓力與溫度變化對電阻、壓電元件影響較近時，需用溫度補償片，構成參比型。壓電元件影響較近時，需用溫度補償片，構成參比型。 （一個為工作片，另一個為補償片。）（一個為工作片，另一個為補償片。）dVRRR1R2R1R23.1 傳感器的構成方法v3.差動結構型特點：特點：v(1) (1

16、) 采用采用兩個（或兩個以上）性能完全相同的敏感元件，同時感受相同兩個（或兩個以上）性能完全相同的敏感元件，同時感受相同的環(huán)境影響量和方向相反的被測量。的環(huán)境影響量和方向相反的被測量。v(2) (2) 反串或接入電橋相鄰的兩臂。反串或接入電橋相鄰的兩臂。v(3) (3) 輸出信號提高一倍。輸出信號提高一倍。v(4) (4) 傳感器差動結構以提高靈敏度、線性度，減小或消除環(huán)境因素的影傳感器差動結構以提高靈敏度、線性度，減小或消除環(huán)境因素的影響。響。應用：差動電阻式、差動電容式、差動電感式。應用：差動電阻式、差動電容式、差動電感式。輸入輸入 轉換電路敏感元件敏感元件敏感元件敏感元件反相反相電源電源

17、輸出輸出能量控制型能量控制型3.1 傳感器的構成方法傳感器的構成方法v4.反饋型特點：特點：v(1) (1) 傳感器的敏感元件（或轉換元件）同時傳感器的敏感元件（或轉換元件）同時兼作反饋元件兼作反饋元件。v(2) (2) 是是閉環(huán)系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)、傳感器輸入處于平衡狀態(tài)，故又稱為平衡式傳感器。、傳感器輸入處于平衡狀態(tài)，故又稱為平衡式傳感器。v(3) (3) 主要有力（位移）反饋和熱反饋型，如差動電容力平衡式加速度感主要有力（位移）反饋和熱反饋型，如差動電容力平衡式加速度感 器、熱線熱反饋型流速傳感器等器、熱線熱反饋型流速傳感器等。v(4) (4) 結構較復雜，應用于特殊場合（高精度微差壓、高流速）

18、。結構較復雜，應用于特殊場合（高精度微差壓、高流速）。電量電量 輸出輸出輸入輸入敏感元件敏感元件轉換電路轉換元件轉換元件伺服伺服放大系統(tǒng)放大系統(tǒng)電源電源逆轉換元件逆轉換元件3.1 傳感器的構成方法傳感器的構成方法小結：小結：v通用型：結構簡單、成本低的場合通用型：結構簡單、成本低的場合v參比型：精度要求高、性能好參比型：精度要求高、性能好v差動型：精度要求高、性能好差動型：精度要求高、性能好v反饋型：特殊要求場合反饋型：特殊要求場合3.2 傳感器與被測對象的關聯(lián)傳感器與被測對象的關聯(lián)3.2.1 傳感器與固體對象的關聯(lián)傳感器與固體對象的關聯(lián)3.2.2 傳感器與流體對象的關聯(lián)傳感器與流體對象的關聯(lián)

19、 3.2 傳感器與被測對象的關聯(lián)傳感器與被測對象的關聯(lián)被測對象分為固體、流體3.2.1 固體固體特點：特點：v(1)(1)傳感器與被測對象可視為一體，受環(huán)境變動的影響相同、易獲得較傳感器與被測對象可視為一體，受環(huán)境變動的影響相同、易獲得較 準確的信息。準確的信息。v(2)(2)標定方法和裝置與具體被測對象無關，可事先標定，標定結果對不標定方法和裝置與具體被測對象無關，可事先標定，標定結果對不 同對象可立即使用，不需再標定（現(xiàn)場）。同對象可立即使用，不需再標定（現(xiàn)場）。缺點：缺點： 有負荷效應。有負荷效應。 接觸型接觸型 負荷效應負荷效應（即被測對象承受負荷而改變其狀態(tài)或特性）與傳感器體（即被測

20、對象承受負荷而改變其狀態(tài)或特性）與傳感器體積、剛度、熱容量等參數(shù)大小有關，小到一定程度時可忽略，否則要補積、剛度、熱容量等參數(shù)大小有關，小到一定程度時可忽略，否則要補償，不補償則帶來誤差。償，不補償則帶來誤差。3.2.1 固體固體v2. 2. 非接觸型非接觸型v(1)(1)接受由被測對象發(fā)出的光或電磁波、輻射熱等。例如光電傳感器、接受由被測對象發(fā)出的光或電磁波、輻射熱等。例如光電傳感器、 紅外探測器。紅外探測器。v(2)(2)從傳感器向被測對象發(fā)射信號或與之構成電位差、距離改變等，用從傳感器向被測對象發(fā)射信號或與之構成電位差、距離改變等，用 傳感器接收相應的響應。例如超聲波、電渦流、電容傳感器

