現(xiàn)代檢測技術(shù)傳感器特征學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1現(xiàn)代檢測技術(shù)現(xiàn)代檢測技術(shù)(jsh)傳感器特征傳感器特征第一頁，共37頁。3.1傳感器的定義傳感器的定義(dngy)及分類及分類圖圖3-1 傳感器組成傳感器組成(z chn)框圖框圖第2頁/共37頁第二頁，共37頁。3.1傳感器的定義傳感器的定義(dngy)及分類及分類我們所要測量的非電量并不是我們所持有的轉(zhuǎn)我們所要測量的非電量并不是我們所持有的轉(zhuǎn)換元件所能轉(zhuǎn)換的那種非電量，這就需要在轉(zhuǎn)換元件前換元件所能轉(zhuǎn)換的那種非電量，這就需要在轉(zhuǎn)換元件前面增加一個能把被測非電量轉(zhuǎn)換為該轉(zhuǎn)換元件能夠接受面增加一個能把被測非電量轉(zhuǎn)換為該轉(zhuǎn)換元件能夠接受和轉(zhuǎn)換的非電量的裝置或器件。這種能把被測非電量轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)

2、換的非電量的裝置或器件。這種能把被測非電量轉(zhuǎn)換為可用非電量的器件或裝置稱為敏感元件。換為可用非電量的器件或裝置稱為敏感元件。轉(zhuǎn)換元件所轉(zhuǎn)換得到的電量并不是后面的顯示轉(zhuǎn)換元件所轉(zhuǎn)換得到的電量并不是后面的顯示記錄電路所能直接利用的。例如，電阻式應(yīng)變記錄電路所能直接利用的。例如，電阻式應(yīng)變(yngbin)傳感器把應(yīng)變傳感器把應(yīng)變(yngbin)轉(zhuǎn)換為電阻變化，轉(zhuǎn)換為電阻變化，電阻雖然屬電量，但不能被電壓顯示儀表所接受。電阻雖然屬電量，但不能被電壓顯示儀表所接受。第3頁/共37頁第三頁，共37頁。3.1傳感器的定義傳感器的定義(dngy)及分類及分類接在轉(zhuǎn)換元件后面具有這種功能的電路，稱之為測量電接在

3、轉(zhuǎn)換元件后面具有這種功能的電路，稱之為測量電路或傳感器接口電路。例如，電阻應(yīng)變片接入電橋，將電阻變化路或傳感器接口電路。例如，電阻應(yīng)變片接入電橋，將電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓變化，這里電橋便是電阻傳感器常用的測量電路。轉(zhuǎn)換為電壓變化，這里電橋便是電阻傳感器常用的測量電路。有些國家和有些學(xué)科領(lǐng)域，也將傳感器稱為變換器、檢有些國家和有些學(xué)科領(lǐng)域，也將傳感器稱為變換器、檢測器或探測器。測器或探測器。凡能輸出標(biāo)準(zhǔn)信號的傳感器稱為變送器。也就是說，變凡能輸出標(biāo)準(zhǔn)信號的傳感器稱為變送器。也就是說，變送器是傳感器配接能輸出標(biāo)準(zhǔn)信號的接口電路后構(gòu)成的將非電量送器是傳感器配接能輸出標(biāo)準(zhǔn)信號的接口電路后構(gòu)成的將非電量(d

4、inling)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號的器件或裝置。轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號的器件或裝置。第4頁/共37頁第四頁，共37頁。3.1傳感器的定義傳感器的定義(dngy)及及分類分類 國際電工委員會將國際電工委員會將420mA直流電流信號和直流電流信號和15V直流電壓信號確定為過程控制系統(tǒng)直流電壓信號確定為過程控制系統(tǒng)(kn zh x tn)電模擬信號的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。所以變送器通常就是指將非電量轉(zhuǎn)換為電模擬信號的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。所以變送器通常就是指將非電量轉(zhuǎn)換為420mA直流電流信號的器件或裝置。直流電流信號的器件或裝置。第5頁/共37頁第五頁，共37頁。3.1傳感器的定義傳感器的定義(dngy)及分及分類類3.1.2傳感器的

