傳感器原理及檢測(cè)技術(shù)電子 緒論

傳感器原理及檢測(cè)技術(shù)電子緒論第1頁(yè)/共91頁(yè)2

使用分小組作業(yè)完成方式。即一個(gè)班按人數(shù)平均分為若干個(gè)小組（最后一個(gè)小組允許人數(shù)不足平均數(shù)），每個(gè)小組的人員隨機(jī)確定，每個(gè)小組提交一份作業(yè)答案，全班總分一定，根據(jù)每個(gè)小組的答案質(zhì)量確定等級(jí)（分為A、B、C、D、E五等，分別對(duì)應(yīng)評(píng)分加權(quán)系數(shù)1.0、0.8、0.6、0.4和0.2，也可按百分制計(jì)加權(quán)；如有小組不交答案，則評(píng)為F，對(duì)應(yīng)加權(quán)系數(shù)0.0），然后換算成分?jǐn)?shù)；小組內(nèi)組員的成績(jī)首先由小組內(nèi)成員互評(píng)確定等級(jí)（參照小組成績(jī)?cè)u(píng)定方法，不參與答案討論的學(xué)生評(píng)為F等級(jí)。如果組內(nèi)不區(qū)分，則全組均為C等，確定等級(jí)結(jié)果在上交作業(yè)答案的同時(shí)提交，并由小組內(nèi)每個(gè)成員的簽名確認(rèn)，再根據(jù)小組的總分換算成個(gè)人得分（如果最后一個(gè)小組的組成人數(shù)未達(dá)平均數(shù)，則將小組總評(píng)成績(jī)做一個(gè)加權(quán)變換）。第2頁(yè)/共91頁(yè)3傳感器原理檢測(cè)技術(shù)電感傳感器應(yīng)變傳感器電容傳感器壓電傳感器溫度傳感器磁傳感器光電感器其他傳感器光纖傳感器課程主要內(nèi)容傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)、主要參數(shù)、檢測(cè)電路及其典型應(yīng)用智能化傳感器基礎(chǔ)知識(shí)、定義、分類發(fā)展趨勢(shì)、選用原則、一般特性。第3頁(yè)/共91頁(yè)4參考文獻(xiàn)1、《傳感器》（第4版），強(qiáng)錫富，機(jī)械工業(yè)出版社，

2003，測(cè)控技術(shù)與儀器教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)推薦用書；

2、《傳感器原理及工程應(yīng)用》，郁有文，主編，西安電子科技大學(xué)出版社，2003，教育部規(guī)劃教材；

3、《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》，陳杰、黃鴻編著，高等教育出版社，2002，教育部規(guī)劃教材；（少學(xué)時(shí)教材）

4、《傳感器原理及應(yīng)用》，王化祥、張淑英編著，天津大學(xué)出版社，2003，教育部規(guī)劃教材；5、《傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)》，余成波、胡新宇、趙勇，高等教育出版，2004年第4頁(yè)/共91頁(yè)5期刊雜志第5頁(yè)/共91頁(yè)6傳感器圖片超聲傳感器電感傳感器電容傳感器紅外溫度傳感器磁阻傳感器熱電偶?xì)怏w成分傳感器流量傳感器第6頁(yè)/共91頁(yè)7使用USB接口的測(cè)量硬件及IEEE1451.4TEDS智能傳感器

熱敏電阻

離子感煙器

明火探測(cè)器

傳感器實(shí)驗(yàn)儀傳感器實(shí)驗(yàn)裝置第7頁(yè)/共91頁(yè)8電子產(chǎn)品第8頁(yè)/共91頁(yè)9第一章緒論主要內(nèi)容重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：傳感器定義、組成、分類和發(fā)展趨勢(shì)；傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)、相關(guān)計(jì)算；傳感器的選用原則難點(diǎn)：改善傳感器的性能的技術(shù)途徑；最小二乘擬合和動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)計(jì)算★傳感器的基本概念★傳感器的分類★傳感器的特性與主要性能指標(biāo)★應(yīng)用傳感器需遵循的原則與考慮的主要因素★傳感器技術(shù)的發(fā)展第9頁(yè)/共91頁(yè)10人體系統(tǒng)和機(jī)器系統(tǒng)比較眼（視覺）耳（聽覺）鼻（嗅覺）皮膚（觸覺）舌（味覺）感知外界信息大腦肌體第一節(jié)傳感器的基本概念一、傳感器的地位和作用第10頁(yè)/共91頁(yè)11第一節(jié)傳感器的基本概念第11頁(yè)/共91頁(yè)12傳感器是一個(gè)匯聚物理、化學(xué)、材料、電子、生物工程等多類型交叉學(xué)科，涉及傳感檢測(cè)原理、傳感器件設(shè)計(jì)、傳感器開發(fā)與應(yīng)用的綜合技術(shù)。傳感器技術(shù)是構(gòu)成現(xiàn)代信息技術(shù)三大支柱之一。第一節(jié)傳感器的基本概念第12頁(yè)/共91頁(yè)13工業(yè)生產(chǎn)第一節(jié)傳感器的基本概念第13頁(yè)/共91頁(yè)14智能建筑降低能耗提高操作者工作效率提高樓宇內(nèi)部舒適程度提供高效的設(shè)備管理手段監(jiān)控軟件縮短投資回收周期降低培訓(xùn)成本第一節(jié)傳感器的基本概念第14頁(yè)/共91頁(yè)15航空航天宇宙飛船