21、等。傳感器接收相應的響應。例如超聲波、電渦流、電容傳感器等。特點：特點：負荷效應一般極小，可以忽略。但激光干涉儀測位移，負荷效應一般極小，可以忽略。但激光干涉儀測位移， 反光鏡在被測物上，要考慮負荷效應。反光鏡在被測物上，要考慮負荷效應。缺點：缺點：v(1(1) )被測物的放射性、被測對象與傳感器之間的介質特性，在傳感器附被測物的放射性、被測對象與傳感器之間的介質特性，在傳感器附 近的其它物體，傳感器與被測物間距離變化影響輸出。近的其它物體，傳感器與被測物間距離變化影響輸出。v(2(2) )安裝位置任意，不能事先標定，故要現(xiàn)場標定。標定不僅取決于安安裝位置任意，不能事先標定，故要現(xiàn)場標定。標定

22、不僅取決于安裝位置，還與被測物形狀尺寸、物理參數(shù)以及環(huán)境等因素有關。裝位置，還與被測物形狀尺寸、物理參數(shù)以及環(huán)境等因素有關。 高溫、高速回轉物體（危險）、或被測對象很小、傳感器高溫、高速回轉物體（危險）、或被測對象很小、傳感器無法安裝、或負荷效應不易補償?shù)葓龊舷聭?。無法安裝、或負荷效應不易補償?shù)葓龊舷聭谩＋@取信息的獲取信息的方法方法：結論：根據(jù)具體使用目的、場合選擇。結論：根據(jù)具體使用目的、場合選擇。3.2.1 固體固體 （接觸型與非接觸型的比較）（接觸型與非接觸型的比較）項項 目目接觸型接觸型非接觸型非接觸型負荷效應負荷效應大大小小環(huán)境影響環(huán)境影響不容易影響不容易影響易受影響易受影響安裝

23、位置安裝位置固定固定可以移動可以移動標定標定預先預先現(xiàn)場現(xiàn)場分布檢測分布檢測困難困難容易容易分布檢測：分布檢測： 對觀測值或誤差是否服從某一分布所作的檢驗。檢驗時，對對觀測值或誤差是否服從某一分布所作的檢驗。檢驗時，對檢測值或誤差要計算一些數(shù)值統(tǒng)計量，將這些統(tǒng)計量與假設觀測檢測值或誤差要計算一些數(shù)值統(tǒng)計量，將這些統(tǒng)計量與假設觀測值或誤差服從某一分布時所得出的臨界值作比較，以判斷觀測值值或誤差服從某一分布時所得出的臨界值作比較，以判斷觀測值或誤差是否服從某一分布。或誤差是否服從某一分布。3.2.2 3.2.2 流體流體 利用傳感器測量流體的某些參數(shù)（流速、溫度、流量、利用傳感器測量流體的某些參數(shù)

24、（流速、溫度、流量、濃度等），這些參數(shù)是容器或管道中流動的一些參數(shù)，所以濃度等），這些參數(shù)是容器或管道中流動的一些參數(shù)，所以必須將傳感器安裝在容器里或管道中。因此必須將傳感器安裝在容器里或管道中。因此, ,傳感器對原來傳感器對原來流體的狀態(tài)或多或少地會產(chǎn)生一些影響。流體的狀態(tài)或多或少地會產(chǎn)生一些影響。特點：特點： (1) (1) 存在負荷效應。存在負荷效應。(2) (2) 要求傳感器與被測對象間能量授受越小越好，這將要求傳感器與被測對象間能量授受越小越好，這將導致傳感器的輸入信號很弱，必須采用高靈敏傳感器。導致傳感器的輸入信號很弱，必須采用高靈敏傳感器。差壓式流量計差壓式流量計3.3 傳感器對

25、信號的選擇傳感器對信號的選擇3.3.1 傳感器信號選擇機理傳感器信號選擇機理 3.3.2 傳感器的信號選擇方式傳感器的信號選擇方式 3.3.1 傳感器信號選擇機理傳感器信號選擇機理傳感器的基本機能是采集與變換被測信號。為使其正傳感器的基本機能是采集與變換被測信號。為使其正確采集應從結構、材料學等方面加以保證，確保采集確采集應從結構、材料學等方面加以保證，確保采集有用信號，阻止或剔除無用信號。有用信號，阻止或剔除無用信號。設設輸入變量輸入變量x1,x2,xn,傳感器傳感器內部變量內部變量u1,u2,ur,輸出變量輸出變量y1,y2ym,則傳感器的一般則傳感器的一般數(shù)學模型表達式數(shù)學模型表達式為：

26、為： yi=fi(x1,x2,xn, u1,u2,ur)其中其中i=1,2,m 如果被測信號為如果被測信號為x1,與之對應的輸出為與之對應的輸出為y1，則，則 y1=f1(x1,x2,xn, u1,u2,ur)為了得到為了得到x1與與y1一一對應，則必須使除一一對應，則必須使除x1以外的變量（稱干以外的變量（稱干擾量）固定或即使有變化，對擾量）固定或即使有變化，對x1也不產(chǎn)生影響或影響很小可忽也不產(chǎn)生影響或影響很小可忽略略。3.3.1 傳感器信號選擇機理傳感器信號選擇機理又如：金屬導線又如：金屬導線R金屬種類、純度、尺寸、金屬種類、純度、尺寸、溫度、應力。溫度、應力。如果如果測溫測溫，必須選擇