5、分類傳感器的分類(fn li)按基本效應(yīng)按基本效應(yīng) 傳感器一般都是根據(jù)物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)的效應(yīng)和規(guī)律設(shè)計而成的傳感器一般都是根據(jù)物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)的效應(yīng)和規(guī)律設(shè)計而成的，因此大體上可分為物理型、化學(xué)型和生物型三大類。，因此大體上可分為物理型、化學(xué)型和生物型三大類。 化學(xué)型傳感器是利用電化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)型傳感器是利用電化學(xué)反應(yīng)原理(yunl)，把無機(jī)和有機(jī)化學(xué)物質(zhì)，把無機(jī)和有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的成分、濃度等轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器。的成分、濃度等轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器。 生物型傳感器是利用生物活性物質(zhì)選擇性，識別和測定生物和化學(xué)物生物型傳感器是利用生物活性物質(zhì)選擇性，識別和測定生物和化學(xué)物質(zhì)的傳感器。質(zhì)的

6、傳感器。第6頁/共37頁第六頁，共37頁。3.1傳感器的定義傳感器的定義(dngy)及分類及分類按構(gòu)成原理按構(gòu)成原理 按照構(gòu)成原理，物理型傳感器又可分為按照構(gòu)成原理，物理型傳感器又可分為(fn wi)物性型傳感器和結(jié)構(gòu)物性型傳感器和結(jié)構(gòu)型傳感器。型傳感器。 物性型傳感器是利用其物理特性變化實(shí)現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換，例如，水銀溫度物性型傳感器是利用其物理特性變化實(shí)現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換，例如，水銀溫度計是利用水銀的熱脹冷縮現(xiàn)象把溫度的變化轉(zhuǎn)換成水銀柱的高低，實(shí)現(xiàn)溫度計是利用水銀的熱脹冷縮現(xiàn)象把溫度的變化轉(zhuǎn)換成水銀柱的高低，實(shí)現(xiàn)溫度的測量。的測量。 結(jié)構(gòu)型傳感器是利用其結(jié)構(gòu)參數(shù)變化實(shí)現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換，例如變極距型電結(jié)構(gòu)型傳感器

7、是利用其結(jié)構(gòu)參數(shù)變化實(shí)現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換，例如變極距型電容式傳感器是利用極板間距離的變化來實(shí)現(xiàn)測量的。容式傳感器是利用極板間距離的變化來實(shí)現(xiàn)測量的。第7頁/共37頁第七頁，共37頁。按能量按能量(nngling)轉(zhuǎn)換原理轉(zhuǎn)換原理 根據(jù)能量根據(jù)能量(nngling)轉(zhuǎn)換原理可分為有源傳感器和無源轉(zhuǎn)換原理可分為有源傳感器和無源傳感器。有源傳感器將非電量轉(zhuǎn)換為電能量傳感器。有源傳感器將非電量轉(zhuǎn)換為電能量(nngling)（如（如電動勢、電荷式傳感器等），也稱為能量電動勢、電荷式傳感器等），也稱為能量(nngling)轉(zhuǎn)換型轉(zhuǎn)換型傳感器。通常配有電壓測量和放大電路，如光電式傳感器、熱傳感器。通常配有電壓測量和

8、放大電路，如光電式傳感器、熱電式傳感器均屬于此類傳感器；電式傳感器均屬于此類傳感器； 無源傳感器不起能量無源傳感器不起能量(nngling)轉(zhuǎn)換作用，只是將被測轉(zhuǎn)換作用，只是將被測非電量轉(zhuǎn)換為電參數(shù)的量，也稱為能量非電量轉(zhuǎn)換為電參數(shù)的量，也稱為能量(nngling)控制型傳控制型傳感器。如電阻式、電感式及電容式傳感器等。感器。如電阻式、電感式及電容式傳感器等。3.1傳感器的定義傳感器的定義(dngy)及分及分類類第8頁/共37頁第八頁，共37頁。3.1傳感器的定義傳感器的定義(dngy)及分及分類類按輸出按輸出(shch)信號的性質(zhì)信號的性質(zhì) 根據(jù)輸出根據(jù)輸出(shch)信號的性質(zhì)可分為模擬式