飛行的速度、加速度、位置、姿態(tài)、溫度、氣壓、磁場(chǎng)、振動(dòng)測(cè)量；“阿波羅10”飛船對(duì)3295個(gè)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，其中：溫度傳感器559個(gè)壓力傳感器140個(gè)信號(hào)傳感器501個(gè)遙控傳感器142個(gè)專家說(shuō)：整個(gè)宇宙飛船就是高性能傳感器的集合體智能房屋（自動(dòng)識(shí)別主人，太陽(yáng)能提供能源）智能衣服（自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度）智能公路（自動(dòng)顯示、記錄公路的壓力、溫度、車流量）智能汽車（無(wú)人駕駛、衛(wèi)星定位）未來(lái)世界第一節(jié)傳感器的基本概念第15頁(yè)/共91頁(yè)16HumanwithSensors第16頁(yè)/共91頁(yè)17傳感器還滲透到海洋探測(cè)、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)等等極其廣泛的領(lǐng)域。從茫茫的太空到浩瀚的海洋，以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目，都離不開各種各樣的傳感器。血壓測(cè)定方法和輸出的結(jié)果第一節(jié)傳感器的基本概念第17頁(yè)/共91頁(yè)18第一節(jié)傳感器的基本概念

■廣義：傳感器是一種能把特定的信息（物理、化學(xué)、生物）按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號(hào)輸出的器件和裝置。■狹義：能把外界非電信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出的器件。■國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB7665-2005）：對(duì)傳感器（Transducer/Sensor）的定義：能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。二、傳感器的定義第18頁(yè)/共91頁(yè)19■測(cè)量?jī)x器一般由信號(hào)檢測(cè)器件和信號(hào)處理兩部分組成。這種能感應(yīng)被測(cè)量的變化并將其轉(zhuǎn)換為其他物理量變化的器件就是傳感器。輸入匹配放大變換被測(cè)信號(hào)輸出檢測(cè)器件信號(hào)處理廣義傳感器第一節(jié)傳感器的基本概念

第19頁(yè)/共91頁(yè)20以上定義表明傳感器有以下含義①它能完成檢測(cè)任務(wù)，是由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成檢測(cè)裝置；②輸入量是某一被測(cè)量，可能是物理量，也可能是化學(xué)量、生物量等；③能按一定規(guī)律將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，輸出量是某種物理量，便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等，可以是氣、光、電物理量，主要是電物理量；④傳感器的輸出與輸入之間存在確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。按使用場(chǎng)合不同又稱為：發(fā)送器、傳送器、變送器、檢測(cè)器、探頭傳感器功用：一感二傳，即感受被測(cè)信息，并傳送出去。V、I、F、P第20頁(yè)/共91頁(yè)21三、傳感器的組成

輔助電源敏感元件轉(zhuǎn)換元件基本轉(zhuǎn)換電路被測(cè)量電量敏感元件是直接感受被測(cè)量，并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的某一物理量的元件。轉(zhuǎn)換元件：敏感元件的輸出就是它的輸入，它把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量?；巨D(zhuǎn)換電路：上述電路參數(shù)接入基本轉(zhuǎn)換電路（簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)換電路），便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。物理、化學(xué)、生物信息第21頁(yè)/共91頁(yè)22實(shí)際上，有些傳感器很簡(jiǎn)單，有些則較復(fù)雜，大多數(shù)是開環(huán)系統(tǒng)，也有些是帶反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成的傳感器由于空間的限制或者其他原因,轉(zhuǎn)換電路常裝入儀表中。然而，因?yàn)椴簧賯鞲衅饕谕ㄟ^(guò)轉(zhuǎn)換電路后才能輸出電信號(hào)，從而決定了轉(zhuǎn)換電路是傳感器的組成環(huán)節(jié)之一。由一個(gè)敏感元件組成的最簡(jiǎn)單的傳感器質(zhì)量快壓電片第22頁(yè)/共91頁(yè)23第二節(jié)傳感器的分類物理型：化學(xué)型：利用電化學(xué)反應(yīng)原理