27、只隨溫度變化，結構上應，必須選擇只隨溫度變化，結構上應防止變形影響；如果選擇電阻隨尺寸、防止變形影響；如果選擇電阻隨尺寸、應力應力而而變化，則應防止溫度的影響，使之輸入、輸出變化，則應防止溫度的影響，使之輸入、輸出一一對應。一一對應。下面討論幾種常見的傳感器對信號的選擇方式：下面討論幾種常見的傳感器對信號的選擇方式：3.3.2 傳感器信號選擇方式傳感器信號選擇方式v1.固定方式 把把x x1 1之外的其他變量之外的其他變量固定，或用控制方法使其為定值，例熱電偶：固定，或用控制方法使其為定值，例熱電偶： 嚴格控制材料純度，使嚴格控制材料純度，使dudu1 1/dt/dt、dudu2 2/dt=0

28、/dt=0；基準結點溫度；基準結點溫度x x2 2固定為冰水固定為冰水點，熱電偶插入保護管內，避免因周圍環(huán)境及氣氛的影響。點，熱電偶插入保護管內，避免因周圍環(huán)境及氣氛的影響。三相點：三相點：物質的固相、液相物質的固相、液相及其上方的蒸汽相三相平衡及其上方的蒸汽相三相平衡共存時的溫度和壓強是一個共存時的溫度和壓強是一個固定值。例如水的三相點溫固定值。例如水的三相點溫度是度是273.16K.273.16K.dcba 基準接點基準接點（一般為冰點）（一般為冰點）+ + 電電- - 路路測量測量接點接點銅線銅線金屬絲金屬絲A A金屬絲金屬絲B B測試測試接頭接頭接監(jiān)接監(jiān)測測電位電位計計銅線銅線3.3.

29、2 傳感器信號選擇方式傳感器信號選擇方式v2.補償方式（參比）補償方式（參比） 利用被測量和干擾量共同作用的利用被測量和干擾量共同作用的第一第一函數(shù)量和只有干擾量作函數(shù)量和只有干擾量作用的用的第二第二函數(shù)量函數(shù)量之差之差（干擾量作用效果與被測量相加時）或（干擾量作用效果與被測量相加時）或之比之比（干擾量作用效果與被測量相乘時）來消除干擾量的影（干擾量作用效果與被測量相乘時）來消除干擾量的影響的一種方式。響的一種方式。設：被測量設：被測量x1，變量，變量x1；干擾量；干擾量x2，變量，變量x2共同作用的函數(shù)：共同作用的函數(shù)：f (x1+x1 , x2+x2)只有干擾作用的函數(shù)：只有干擾作用的函數(shù)

30、： f (x1 , x2+x2) 分別在分別在x1，x2附近泰勒展開，忽略二次以上的高階微小量附近泰勒展開，忽略二次以上的高階微小量3.3.2 傳感器信號選擇方式傳感器信號選擇方式 2222221212212122211212211)x( )xx(2)x( 21 + xxf+xxf+）x，x（ =）x + x， x(xfxxfxffxf )x( 2!1 +xxf+）x，x（ =）x + x， (222222221221xffxf)()(),(22211121xfaxfaxxf如果函數(shù)如果函數(shù)f(x1,x2)是是f1(x1)和和f2(x2)之和。例如之和。例如則取上兩式之差，可得則取上兩式之差，

31、可得)(! 22)(! 21),(),(2121221212112212211xxxxfxxfxxfxxxfxxxxf3.3.2 傳感器信號選擇方式傳感器信號選擇方式)(!22)(!21),(),(2121221212112212211xxxxfxxfxxfxxxfxxxxf)()(),(22211121xfaxfaxxf0)0(21212xaxxf設函數(shù)設函數(shù)f(x1,x2)是是x1和和x2的線性組合。例如的線性組合。例如時， 兩式之差為：兩式之差為： )(! 212121211xxfxxfx2的影響在輸出中被消除了，達到全補償?shù)挠绊懺谳敵鲋斜幌?，達到全補償3.3.2 傳感器信號選擇方式

32、傳感器信號選擇方式（2）如果函數(shù)）如果函數(shù)f(x1,x2)是是f1(x1)和和f2(x2)之積，例如之積，例如)()(),(221121xfxafxxf則取上兩式之比，它們的輸出為則取上兩式之比，它們的輸出為（作用函數(shù)：）（作用函數(shù)：）)()(),(2221112211xxfxxafxxxxf)()(),(22211221xxfxafxxxf)()(),(),(111112212211xfxxfxxxfxxxxf消除了干擾量影響，得到了完全補償。消除了干擾量影響，得到了完全補償。例子：電阻工作應變片與補償應變片接成橋式電路。例子：電阻工作應變片與補償應變片接成橋式電路。3.3.2 傳感器信號選