9、傳感器和數(shù)字式傳感器信號的性質(zhì)可分為模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器。 即模擬式傳感器輸出即模擬式傳感器輸出(shch)連續(xù)變化的模擬信號，數(shù)字式傳感器連續(xù)變化的模擬信號，數(shù)字式傳感器輸出輸出(shch)數(shù)字信號。數(shù)字信號。按輸入物理量按輸入物理量 根據(jù)輸入物理量可分為位移傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、溫根據(jù)輸入物理量可分為位移傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、溫度傳感器及流量傳感器等。度傳感器及流量傳感器等。按工作原理按工作原理 根據(jù)工作原理可分為電阻式、電感式、電容式及光電式等。根據(jù)工作原理可分為電阻式、電感式、電容式及光電式等。第9頁/共37頁第九頁，共37頁。3.1傳感器的定義傳感器的定義(

10、dngy)及分及分類類按測量方式按測量方式(fngsh) 分為接觸式傳感器和非接觸式傳感器。分為接觸式傳感器和非接觸式傳感器。 接觸式傳感器與被測物體接觸，如電阻應(yīng)變式傳感器接觸式傳感器與被測物體接觸，如電阻應(yīng)變式傳感器和壓電式傳感器。和壓電式傳感器。 非接觸式傳感器與被測物體不接觸，如光電式傳感器非接觸式傳感器與被測物體不接觸，如光電式傳感器、紅外線傳感器、渦流傳感器和超聲波傳感器等。、紅外線傳感器、渦流傳感器和超聲波傳感器等。第10頁/共37頁第十頁，共37頁。3.2 傳感器的基本傳感器的基本(jbn)特性特性檢測系統(tǒng)（傳感器）特性主要是指輸出與檢測系統(tǒng)（傳感器）特性主要是指輸出與輸入輸入

11、(shr)之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。一個測量系統(tǒng)（儀表或裝置），由于輸入一個測量系統(tǒng)（儀表或裝置），由于輸入(shr)信號的這種不同性質(zhì)，就有所謂靜態(tài)特性信號的這種不同性質(zhì)，就有所謂靜態(tài)特性和動態(tài)特性。和動態(tài)特性。第11頁/共37頁第十一頁，共37頁。3.2 傳感器的基本傳感器的基本(jbn)特性特性3.2.1傳感器的靜態(tài)傳感器的靜態(tài)(jngti)特性特性一、靜態(tài)測量和靜態(tài)特性一、靜態(tài)測量和靜態(tài)特性 靜態(tài)測量是指測量過程中被測量保持恒定不變（即靜態(tài)測量是指測量過程中被測量保持恒定不變（即 系統(tǒng)處于穩(wěn)定系統(tǒng)處于穩(wěn)定(wndng)狀態(tài)）時的測量。狀態(tài)）時的測量。 靜態(tài)特性表示測量儀表在被測物理量處于

12、穩(wěn)定靜態(tài)特性表示測量儀表在被測物理量處于穩(wěn)定(wndng)狀態(tài)時的輸入狀態(tài)時的輸入輸出關(guān)系。輸出關(guān)系。輸出信號輸出信號 與輸入信號之間的函數(shù)關(guān)系，一般用代數(shù)方程與輸入信號之間的函數(shù)關(guān)系，一般用代數(shù)方程多項式表示：多項式表示：nnxaxaxaxaay332210(3-1)第12頁/共37頁第十二頁，共37頁。3.2 傳感器的基本傳感器的基本(jbn)特性特性式中，式中， 輸出量；輸出量； 輸入量（被測量）；輸入量（被測量）； 零點(diǎn)輸出（檢測系統(tǒng)的零位值）；零點(diǎn)輸出（檢測系統(tǒng)的零位值）； 理論靈敏度；理論靈敏度； 、 、 、 非線性項系數(shù)；非線性項系數(shù)； 、 、 、 、 、 標(biāo)定系數(shù)，它決定靜態(tài)標(biāo)