生物型：利用生物活性物質(zhì)選擇性

結(jié)構(gòu)型：取決于幾何尺寸和形狀物性型：取決于材料性質(zhì)一、傳感器的工作原理第23頁(yè)/共91頁(yè)24第二節(jié)傳感器的分類二、按被測(cè)量力學(xué)量、溫度、磁學(xué)量、光學(xué)量、流量、濕度、濃度、氣體成分等1、根據(jù)傳感器輸出信號(hào)：模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)2、根據(jù)傳感器使用電源與否：有源傳感器和無(wú)源傳感器3、傳感器的能量來(lái)源：能量控制型和能量轉(zhuǎn)換型傳感器4、按可變電參量：電阻型、電感型或電容型5、按傳感器技術(shù)發(fā)展：聾啞傳感器(DumbSensor)、智能傳感器(SmartSensor)、網(wǎng)絡(luò)化傳感器(NetworkedSensor)三、其他分類第24頁(yè)/共91頁(yè)25定義：傳感器特性：指輸入x（被側(cè)量）與輸出y之間的關(guān)系靜態(tài)特性：當(dāng)輸入量為常量，或變化極慢時(shí)的關(guān)系動(dòng)態(tài)特性：當(dāng)輸入量隨時(shí)間較快地變化時(shí)的關(guān)系第三節(jié)傳感器的特性與主要性能指標(biāo)一、傳感器的靜態(tài)特性與主要性能指標(biāo)

第25頁(yè)/共91頁(yè)26一、傳感器的靜態(tài)特性與主要性能指標(biāo)

1．測(cè)量范圍和量程

定義：傳感器所能測(cè)量到的最小被測(cè)量（輸入）xmin與最大被測(cè)量（輸入）xmax之間的范圍稱為傳感器的測(cè)量范圍（measuringrange）,表示為（xmin

，xmax

）。傳感器測(cè)量范圍的上限值與下限值的代數(shù)和xmax－x稱為量程（span）。例如一溫度傳感器的測(cè)量范圍是-30～+120℃,那么該傳感器的量程為150℃。

第26頁(yè)/共91頁(yè)272．靈敏度與靈敏度誤差γs=(Δk/k)×100%由于某種原因，會(huì)引起靈敏度變化，產(chǎn)生靈敏度誤差。靈敏度誤差用相對(duì)誤差表示，即可見，傳感器輸出曲線的斜率就是其靈敏度。對(duì)線性特性的傳感器，其特性曲線的斜率處處相同，靈敏度k是一常數(shù)，與輸入量大小無(wú)關(guān)。K=Δy/Δx傳感器輸出的變化量Δy與引起該變化量的輸入變化量Δ

x之比即為其靜態(tài)靈敏度(Sensitivity)，其表達(dá)式為第27頁(yè)/共91頁(yè)28分辨力用絕對(duì)值表示,用與滿量程的百分?jǐn)?shù)表示時(shí)稱為分辨率。在傳感器輸入零點(diǎn)附近的分辨力稱為閾值。

3．分辨力與分辨率分辨力（resolution）:指?jìng)鞲衅髂軝z測(cè)到的最小的輸入增量的△xmin的絕對(duì)值。有些傳感器,當(dāng)輸入量連續(xù)變化時(shí),輸出量只作階梯變化,則分辨力就是輸出量的每個(gè)“階梯”所代表的輸入量的大小。分辨率反映了傳感器檢測(cè)輸入微小變化的能力。影響傳感器分辨力的因素很多，如機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的摩擦和卡塞、電路中的儲(chǔ)能元件和A/D的位數(shù)。在傳感器的測(cè)量范圍內(nèi)，由于其輸入/輸出之間呈非線性關(guān)系，所以在不同輸入時(shí)分辨力不同，用max|△

xmin|表示傳感器的分辨力。用滿量程的百分?jǐn)?shù)表示時(shí)稱為分辨率。

第28頁(yè)/共91頁(yè)29靜態(tài)特性曲線可實(shí)際測(cè)試獲得。在獲得特性曲線之后，可以說(shuō)問(wèn)題已經(jīng)得到解決。但是為了標(biāo)定和數(shù)據(jù)處理的方便，希望得到線性關(guān)系。這時(shí)可采用各種方法，其中也包括硬件或軟件補(bǔ)償，進(jìn)行線性化處理。4．線性度(Linearity)傳感器的輸出輸入關(guān)系或多或少地存在非線性。在不考慮遲滯、蠕變、不穩(wěn)定性等因素的情況下，其靜態(tài)特性可用下列多項(xiàng)式代數(shù)方程表示：式中：y—輸出量；x—輸入量；a0—零點(diǎn)輸出；

a1—理論靈敏度；a2、a3、…、an—非線性項(xiàng)系數(shù)。各項(xiàng)系數(shù)不同，決定了特性曲線的具體形式。y=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+anxn第29頁(yè)/共91頁(yè)30