33、擇方式傳感器信號選擇方式v3.差動方式 被測量朝兩個方向對稱變化，而作為影響量的次要變量則朝一個方向被測量朝兩個方向對稱變化，而作為影響量的次要變量則朝一個方向變化，然后取差，就能將被測量選擇出來。變化，然后取差，就能將被測量選擇出來。 使傳感器的兩個相反的方向（即一個增大，另一個減?。?，感受同一使傳感器的兩個相反的方向（即一個增大，另一個減?。惺芡槐粶y量，而且以兩個相同方向感受干擾量，取兩個函數(shù)之差作為輸出。被測量，而且以兩個相同方向感受干擾量，取兩個函數(shù)之差作為輸出。 例如：差動結構傳感器有例如：差動結構傳感器有差動式電容差動式電容、電感傳感器電感傳感器、變壓器變壓器式式以及利用傳播

34、時間差原理的以及利用傳播時間差原理的超聲波流速儀超聲波流速儀、應變式電橋應變式電橋傳傳感器等。感器等。 設被測量為設被測量為x1，干擾量為，干擾量為x2，則差動式作用函數(shù)分別為，則差動式作用函數(shù)分別為),(),(22112211xxxxfxxxxf3.3.2 傳感器信號選擇方式傳感器信號選擇方式 )x( )xx(2)x( 21 + xxf+xxf+）x，x（ =）x + x， x(2222221212212122211212211xfxxfxffxf )x( )xx(2)x( 21 + xxf+xxf-）x，x（ =）x + x， x(2222221212212122211212211xfxx

35、fxffxf)(2)(2）x + x， x(-）x + x， x(212121122112211xxxxfxxfxfxf用多項式展開，忽略兩次以上的高階量，并求差得：用多項式展開，忽略兩次以上的高階量，并求差得：)(! 22)(! 21),(),(2121221212112212211xxxxfxxfxxfxxxfxxxxf3.3.2 傳感器信號選擇方式傳感器信號選擇方式 0212xxf 可知與補償法相比，靈敏度提高了一倍，消除了可知與補償法相比，靈敏度提高了一倍，消除了(x2 )2非線性項，改善了傳感器的非線性。非線性項，改善了傳感器的非線性。當當x1, ,x2為算術迭加時，為算術迭加時，

36、例：一維線性組合例：一維線性組合 )()(),(22211121xfaxfaxxf此時此時x2的影響可完全消除。的影響可完全消除。3.3.2 傳感器信號選擇方式傳感器信號選擇方式v4.頻率域頻率域及時間域的選擇及時間域的選擇 信號和噪聲的頻帶重迭時，可以對信號頻率進行調制，將其移到別信號和噪聲的頻帶重迭時，可以對信號頻率進行調制，將其移到別的頻帶上，以達到與噪聲分離的目的。（采用包含直流信號的調頻放大和采的頻帶上，以達到與噪聲分離的目的。（采用包含直流信號的調頻放大和采用微弱光的遮光器如用扇形板法使其變?yōu)閿嗬m(xù)光等放大的方式）用微弱光的遮光器如用扇形板法使其變?yōu)閿嗬m(xù)光等放大的方式） 利用被測量信

37、號與利用被測量信號與干擾信號的頻率范圍不同干擾信號的頻率范圍不同進行信號選擇，通常采用進行信號選擇，通常采用各種濾波器（機械濾波和各種濾波器（機械濾波和電子濾波）。例如傳感器電子濾波）。例如傳感器上裝防振橡膠（機械濾上裝防振橡膠（機械濾波），抑制機械振動噪音波），抑制機械振動噪音的影響。的影響。光電高溫計光電高溫計3.3.2 傳感器信號選擇方式傳感器信號選擇方式v4.頻率域及頻率域及時間域時間域的選擇的選擇v(1)(1)分時采數(shù)法（時間窗）：分時采數(shù)法（時間窗）：X X1 1與與X X2 2出時間不同，時間域不同，可出時間不同，時間域不同，可在在X X1 1出現(xiàn)時讀取，時間域內的信號選擇出現(xiàn)時

38、讀取，時間域內的信號選擇；v(2)(2)被測被測X1X1幅度遠比噪聲幅度遠比噪聲X2X2小時，被淹沒小時，被淹沒 若已知若已知X1頻率或周期頻率或周期，則用，則用同步檢波法同步檢波法設被測設被測X X1 1=s(t)cost=s(t)cost, ,選用標準信號選用標準信號 )cos(tR同時輸入一個乘法器，輸出為：同時輸入一個乘法器，輸出為：RS(t)cos+cos(2t+)/2RS(t)cos+cos(2t+)/2 再通過低通濾波器濾除再通過低通濾波器濾除 22分量分量得得RS(t)cosRS(t)cos信號信號 當當=0=0時，輸出為最大。時，輸出為最大。乘法器乘法器X X1 1=S(=S