13、定系數(shù)，它決定靜態(tài)(jngti)特性曲線的形狀和位置。特性曲線的形狀和位置。yx0a1a2a3a0a1ana2a3ana第13頁/共37頁第十三頁，共37頁。3.2 傳感器的基本傳感器的基本(jbn)特性特性這種多項式代數(shù)方程可能有多種情況：這種多項式代數(shù)方程可能有多種情況： 理想線性，在這種情況下，理想線性，在這種情況下， ，因此得到，因此得到： 因?yàn)橹本€上任何點(diǎn)的斜率都相等，所以傳感器的因?yàn)橹本€上任何點(diǎn)的斜率都相等，所以傳感器的靈敏度為靈敏度為 在坐標(biāo)原點(diǎn)附近相當(dāng)范圍內(nèi)輸出在坐標(biāo)原點(diǎn)附近相當(dāng)范圍內(nèi)輸出輸入特性基本輸入特性基本(jbn)呈線性呈線性。在這種情況下，。在這種情況下，(3-1)中

14、除線性項外只存在奇次非線性項，即中除線性項外只存在奇次非線性項，即： 對應(yīng)的曲線為對應(yīng)的曲線為 0320naaaaxay1常數(shù)kxya155331xaxaxay xyxy第14頁/共37頁第十四頁，共37頁。3.2 傳感器的基本傳感器的基本(jbn)特性特性u輸出輸出輸入特性曲線不對稱，這時輸入特性曲線不對稱，這時(3-1)中，除線性項外非中，除線性項外非線性項只是偶次項，即：線性項只是偶次項，即：u u普遍情況下的表達(dá)式是普遍情況下的表達(dá)式是(3-1)所對應(yīng)的特性。所對應(yīng)的特性。u由上可知，傳感器的輸出不可能由上可知，傳感器的輸出不可能(knng)絲毫不差地反映絲毫不差地反映被測量的變化，總

15、存在著一定的誤差。被測量的變化，總存在著一定的誤差。44221xaxaxay第15頁/共37頁第十五頁，共37頁。3.2 傳感器的基本傳感器的基本(jbn)特性特性二、靜態(tài)特性的校準(zhǔn)（標(biāo)定）條件二、靜態(tài)特性的校準(zhǔn)（標(biāo)定）條件靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件。靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件。檢測系統(tǒng)檢測系統(tǒng)(傳感器傳感器)的靜態(tài)特性是在靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行校準(zhǔn)（標(biāo)的靜態(tài)特性是在靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行校準(zhǔn)（標(biāo)定）的。靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件是指沒有加速度、振動、沖擊（除非定）的。靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件是指沒有加速度、振動、沖擊（除非(chfi)這些參數(shù)本身就是被測量）；環(huán)境溫度一般為室溫這些參數(shù)本身就是被測量）；環(huán)境溫度一般為室溫 ；相對濕度不大于；相對濕度不大

16、于 85%；大氣壓力為；大氣壓力為 ( ) 的情況。的情況。C520Pa32.799972.101324mmHg60760 第16頁/共37頁第十六頁，共37頁。3.2 傳感器的基本傳感器的基本(jbn)特性特性u測量范圍和量程測量范圍和量程(lingchng)u1、測量范圍：（、測量范圍：（ 、 ）u 檢測系統(tǒng)所能測量到的最小被測輸入量（下限）檢測系統(tǒng)所能測量到的最小被測輸入量（下限）u 檢測系統(tǒng)所能測量到的最大被測輸入量（上限）檢測系統(tǒng)所能測量到的最大被測輸入量（上限）u測量范圍是指檢測系統(tǒng)所能測量到的最小被測輸入量（下限測量范圍是指檢測系統(tǒng)所能測量到的最小被測輸入量（下限） 至最大被測輸