通常用相對(duì)誤差γL表示：ΔLmax一最大非線性誤差；yFS—量程輸出。在采用直線擬合線性化時(shí)，輸出輸入的校正曲線與其擬合曲線之間的最大偏差，就稱為非線性誤差或線性度。一般來(lái)說(shuō)，這些辦法都比較復(fù)雜。所以在非線性誤差不太大的情況下，總是采用直線擬合的辦法來(lái)線性化。非線性偏差的大小是以一定的擬合直線為基準(zhǔn)直線而得出來(lái)的。擬合直線不同，非線性誤差也不同。所以，選擇擬合直線的主要出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)是獲得最小的非線性誤差。另外，還應(yīng)考慮使用是否方便，計(jì)算是否簡(jiǎn)便。γL=±(ΔLmax/yFS)×100%①理論擬合；②端點(diǎn)連線平移擬合；③端點(diǎn)連線擬合；④過(guò)零旋轉(zhuǎn)擬合；⑤最小二乘擬合；⑥最小包容擬合第30頁(yè)/共91頁(yè)31第31頁(yè)/共91頁(yè)32設(shè)擬合直線方程：0yyixy=kx+bxi最小二乘擬合法最小二乘法擬合y=kx+b若實(shí)際校準(zhǔn)測(cè)試點(diǎn)有n個(gè)，則第i個(gè)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)與擬合直線上響應(yīng)值之間的殘差為最小二乘法擬合直線的原理：使為最小值，即Δi=yi-(kxi+b)對(duì)k和b一階偏導(dǎo)數(shù)等于零，求出b和k的表達(dá)式第32頁(yè)/共91頁(yè)33即得到k和b的表達(dá)式將k和b代入擬合直線方程，即可得到擬合直線，然后求出殘差的最大值Lmax即為非線性誤差。第33頁(yè)/共91頁(yè)345．遲滯0yx⊿HmaxyFS遲滯特性式中△Hmax—正反行程間輸出的最大差值。

遲滯誤差的另一名稱叫回程誤差?；爻陶`差常用絕對(duì)誤差表示。檢測(cè)回程誤差時(shí)，可選擇幾個(gè)測(cè)試點(diǎn)。對(duì)應(yīng)于每一輸入信號(hào)，傳感器正行程及反行程中輸出信號(hào)差值的最大者即為回程誤差。

傳感器在正(輸入量增大)反（輸入量減?。┬谐讨休敵鲚斎肭€不重合稱為遲滯。遲滯特性如圖所示，它一般是由實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得。遲滯誤差一般以滿量程輸出的百分?jǐn)?shù)表示,即第34頁(yè)/共91頁(yè)35

6．穩(wěn)定性穩(wěn)定度指在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，測(cè)量條件不變的情況下，由傳感器中隨機(jī)性變動(dòng)，周期性變動(dòng)，漂移等引起輸出值的變化。用精密度和觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)短表示。如，某傳感器輸出電壓值每小時(shí)變化1.3mV，則其穩(wěn)定度可表示為1.3mV／h。穩(wěn)定性有兩個(gè)指標(biāo)：①測(cè)量傳感器輸出值在一段時(shí)間中的變化，以穩(wěn)定度表示；②傳感器外部環(huán)境和工作條件變化引起輸出值的不穩(wěn)定，用影響量表示。在長(zhǎng)時(shí)間工作的情況下輸出量發(fā)生的變化，有時(shí)稱為長(zhǎng)時(shí)間工作穩(wěn)定性或零點(diǎn)漂移。第35頁(yè)/共91頁(yè)36影響量指?jìng)鞲衅饔赏饨绛h(huán)境或工作條件變化引起輸出值變化的量。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加環(huán)境影響所引起的。說(shuō)明影響量時(shí)，必須將影響因素與輸出值偏差同時(shí)表示。例如，某傳感器由于電源變化10％而引起其輸出值變化0.02mA，則應(yīng)寫成0.02mA／(U±10％U)。第36頁(yè)/共91頁(yè)377．重復(fù)性(Repeatability)yx0⊿Rmax2⊿Rmax1重復(fù)性誤差可用正反行程的最大偏差表示，即重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟谳斎氚赐环较蜻B續(xù)多次變動(dòng)時(shí)所得特性曲線不一致的程度。重復(fù)性誤差也常用絕對(duì)誤差表示。檢測(cè)時(shí)也可選取幾個(gè)測(cè)試點(diǎn)，對(duì)應(yīng)每一點(diǎn)多次從同一方向趨近，獲得輸出值系列yi1，yi2，yi3，…，yin

，算出最大值與最小值之差或3σ作為重復(fù)性偏差ΔRi，在幾個(gè)ΔRi中取出最大值ΔRmax

作為重復(fù)性誤差?！鱎max1正行程的最大重復(fù)性偏差，△Rmax2反行程的最大重復(fù)性偏差。第37頁(yè)/共91頁(yè)38

8．靜態(tài)誤差取2σ和3σ值即為傳感器的靜態(tài)誤差。靜態(tài)誤差也可用相對(duì)誤差來(lái)表示，即靜態(tài)誤差的求取方法：把全部輸出數(shù)據(jù)與擬合直線上對(duì)應(yīng)值的殘差,看成是隨機(jī)分布，求出其標(biāo)準(zhǔn)偏差，即靜態(tài)誤差是指?jìng)鞲衅髟谄淙砍虄?nèi)任一點(diǎn)的輸出值與其理論值的偏離程度。yi—各測(cè)試點(diǎn)的殘差；