39、(t t)COS()COS(tt) )低通濾波器低通濾波器RS(t)cos(RS(t)cos() )Rcos(Rcos(t+t+) )3.3.2 傳感器信號選擇方式傳感器信號選擇方式v(3)(3)同步相加平均法同步相加平均法（利用信號自相關原理進行信號檢（利用信號自相關原理進行信號檢測）：測）：X1X1和和X2X2中，中，已知已知X1X1規(guī)則變化周期信號，并已知周規(guī)則變化周期信號，并已知周期期，可采用同步加法，將時間軸（，可采用同步加法，將時間軸（t t）按被測信號周期分）按被測信號周期分段，相同起始點進行段，相同起始點進行N N次相次相 加，則被測信號放大加，則被測信號放大N N倍，而倍，而

40、干擾信號因其隨機性干擾信號因其隨機性則放大則放大 倍，倍， 噪聲被平均，功率噪聲被平均，功率變?yōu)樽優(yōu)?倍，提高了信噪比。倍，提高了信噪比。NN信噪比信噪比: : NNNNS/3.3.2 傳感器信號選擇方式傳感器信號選擇方式 同步相加平均法同步相加平均法3.4 傳感器的傳遞矩陣傳感器的傳遞矩陣 3.4.1 二端口傳感器的一般表達式二端口傳感器的一般表達式3.4.2 二端口傳感器的傳遞矩陣二端口傳感器的傳遞矩陣 3.4.3 二端口傳感器的負載效應二端口傳感器的負載效應 3.4.4 傳感器的廣義輸入、輸出特性傳感器的廣義輸入、輸出特性 3.4.5 負載效應的理論機理及消除方法負載效應的理論機理及消除

41、方法 3.4 3.4 傳感器的傳遞矩陣傳感器的傳遞矩陣（兩通道網(wǎng)絡概念分析方法）（兩通道網(wǎng)絡概念分析方法）目的：分析傳感器在測量系統(tǒng)中與相關聯(lián)的部件的目的：分析傳感器在測量系統(tǒng)中與相關聯(lián)的部件的關系，或者一個復雜的傳感器系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)之間的關系，或者一個復雜的傳感器系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)之間的關系。關系。方法：化簡、級聯(lián)。方法：化簡、級聯(lián)。 因為子系統(tǒng)因為子系統(tǒng)B B與與A A結合之后，在子系統(tǒng)結合之后，在子系統(tǒng)A A中產(chǎn)生了中產(chǎn)生了負載效應。把負載效應因素考慮進去再來分析傳感器負載效應。把負載效應因素考慮進去再來分析傳感器的特性時，有必要把傳感器看成兩通道裝置來處理。的特性時，有必要把傳感器看成兩通道裝

42、置來處理。子系統(tǒng)子系統(tǒng)B B子系統(tǒng)子系統(tǒng)A A3.4.13.4.1 二端口傳感器的二端口傳感器的一般表達式一般表達式X2 傳感器x1X1x2x1： 輸入端示容變量輸入端示容變量 X1： 輸入端示強變量輸入端示強變量x2： 輸出端示容變量輸出端示容變量 X2： 輸出端示強變量輸出端示強變量 當傳感器在線性范圍內工作時，二端口傳感器當傳感器在線性范圍內工作時，二端口傳感器與二端口電路的固有特性相似。因此可比照二端電與二端口電路的固有特性相似。因此可比照二端電路的分析方法分析二端口傳感器的固有特性。路的分析方法分析二端口傳感器的固有特性。I2I1U2U1 電電 路路1.1.二端口電路二端口電路固有特

43、性的表達式固有特性的表達式 根據(jù)二端口網(wǎng)絡，用根據(jù)二端口網(wǎng)絡，用短路導納節(jié)點電壓法短路導納節(jié)點電壓法011112|UUIY輸入短路輸出輸入短路輸出導納導納 022221|UUIY輸入端短路時的電流與輸出端電壓之比（輸入端短路時的電流與輸出端電壓之比（轉移導納轉移導納）021121|UUIY輸出端短路時的電流與輸入端電壓之比（輸出端短路時的電流與輸入端電壓之比（轉移導納轉移導納）012212|UUIY22212122121111UYUYIUYUYI 則系數(shù)則系數(shù) 稱為稱為導納矩陣導納矩陣。 22211211YYYY即二端口電路可用即二端口電路可用短路導納短路導納和和短路轉移導納短路轉移導納來表示

44、來表示輸出短路輸入輸出短路輸入導納導納 I2I1U2U1 電 路2. 2. 二端口二端口傳感器傳感器固有特性固有特性一般表達式一般表達式示強變量用示強變量用X X1 1（輸入）、（輸入）、X X2 2（輸出）（輸出）示容變量用示容變量用x x1 1（輸入）、（輸入）、x x2 2（輸出）（輸出）22212122121111XYXYxXYXYx導納：導納： 011112|XXxY022221|XXxY轉移導納： 021121XXxY012212XXxYY Yijij量綱為量綱為 流量流量/ /強度強度相當于電參量相當于電參量 電流電流/ /電壓電壓= =電導納電導納借用電工學的名稱，借用電工學的