17、入量（上限）至最大被測輸入量（上限） 之間的范圍，即（之間的范圍，即（ 、 ）u2、量程、量程(lingchng)： u檢測系統(tǒng)測量上限檢測系統(tǒng)測量上限 和測量下限和測量下限 之代數(shù)差，即之代數(shù)差，即 u例如：例如：-40100的溫度檢測系統(tǒng)，其量程的溫度檢測系統(tǒng)，其量程(lingchng)為為140；又如；又如10g20g的加速度檢測系統(tǒng)，其量程的加速度檢測系統(tǒng)，其量程(lingchng)為為10g。minxmaxxminxmaxxminxmaxxmaxxminmaxxxLminmaxxxL3.2.2檢測檢測(jin c)系統(tǒng)系統(tǒng)(傳感器傳感器)的靜態(tài)性能指標(biāo)的靜態(tài)性能指標(biāo)第17頁/共37頁

18、第十七頁，共37頁。3.2 傳感器的基本傳感器的基本(jbn)特性特性u靈敏度靈敏度u靈敏度是檢測系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)下的輸出變化與輸入靈敏度是檢測系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)下的輸出變化與輸入(shr)變化比變化比值，用值，用K來表示，來表示，u即即u u由由n個串聯(lián)環(huán)節(jié)組成的開環(huán)系統(tǒng)如圖個串聯(lián)環(huán)節(jié)組成的開環(huán)系統(tǒng)如圖3-2所示。所示。輸入量的變化量輸出量的變化量dxdyK第18頁/共37頁第十八頁，共37頁。3.2 傳感器的基本傳感器的基本(jbn)特性特性圖圖3-2 串聯(lián)環(huán)節(jié)串聯(lián)環(huán)節(jié)(hunji)組成的開環(huán)系統(tǒng)方框圖組成的開環(huán)系統(tǒng)方框圖第19頁/共37頁第十九頁，共37頁。若檢測系統(tǒng)是由靈敏度不同的若檢測系統(tǒng)是由靈敏

19、度不同的 多個相互多個相互(xingh)獨(dú)立的環(huán)節(jié)串聯(lián)而成時獨(dú)立的環(huán)節(jié)串聯(lián)而成時，該檢測系統(tǒng)的總靈敏度為各組成環(huán)節(jié)的，該檢測系統(tǒng)的總靈敏度為各組成環(huán)節(jié)的靈敏度的乘積。靈敏度的乘積。nKKKKK 321(3-2)3.2 傳感器的基本傳感器的基本(jbn)特性特性第20頁/共37頁第二十頁，共37頁。3.2 傳感器的基本傳感器的基本(jbn)特性特性u分辨力與分辨率分辨力與分辨率u1、分辨力：能引起輸出量發(fā)生變化時輸入量的最小變化量、分辨力：能引起輸出量發(fā)生變化時輸入量的最小變化量 。u2、分辨率：全量程中最大的、分辨率：全量程中最大的 即即 與滿量程與滿量程L之比之比的百分?jǐn)?shù)。的百分?jǐn)?shù)。u3、闕

20、值：即零位附近的分辨力、闕值：即零位附近的分辨力 ，也就是指能使傳感器輸，也就是指能使傳感器輸出端產(chǎn)生可測變化量的最小被測輸入量值。出端產(chǎn)生可測變化量的最小被測輸入量值。u 分辨率與分辨力都是用來表示儀表或裝置能夠檢測被分辨率與分辨力都是用來表示儀表或裝置能夠檢測被測量的最小量值的性能指標(biāo)。測量的最小量值的性能指標(biāo)。u 前者是以最大量程的百分?jǐn)?shù)來表示，是一個無量前者是以最大量程的百分?jǐn)?shù)來表示，是一個無量(wling)綱的比率的量。綱的比率的量。u 后者是以最小量程的單位值來表示，是一個有量綱的后者是以最小量程的單位值來表示，是一個有量綱的量值。量值。minxminxminmaxx第21頁/共3