n一測(cè)試點(diǎn)數(shù)。第38頁(yè)/共91頁(yè)39與精確度有關(guān)指標(biāo)：精密度、準(zhǔn)確度和精確度(精度)9、精確度準(zhǔn)確度：說(shuō)明傳感器輸出值與真值的偏離程度。如,某流量傳感器的準(zhǔn)確度為0.3m3/s，表示該傳感器的輸出值與真值偏離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)誤差小。同樣，準(zhǔn)確度高不一定精密度高。精密度：說(shuō)明測(cè)量傳感器輸出值的分散性，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)傳感器，在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)連續(xù)重復(fù)測(cè)量多次，其測(cè)量結(jié)果的分散程度。例如，某測(cè)溫傳感器的精密度為0.5℃。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。注意：精密度高不一定準(zhǔn)確度高。第39頁(yè)/共91頁(yè)40精確度：是精密度與準(zhǔn)確度兩者的總和，精確度高表示精密度和準(zhǔn)確度都比較高。在最簡(jiǎn)單的情況下，可取兩者的代數(shù)和。儀器測(cè)量誤差的相對(duì)值表示。

（a）準(zhǔn)確度高而精密度低（b）準(zhǔn)確度低而精密度高（c）精確度高在測(cè)量中我們希望得到精確度高的結(jié)果。

第40頁(yè)/共91頁(yè)41例題：測(cè)得某檢測(cè)裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下：

試用最小二乘法擬合直線，求其線性度和靈敏度Xi0.92.53.34.55.76.7yi1.11.62.63.24.05.0帶入數(shù)據(jù)得：，擬合直線靈敏度0.68，線性度±7%＝－0.194第41頁(yè)/共91頁(yè)42被測(cè)量可能以各種形式隨時(shí)間變化，只要輸入量是時(shí)間的函數(shù)，則其輸出量也將是時(shí)間的函數(shù)。其間的關(guān)系用動(dòng)態(tài)特性方程描述。設(shè)計(jì)傳感器時(shí)，根據(jù)動(dòng)態(tài)特性要求及使用條件選擇方案和確定參數(shù)。使用傳感器時(shí)，根據(jù)動(dòng)態(tài)特性及使用條件確定使用方法，同時(shí)估計(jì)給定條件下傳感器動(dòng)態(tài)誤差、響應(yīng)速度(延遲時(shí)間)和動(dòng)態(tài)靈敏度。二、傳感器的動(dòng)態(tài)特性與動(dòng)態(tài)指標(biāo)

動(dòng)態(tài)特性指?jìng)鞲衅鲗?duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。第42頁(yè)/共91頁(yè)43傳感器動(dòng)態(tài)特性方程就是指在動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)，傳感器的輸出量與輸入被測(cè)量之間隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系。它依賴于傳感器本身的測(cè)量原理、結(jié)構(gòu)，取決于系統(tǒng)內(nèi)部機(jī)械的、電氣的、磁性、光學(xué)的等各種參數(shù)，而且這個(gè)特性本身不因輸入量、時(shí)間和環(huán)境條件的不同而變化。第43頁(yè)/共91頁(yè)441．零階傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)零階傳感器的輸出通過(guò)下列類型的方程與其輸入相聯(lián)系y(t)=kx(t)

傳感器的傳輸函數(shù)G(s)=k傳感器的頻率特性G(jω)=k零階傳感器是比例傳感系統(tǒng)，其性能由靜態(tài)靈敏度k表征并維持恒定不變。因此，傳感器的動(dòng)態(tài)誤差和延遲兩者皆為零。上式的輸入—輸出關(guān)系要求傳感器不包含任何儲(chǔ)能元件。例如，用來(lái)測(cè)量線性位移和旋轉(zhuǎn)位移的電位器型傳感器。

第44頁(yè)/共91頁(yè)452．一階傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)在一階傳感器中包含一個(gè)儲(chǔ)能元件和另一些耗能元件。輸入x(t)和輸出y(t)由一階微分方程描述：相應(yīng)的傳遞函數(shù)為：K——靜態(tài)靈敏度(靜態(tài)增益)，K=1/a0τ—時(shí)間常數(shù)，τ=a1/a0第45頁(yè)/共91頁(yè)46二階傳感器包含兩個(gè)儲(chǔ)能元件和一些耗能元件。如，由質(zhì)量、彈簧和阻尼器構(gòu)成的加速度傳感器，可變電感、分布電容和匹配電阻構(gòu)成的位移傳感器，均為經(jīng)典的二階系統(tǒng)。傳感器輸入x(t)和輸出y(t)由二階微分方程相聯(lián)系：傳遞函數(shù)：3．二階傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)τ—時(shí)間常數(shù)，；ω0—自振角頻率,ω0=1/τ