45、名稱，22211211YYYY把把 稱為稱為導納矩陣導納矩陣。二端口傳感器的一般表達式為：二端口傳感器的一般表達式為：X2 傳感器傳感器x1X1x2I2I1U2U1 電電 路路3.4.2 3.4.2 二端口傳感器的二端口傳感器的傳遞矩陣傳遞矩陣：1 1傳遞矩陣傳遞矩陣在考察幾個子系統(tǒng)結合成一個系統(tǒng)時，用在考察幾個子系統(tǒng)結合成一個系統(tǒng)時，用-x-x2 2取代取代x x2 2 -x-x2 2是表示從一個子系統(tǒng)的流出，接著流進接續(xù)的另一個子系統(tǒng)是表示從一個子系統(tǒng)的流出，接著流進接續(xù)的另一個子系統(tǒng)的示容變量。的示容變量。把上式（第把上式（第個式個式（ ）改寫）改寫）2212222111XYYxYX21

46、22YYA211YB代入（ ）式221112212211122121222122112211111xYYXYYYYYXYXYYYxYYx)()(221221xDCXxxBAXX其中： ,2122YYA,121YB ,2122111221YYYYYC 2111YYD2221212XYXYx2121111XYXYx)(22xDCX)(22xBAX子系統(tǒng)子系統(tǒng)B B子系統(tǒng)子系統(tǒng)A A22212122121111XYXYxXYXYx方程用矩陣表示：方程用矩陣表示：2211xXDCBAxX導納行列式：導納行列式：DCBA稱為稱為F F行列式（矩陣）行列式（矩陣）代表了傳感器的固有特性，代表了傳感器的固有

47、特性， 在網(wǎng)絡內稱為在網(wǎng)絡內稱為連接矩陣連接矩陣。從能量角度考慮，討論其連接關系從能量角度考慮，討論其連接關系)()(221221xDCXxxBAXX3.5 3.5 雙向傳感器統(tǒng)一理論雙向傳感器統(tǒng)一理論v在傳感器中，有一大部分具有可逆特性。在傳感器中，有一大部分具有可逆特性。v當兩個系統(tǒng)能用同一類型的微分方程描述，系統(tǒng)間當兩個系統(tǒng)能用同一類型的微分方程描述，系統(tǒng)間存在著某些共有屬性或特征時，這對系統(tǒng)呈現(xiàn)出某存在著某些共有屬性或特征時，這對系統(tǒng)呈現(xiàn)出某種程度的相似性，這些共有屬性或特征稱為相似特種程度的相似性，這些共有屬性或特征稱為相似特性，系統(tǒng)間的整體相似稱為系統(tǒng)相似。性，系統(tǒng)間的整體相似稱為

48、系統(tǒng)相似。 v在研究機械系統(tǒng)時，可以充分利用相似特性進行機在研究機械系統(tǒng)時，可以充分利用相似特性進行機電模擬，這樣將帶來許多好處。電模擬，這樣將帶來許多好處。 3.6 3.6 傳感器敏感元件的加工新技術傳感器敏感元件的加工新技術v薄膜技術薄膜技術：薄膜是一種特殊的物質形態(tài)，是一種在：薄膜是一種特殊的物質形態(tài)，是一種在襯底表面上添加材料的工藝。襯底表面上添加材料的工藝。 v微細加工技術微細加工技術：微細加工起源于半導體制造工藝，：微細加工起源于半導體制造工藝，原來指加工尺度約在微米級范圍的加工方式。在微原來指加工尺度約在微米級范圍的加工方式。在微機械研究領域中，它是微米級，亞微米級乃至毫微機械研

49、究領域中，它是微米級，亞微米級乃至毫微米級微細加工的通稱。米級微細加工的通稱。 v離子注入技術離子注入技術：離子注入是在其容器內，把所需元：離子注入是在其容器內，把所需元素的原子電離成離子，并將其加速幾十至幾百千電素的原子電離成離子，并將其加速幾十至幾百千電子伏的能量后，注入以工件表面上，達到材料改性子伏的能量后，注入以工件表面上，達到材料改性的一種技術。的一種技術。 3.7 3.7 傳感器的性能指標傳感器的性能指標v傳感器的輸出傳感器的輸出輸入特性是傳感器的最基本特性，傳感器的輸入特性是傳感器的最基本特性，傳感器的各種性能指標都是根據(jù)傳感器的輸出和輸入的對應關系來描各種性能指標都是根據(jù)傳感器