21、7頁第二十一頁，共37頁。3.2 傳感器的基本傳感器的基本(jbn)特性特性u線性度線性度 u對于實(shí)際的傳感器測出的輸出對于實(shí)際的傳感器測出的輸出輸入校準(zhǔn)（標(biāo)定）曲線與其輸入校準(zhǔn)（標(biāo)定）曲線與其理論擬合直線之間的偏差就稱為該傳感器的理論擬合直線之間的偏差就稱為該傳感器的“非線性非線性”，或稱，或稱“線性度線性度”，通常用相對，通常用相對(xingdu)誤差表示其大小，即相對誤差表示其大小，即相對(xingdu)應(yīng)的最大偏差應(yīng)的最大偏差 與滿量程（與滿量程（ ）輸出比值的百分）輸出比值的百分?jǐn)?shù)（數(shù)（%）來表示：）來表示： u u (3-3)u u式中，式中， 為非線性誤差（線性度）；為非線性誤差

22、（線性度）； 為輸出平均值與基準(zhǔn)擬為輸出平均值與基準(zhǔn)擬合直線的最大偏差；合直線的最大偏差； 為滿量程輸出的平均值。為滿量程輸出的平均值。LemaxLFSy%100maxFSLyLeLem第22頁/共37頁第二十二頁，共37頁。3.2 傳感器的基本傳感器的基本(jbn)特性特性 由此可見，非線性誤差的大小是以由此可見，非線性誤差的大小是以一定的擬合直線或理想直線作為基準(zhǔn)一定的擬合直線或理想直線作為基準(zhǔn)(jzhn)直線算出來的，因此，基準(zhǔn)直線算出來的，因此，基準(zhǔn)(jzhn)直線不同所得出的線性精度就不直線不同所得出的線性精度就不一樣。一般并不要求擬合直線必須通過一樣。一般并不要求擬合直線必須通過所

23、有的檢測點(diǎn)，而只要找到一條能反映所有的檢測點(diǎn)，而只要找到一條能反映校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的一般趨勢同時又使誤差絕對校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的一般趨勢同時又使誤差絕對值為最小的直線就行。值為最小的直線就行。第23頁/共37頁第二十三頁，共37頁。3.2 傳感器的基本傳感器的基本(jbn)特性特性下面介紹幾種下面介紹幾種(j zhn)不同線性度的定義和表達(dá)方法。不同線性度的定義和表達(dá)方法。端基線性度端基線性度把檢測系統(tǒng)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的零點(diǎn)輸出平均值和把檢測系統(tǒng)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的零點(diǎn)輸出平均值和滿量程輸平均值連成直線，作為檢測系統(tǒng)特性的擬合直滿量程輸平均值連成直線，作為檢測系統(tǒng)特性的擬合直線，其方程式為：線，其方程式為： 式中，式中，y為輸出

24、量；為輸出量；x為輸入量；為輸入量；b為為y軸上的截距；軸上的截距；k為為直線的斜率。直線的斜率。如圖如圖3-3所示為一檢測系統(tǒng)的輸出所示為一檢測系統(tǒng)的輸出輸入實(shí)測曲線，根據(jù)輸入實(shí)測曲線，根據(jù)端基法作擬合直線端基法作擬合直線kxby第24頁/共37頁第二十四頁，共37頁。3.2 傳感器的基本傳感器的基本(jbn)特性特性圖圖3-3 端基線性度的擬合端基線性度的擬合(n h)直直線線第25頁/共37頁第二十五頁，共37頁。3.2 傳感器的基本傳感器的基本(jbn)特性特性其方程式其方程式0Ub SSFpUUk0ppUUUUSSF00所以所以(suy)第26頁/共37頁第二十六頁，共37頁。3.2

25、 傳感器的基本傳感器的基本(jbn)特性特性式中，式中， p為被測壓力；為被測壓力；ps 為傳感器的測量壓力為傳感器的測量壓力范圍；范圍； U為傳感器的輸出量；為傳感器的輸出量；U0為零點(diǎn)輸出平均值為零點(diǎn)輸出平均值；為滿量程輸出平均值。為滿量程輸出平均值。這種擬合方法簡單直觀，應(yīng)用比較廣泛，但因這種擬合方法簡單直觀，應(yīng)用比較廣泛，但因沒有考慮沒有考慮(kol)所有校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的分布，擬合精度很所有校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的分布，擬合精度很低，尤其當(dāng)傳感器有比較明顯的非線性時，擬合精度低，尤其當(dāng)傳感器有比較明顯的非線性時，擬合精度更差。更差。第27頁/共37頁第二十七頁，共37頁。3.2 傳感器的基本傳感器的基本(