ξ—阻尼比，；k—靜態(tài)靈敏度，k=b0/a0第46頁(yè)/共91頁(yè)472.42.22.01.81.61.41.21.00.80.60.40.200.511.522.5(a)ωτ(b)0-30°-60°-90°-120°-150°-180°0.511.522.5ωτξ=0ξ=0.2ξ=0.4ξ=0.6ξ=1ξ=0.8ξ=0.707ξ=0ξ=0.2ξ=0.4ξ=0.6ξ=0.707ξ=0.8ξ=1ξ=0.8ξ=1ξ=0.707ξ=0.6ξ=0.4ξ=0.2ξ=0二階傳感器幅頻與相頻特性（a）幅頻特性（b）相頻特性當(dāng)ξ→0時(shí)，在ωτ=1處k(ω)趨近無(wú)窮大，這一現(xiàn)象稱之為諧振。隨著ξ的增大，諧振現(xiàn)象逐漸不明顯。當(dāng)ξ≥0.707時(shí)，不再出現(xiàn)諧振，這時(shí)k(ω)將隨著ωτ的增大而單調(diào)下降。阻尼比的影響k(ω)第47頁(yè)/共91頁(yè)48二階傳感器的階躍響應(yīng)單位階躍響應(yīng)通式ω0——傳感器的固有頻率；ζ——傳感器的阻尼比特征方程根據(jù)阻尼比的大小不同，分為四種情況：1）0＜ξ＜1(有/欠阻尼)：該特征方程具有共軛復(fù)數(shù)根

方程通解

根據(jù)t→∞,y→kA求出A3；根據(jù)初始條件求出A1、A2，則令x=A第48頁(yè)/共91頁(yè)49其曲線如圖，這是一衰減振蕩過(guò)程,ξ越小,振蕩頻率越高,衰減越慢。tw0.021ttmδmξ<1的二階傳感器的過(guò)渡過(guò)程(設(shè)允許相對(duì)誤差γy=0.02)2)ξ=0(零阻尼)：輸出變成等幅振蕩，即發(fā)生時(shí)間過(guò)沖量穩(wěn)定時(shí)間tW=4τ/ξ第49頁(yè)/共91頁(yè)504）ξ>1（過(guò)阻尼）：特征方程具有兩個(gè)不同的實(shí)根3)ξ=1(臨界阻尼)：特征方程具有重根-1/τ,過(guò)渡函數(shù)為

上兩式表明，當(dāng)ξ≥1時(shí)，該系統(tǒng)不再是振蕩的，而是由兩個(gè)一階阻尼環(huán)節(jié)組成，前者兩個(gè)時(shí)間常數(shù)相同，后者兩個(gè)時(shí)間常數(shù)不同。過(guò)渡函數(shù)為第50頁(yè)/共91頁(yè)51

動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)：

（1）最大動(dòng)態(tài)偏差（emax）或超調(diào)量（σ）

最大動(dòng)態(tài)偏差或超調(diào)量是描述被控變量偏離設(shè)定值最大程度的物理量，是衡量過(guò)渡過(guò)程穩(wěn)定性的一個(gè)動(dòng)態(tài)指標(biāo)。對(duì)于定值控制系統(tǒng)，過(guò)渡過(guò)程的最大動(dòng)態(tài)偏差是指被控變量第一個(gè)波的峰值與設(shè)定值之差。在上圖中，最大偏差就是第一個(gè)波的峰值，為A。第51頁(yè)/共91頁(yè)52最大偏差表示系統(tǒng)瞬間偏離給定值的最大程度。若偏差越大，偏離的時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)穩(wěn)定正常生產(chǎn)越不利。特別是對(duì)于一些有約束條件的系統(tǒng)，如化學(xué)反應(yīng)器的化合物爆炸極限、觸媒燒結(jié)溫度極限等，都會(huì)對(duì)最大偏差的允許值有所限制。同時(shí)考慮到干擾會(huì)不斷出現(xiàn)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)干擾還未清除時(shí)，第二個(gè)干擾可能又出現(xiàn)了，偏差有可能是疊加的，所以要限制最大偏差的允許值。因此，在決定最大偏差的允許值時(shí)，要根據(jù)工藝情況慎重選擇。第52頁(yè)/共91頁(yè)53在設(shè)定作用下的控制系統(tǒng)（隨動(dòng)控制系統(tǒng)）中，通常采用超調(diào)量這個(gè)指標(biāo)來(lái)表示被控變量偏離設(shè)定值的程度，一般超調(diào)量以百分?jǐn)?shù)給出。

超調(diào)量定義：第一個(gè)波的峰值與最終穩(wěn)態(tài)值之差，即：

如果系統(tǒng)的新穩(wěn)態(tài)值等于設(shè)定值，那么最大偏差就等于超調(diào)量。

第53頁(yè)/共91頁(yè)54（2）衰減比n

衰減比是衡量過(guò)渡過(guò)程穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)指標(biāo)。定義：第一個(gè)波的振幅與同方向第二個(gè)波的振幅之比。衰減比第54頁(yè)/共91頁(yè)55衰減比n>1:衰減振蕩。n越大，則系統(tǒng)的穩(wěn)定度也越高，當(dāng)n趨于無(wú)窮大時(shí)，系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程接近于非振蕩過(guò)程。

n=1:等幅振蕩。

n<1:發(fā)散振蕩。n越小，意味著系統(tǒng)的振蕩過(guò)程越劇烈，穩(wěn)定度也越低，第55頁(yè)/共91頁(yè)56根據(jù)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，為保持足夠的穩(wěn)定裕度，一般希望過(guò)渡過(guò)程有兩個(gè)波左右，與此對(duì)應(yīng)的衰減比在4:1到10:1的范圍內(nèi)。