50、的輸出和輸入的對應關系來描述的。研究傳感器的特性，以便用理論指導其設計、制造、述的。研究傳感器的特性，以便用理論指導其設計、制造、校準和使用。校準和使用。v傳感器所測量的被測量基本上有兩種形式。一種是穩(wěn)態(tài)（靜傳感器所測量的被測量基本上有兩種形式。一種是穩(wěn)態(tài)（靜態(tài)或準靜態(tài)）的形式，這種信號不隨時間變化（或變化很緩態(tài)或準靜態(tài)）的形式，這種信號不隨時間變化（或變化很緩慢）；另一種是動態(tài)（周期變化或瞬態(tài)）的形式，這種信號慢）；另一種是動態(tài)（周期變化或瞬態(tài)）的形式，這種信號是隨著時間變化而變化的。由于輸入被測量不同，傳感器所是隨著時間變化而變化的。由于輸入被測量不同，傳感器所表現(xiàn)出來的輸出表現(xiàn)出來的輸出

51、輸入特性也不同，因此存在所謂靜態(tài)特性輸入特性也不同，因此存在所謂靜態(tài)特性和動態(tài)特性。和動態(tài)特性。3.7.1 3.7.1 靜態(tài)數(shù)學模型靜態(tài)數(shù)學模型及其靜態(tài)特性指標及其靜態(tài)特性指標nnxaxaxaay22103.7.1 3.7.1 靜態(tài)數(shù)學模型及其靜態(tài)數(shù)學模型及其靜態(tài)特性指標靜態(tài)特性指標v（1）量程與測量范圍）量程與測量范圍 v（2）線性度）線性度v（3）靈敏度）靈敏度 v（4）分辨力）分辨力v（5）閾值）閾值 v（6）遲滯（回差，滯后）遲滯（回差，滯后）v（7）重復性）重復性 v（8）穩(wěn)定性）穩(wěn)定性v（9）漂移）漂移 v（10）靜態(tài)誤差）靜態(tài)誤差3.7.1 3.7.1 動態(tài)數(shù)學模型及其動態(tài)數(shù)學模

52、型及其動態(tài)特性指標動態(tài)特性指標v（1） 微分方程微分方程v（2） 傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)xbdtdxbdtxdbdtxdbyadtdyadtydadtydammmmmmnnnnnn011110111101110111)()()(asasasabsbsbsbsXsYsHnnnnmmmm3.7.1 3.7.1 動態(tài)數(shù)學模型動態(tài)數(shù)學模型及其動態(tài)特性指標及其動態(tài)特性指標v（1 1）階躍響應及時域性能指標：）階躍響應及時域性能指標：時間常數(shù)時間常數(shù) 上升時間上升時間響應時間響應時間超調量超調量峰值時間峰值時間 延滯時間延滯時間衰減率衰減率穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)誤差誤差 v（2 2）頻域響應及頻域性能指標：）頻域響應及頻域性

53、能指標：截止頻率、通頻帶和工截止頻率、通頻帶和工作頻帶作頻帶諧振頻率和固有頻率諧振頻率和固有頻率幅值頻率誤差和相位頻率誤幅值頻率誤差和相位頻率誤差差 01110111)()()()()()()()()(ajajajabjbjbjbjXjYjHnmnmmmmmjjtjtjeAeXYXeYejXjYjH)()()()()(XYjHA)()()()(Re)()(Imarctan)(jXjYjXjY3.7 傳感器的性能指標傳感器的性能指標3.7.1 傳感器的靜態(tài)數(shù)學模型及其靜態(tài)特性指標傳感器的靜態(tài)數(shù)學模型及其靜態(tài)特性指標3.7.2 傳感器的動態(tài)數(shù)學模型及其動態(tài)特性指標傳感器的動態(tài)數(shù)學模型及其動態(tài)特性指

54、標3.7.3 傳感器的其他性能指標傳感器的其他性能指標 3.7.3 3.7.3 傳感器的其他性能指標傳感器的其他性能指標v1.傳感器的傳感器的互換性互換性 v傳感器的互換性是指一個傳感器可以完全代替另一個傳感器，傳感器的互換性是指一個傳感器可以完全代替另一個傳感器，而它的機械尺寸、各項性能指標不需重新校準就可滿足使用而它的機械尺寸、各項性能指標不需重新校準就可滿足使用要求，更換后的誤差不會超過原來的范圍；即傳感器的功能、要求，更換后的誤差不會超過原來的范圍；即傳感器的功能、尺寸具有完全的互換能力尺寸具有完全的互換能力v為了傳感器的互換性，批量生產(chǎn)的傳感器的各項性能指標應為了傳感器的互換性，批量

55、生產(chǎn)的傳感器的各項性能指標應完全一致。由于同一種傳感器的制造工藝和所采用的材料是完全一致。由于同一種傳感器的制造工藝和所采用的材料是相同的，需要重點保證的通常是輸出特性的一致性。傳感器相同的，需要重點保證的通常是輸出特性的一致性。傳感器的零位電平通?？烧{，需要控制的指標就變成靈敏度（對線的零位電平通?？烧{，需要控制的指標就變成靈敏度（對線性傳感器）或性傳感器）或dy/dxdy/dx（對非線性傳感器）的一致性的控制。（對非線性傳感器）的一致性的控制。3.7.3 3.7.3 傳感器的其他性能指標傳感器的其他性能指標v2.可靠性可靠性 v可靠性的經(jīng)典定義為：產(chǎn)品在可靠性的經(jīng)典定義為：產(chǎn)品在規(guī)定條件規(guī)