26、jbn)特性特性 平均選點(diǎn)線性度平均選點(diǎn)線性度為了尋找較理想的擬合為了尋找較理想的擬合直線直線(zhxin)，可將測量得到的，可將測量得到的n個檢測點(diǎn)分個檢測點(diǎn)分成數(shù)目相等的兩組：前半部成數(shù)目相等的兩組：前半部n/2個檢測點(diǎn)為一組個檢測點(diǎn)為一組；后半部；后半部n/2個檢測點(diǎn)為另一組。個檢測點(diǎn)為另一組。 兩組檢測點(diǎn)各自兩組檢測點(diǎn)各自:具有具有“點(diǎn)系中心點(diǎn)系中心”。檢測點(diǎn)。檢測點(diǎn)都分布在各自的點(diǎn)系中心周圍，通過這兩個都分布在各自的點(diǎn)系中心周圍，通過這兩個“點(diǎn)系中心點(diǎn)系中心”的直線的直線(zhxin)就是所要的擬合直就是所要的擬合直線線(zhxin)。第28頁/共37頁第二十八頁，共37頁。3.2

27、傳感器的基本傳感器的基本(jbn)特性特性圖圖3-4 平均選點(diǎn)的擬合平均選點(diǎn)的擬合(n h)直線直線第29頁/共37頁第二十九頁，共37頁。3.2 傳感器的基本傳感器的基本(jbn)特性特性前半部前半部 個檢測點(diǎn)的點(diǎn)系中心個檢測點(diǎn)的點(diǎn)系中心(zhngxn)A的坐標(biāo)為：的坐標(biāo)為： 后半部后半部 個檢測點(diǎn)的點(diǎn)系中心個檢測點(diǎn)的點(diǎn)系中心(zhngxn)B的坐標(biāo)為：的坐標(biāo)為： 2112niixnx2112niiynynniixnx2122nniiyny21222n2n第30頁/共37頁第三十頁，共37頁。3.2 傳感器的基本傳感器的基本(jbn)特性特性最小二乘法線性度最小二乘法線性度 擬合直線方程通式

28、為擬合直線方程通式為y=b+kx。假定實(shí)際校準(zhǔn)。假定實(shí)際校準(zhǔn)(jio zhn)點(diǎn)有點(diǎn)有 個個n，第，第i個數(shù)據(jù)經(jīng)過傳感器后對應(yīng)的個數(shù)據(jù)經(jīng)過傳感器后對應(yīng)的輸出值是輸出值是 yi，第，第i個校準(zhǔn)個校準(zhǔn)(jio zhn)數(shù)據(jù)在擬合直線上數(shù)據(jù)在擬合直線上相應(yīng)的輸出值為相應(yīng)的輸出值為kxi-b，則第，則第i個校準(zhǔn)個校準(zhǔn)(jio zhn)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)與擬合直線上相應(yīng)值之間的殘差為：擬合直線上相應(yīng)值之間的殘差為： bkxyiii第31頁/共37頁第三十一頁，共37頁。3.2 傳感器的基本傳感器的基本(jbn)特性特性u遲滯遲滯 u 遲滯特性表明了檢測系統(tǒng)在正遲滯特性表明了檢測系統(tǒng)在正(輸入量由小輸入量由小增大增大)反（輸入量自大反（輸入量自大(zd)減?。┬谐讨休敵鲚敎p?。┬谐讨休敵鲚斎肭€不重合（特性不一致）的程度。遲滯誤差入曲線不重合（特性不一致）的程度。遲滯誤差一般以全量程中最大的遲滯一般以全量程中最大的遲滯 與滿量程輸出值與滿量程輸出值 之比的百分?jǐn)?shù)表示之比的百分?jǐn)?shù)表示,HemaxH