衰減率：

衰減比4:1——衰減率0.75衰減比10:1——衰減率0.90第56頁(yè)/共91頁(yè)57（3）余差定義：控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程終了時(shí)設(shè)定值與被控變量穩(wěn)態(tài)值之差。余差是反映控制準(zhǔn)確性的一個(gè)重要穩(wěn)態(tài)指標(biāo)，一般希望其為零，或不超過(guò)預(yù)定的范圍。

第57頁(yè)/共91頁(yè)58上圖中，

在控制系統(tǒng)中，對(duì)余差的要求取決于生產(chǎn)過(guò)程的要求。

第58頁(yè)/共91頁(yè)59（4）過(guò)渡過(guò)程時(shí)間TS過(guò)渡過(guò)程時(shí)間表示控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的長(zhǎng)短。定義：系統(tǒng)在受到階躍外作用后，被控變量從原有穩(wěn)態(tài)值達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值所需要的時(shí)間。理論上講，控制系統(tǒng)要完全達(dá)到新的平衡狀態(tài)需要無(wú)限長(zhǎng)的時(shí)間。第59頁(yè)/共91頁(yè)60實(shí)際上，被控變量接近于新穩(wěn)態(tài)值的±5%

或±3%

或±2%

的范圍內(nèi)且不再越出時(shí)為止所經(jīng)歷的時(shí)間，可計(jì)為過(guò)渡時(shí)間。一般希望過(guò)渡時(shí)間短一些為好。

第60頁(yè)/共91頁(yè)61（5）振蕩頻率（或振蕩周期）ω定義：過(guò)渡過(guò)程同向兩波峰之間的時(shí)間間隔稱為振蕩周期或工作周期。其倒數(shù)稱為振蕩頻率。

在衰減比相同條件下，周期與過(guò)渡時(shí)間成正比；振蕩頻率與回復(fù)時(shí)間成反比。

第61頁(yè)/共91頁(yè)62其它一些次要指標(biāo)：

振蕩次數(shù)：是指在過(guò)渡過(guò)程內(nèi)被控變量振蕩的次數(shù)?！袄硐脒^(guò)渡過(guò)程兩個(gè)波”：是指過(guò)渡過(guò)程振蕩兩次就能穩(wěn)定下來(lái)。上升時(shí)間：是指干擾開始作用起到第一個(gè)波峰所需要的時(shí)間。第62頁(yè)/共91頁(yè)63總結(jié)：

主要指標(biāo)有：最大偏差、衰減比、余差、過(guò)渡時(shí)間。在實(shí)際的系統(tǒng)中如何確定這些指標(biāo)，要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)定。原則：對(duì)生產(chǎn)過(guò)程有決定性意義的主要品質(zhì)指標(biāo)應(yīng)該優(yōu)先保證。第63頁(yè)/共91頁(yè)64三、傳感器的可靠性傳感器只有在規(guī)定條件和規(guī)定期間無(wú)故障工作才是可靠的?？煽啃栽诮y(tǒng)計(jì)學(xué)上被描述為：高可靠性意味著按要求工作的概率接近于1（即在所考慮的期間，該傳感器幾乎不失效）。目前，用可靠率R(t)、失效率λ(t)、失效率λ隨時(shí)間變化規(guī)律（浴盆曲線）和平均無(wú)故障時(shí)間MTBF來(lái)評(píng)價(jià)可靠性。第64頁(yè)/共91頁(yè)65可靠率是指在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)傳感器完成所規(guī)定任務(wù)的成功率。設(shè)有N個(gè)相同的傳感器，使它們同時(shí)工作在同樣的條件下，從它們開始運(yùn)行到t時(shí)刻的時(shí)間內(nèi)，有F(t)個(gè)傳感器發(fā)生故障，其余S(t)個(gè)傳感器工作正常，則該傳感器的可靠率R(t)可定義為：R(t)=S(t)/N傳感器的不可靠率Q(t)可相應(yīng)地表示為：Q(t)=F(t)/N由于一個(gè)傳感器發(fā)生故障和無(wú)故障是互斥事件，必然滿足R(t)+Q(t)=1。因此可靠率還可寫成：R(t)=1-Q(t)=[N-F(t)]/N1．可靠率