56、定條件下和下和規(guī)定時間規(guī)定時間內，完內，完成成規(guī)定功能規(guī)定功能的能力。具體到傳感器，其可靠性的評價主要包的能力。具體到傳感器，其可靠性的評價主要包括兩方面的內容。括兩方面的內容。v耐環(huán)境能力耐環(huán)境能力：指傳感器耐受如高溫、沖擊等惡劣環(huán)境因素：指傳感器耐受如高溫、沖擊等惡劣環(huán)境因素的能力。此指標一般研究故障在產(chǎn)品的什么部位，以什么形的能力。此指標一般研究故障在產(chǎn)品的什么部位，以什么形式發(fā)生，并進而以物理、化學等方面進行失效機理分析得到。式發(fā)生，并進而以物理、化學等方面進行失效機理分析得到。v壽命評估壽命評估：指采用概率論模型得到的傳感器發(fā)生故障與使：指采用概率論模型得到的傳感器發(fā)生故障與使用時間

57、之間的對應統(tǒng)計關系。用時間之間的對應統(tǒng)計關系。v可靠性指標一般包括可靠性指標一般包括失效率失效率、可靠度可靠度、平均壽命平均壽命、可靠壽命可靠壽命等。等。3.7.3 3.7.3 傳感器的其他性能指標傳感器的其他性能指標v2.可靠性可靠性v所謂所謂失效率失效率是指工作到某時刻尚未失效的產(chǎn)品，在該時刻是指工作到某時刻尚未失效的產(chǎn)品，在該時刻后單位時間內發(fā)生失效的概率。一般記為后單位時間內發(fā)生失效的概率。一般記為( (t t) )，稱為，稱為失效失效率率函數(shù)，有時也稱為故障率函數(shù)或風險函數(shù)。函數(shù)，有時也稱為故障率函數(shù)或風險函數(shù)。v在進行實際失效率評估時，一般假定失效率維持不變，因在進行實際失效率評估

58、時，一般假定失效率維持不變，因此可用某一產(chǎn)品此可用某一產(chǎn)品每單位壽命測度內的失效數(shù)每單位壽命測度內的失效數(shù)與與保持完好的保持完好的產(chǎn)品數(shù)產(chǎn)品數(shù)之比來測算。之比來測算。保持完好的產(chǎn)品數(shù)數(shù)單位壽命測度內的失效失效率3.7.3 3.7.3 傳感器的其他性能指標傳感器的其他性能指標v2.可靠性可靠性v假定在時刻假定在時刻t t時，時，N N個產(chǎn)品中個產(chǎn)品中N Ns s（t t）個產(chǎn)品保持完好，在時）個產(chǎn)品保持完好，在時間間隔（間間隔（t t，t t+ +dtdt）內，有）內，有dNdNf f（t t）個產(chǎn)品失效，則失效率）個產(chǎn)品失效，則失效率為：為：v在任意時刻在任意時刻t t的可靠工作的概率（的可靠

59、工作的概率（可靠度可靠度）表示為）表示為v由于實際評估時的由于實際評估時的N N始終是有限值，因此始終是有限值，因此R R( (t t) )只能是估計只能是估計值。值。dttdNtNtfs)()(1)(NtNtRsN)(lim)(3.7.3 3.7.3 傳感器的其他性能指標傳感器的其他性能指標v2.可靠性可靠性v由于在由于在t t=0=0與隨后任意時刻與隨后任意時刻t t之間的任何時間間隔內，該產(chǎn)之間的任何時間間隔內，該產(chǎn)品或者品或者保持完好保持完好或者是或者是失效失效，因此：，因此：NtNtRsN)(lim)()()(tNTNNfsdttdNtNtfs)()(1)()()()()()(1)(

60、)(tRtNtNtdttdNNdtNtNNddttdRsffdttetR)()(3.7.3 3.7.3 傳感器的其他性能指標傳感器的其他性能指標v2.可靠性可靠性v因此，產(chǎn)品的可靠性可根據(jù)失效率來計算。如認為失效率因此，產(chǎn)品的可靠性可根據(jù)失效率來計算。如認為失效率為常數(shù)，則該產(chǎn)品的為常數(shù)，則該產(chǎn)品的可靠度可靠度符合指數(shù)分布：符合指數(shù)分布：v在市場上某些傳感器產(chǎn)品所給出的可靠性指標為在市場上某些傳感器產(chǎn)品所給出的可靠性指標為平均壽命平均壽命，一般用一般用MTTFMTTF( (mean timemean time toto failurefailure) )或或MTBFMTBF( (meanmea