第65頁(yè)/共91頁(yè)662．失效率(瞬時(shí)失效率或稱故障率)是指?jìng)鞲衅鬟\(yùn)行到t時(shí)刻后單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的傳感器個(gè)數(shù)與t時(shí)刻完好傳感器個(gè)數(shù)之比。假定N個(gè)傳感器的可靠率為R(t)，在t時(shí)刻到t+Δt時(shí)刻的失效數(shù)為N[R(t)-R(t+Δt)]，那么單位時(shí)間內(nèi)的失效率為N[R(t)-R(t+Δt)]/Δt。t時(shí)刻完好傳感器個(gè)數(shù)為NR(t)=S(t)。于是，失效率λ(t)可表示為：λ(t)=N[R(t)-R(t+Δt)]/【NR(t)?Δt】微分形式:正常使用狀態(tài)下，認(rèn)為傳感器失效率λ(t)不隨時(shí)間而變化或變化很小，λ(t)=λ=常數(shù)，故上式積分得：可見，傳感器經(jīng)過(guò)一段時(shí)間老化后，其可靠率符合指數(shù)衰減規(guī)律。當(dāng)某一時(shí)間的可靠率R(t)已知時(shí)，可計(jì)算失效率。第66頁(yè)/共91頁(yè)67λ=γ/Tγ——傳感器失效數(shù)；T——傳感器工作個(gè)數(shù)與其工作時(shí)間的乘積。傳感器的平均失效率具如圖的“浴盆曲線”。在傳感器剛投入使用時(shí)，大多由于設(shè)計(jì)不當(dāng)與工藝上的缺陷，使有些傳感器很快出現(xiàn)早期故障而失效，這時(shí)的失效率較高，即圖中的早期失效段。要提高傳感器的可靠性，應(yīng)當(dāng)采取合理設(shè)計(jì)方案，通過(guò)元器件篩選、老化和整機(jī)加速試驗(yàn)等措施來(lái)盡可能縮短早期失效段的時(shí)間，并盡可能使早期失效段在廠內(nèi)渡過(guò)。圖中的第二段為偶發(fā)失效段，這一段是在早期失效段的缺陷全部暴露之后，平均失效變得較小且為常數(shù)，此期間發(fā)生的故障是由隨機(jī)因素影響而造成的。這種偶發(fā)失效來(lái)源于隨機(jī)產(chǎn)生的應(yīng)力、材料性質(zhì)的隨機(jī)分布以及隨機(jī)環(huán)境條件。這是傳感器最佳使用期，也是可靠性技術(shù)充分發(fā)揮作用的時(shí)期。第67頁(yè)/共91頁(yè)683．平均無(wú)故障時(shí)間平均無(wú)故障時(shí)間（MTBF）與可靠率R(t)之間的關(guān)系為可見，只要知道產(chǎn)品的失效率，就可獲得平均無(wú)故障時(shí)間。例

我們?cè)?000小時(shí)內(nèi)對(duì)50個(gè)加速度傳感器進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn)。若假定失效率恒定，有2個(gè)傳感器失效，試確定失效率和MTBF。根據(jù)，有

λ=2/（50×1000h）×100%=40次故障/106h根據(jù)上式，得MTBF=25000h高可靠性對(duì)于傳感器十分重要，應(yīng)成為傳感器選擇或設(shè)計(jì)遵循的原則之一。λ=γ/T第68頁(yè)/共91頁(yè)69一、應(yīng)用傳感器需遵循的原則

第四節(jié)應(yīng)用傳感器需遵循的原則與考慮的主要因素1．堅(jiān)持從測(cè)控系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)要求研制或選擇傳感器，即遵循整體需要的原則

2．高可靠性原則3．較高的性能價(jià)格比原則第69頁(yè)/共91頁(yè)70二、應(yīng)用傳感器考慮的主要因素穩(wěn)定性(零漂)傳感器溫度供電各種干擾穩(wěn)定性溫漂分辨力沖擊與振動(dòng)電磁場(chǎng)線性滯后重復(fù)性靈敏度輸入誤差因素外界影響傳感器輸入輸出作用圖輸出取決于傳感器本身，可通過(guò)傳感器本身的改善來(lái)加以抑制，有時(shí)也可以對(duì)外界條件加以限制。衡量傳感器特性的主要技術(shù)指標(biāo)第70頁(yè)/共91頁(yè)711、與測(cè)量條件有關(guān)的因素

(1)測(cè)量的目的；

(2)被測(cè)試量的選擇；

(3)測(cè)量范圍；

(4)輸入信號(hào)的幅值，頻帶寬度；

(5)精度要求；

(6)測(cè)量所需要的時(shí)間。第四節(jié)應(yīng)用傳感器需遵循的原則與考慮的主要因素第71頁(yè)/共91頁(yè)722、與傳感器有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)

(1)精度；

(2)穩(wěn)定度；

(3)響應(yīng)特性；

(4)模擬量與數(shù)字量；

(5)輸出幅值；

(6)對(duì)被測(cè)物體產(chǎn)生的負(fù)載效應(yīng)；

(7)校正周期；

(8)超標(biāo)準(zhǔn)過(guò)大的輸入信號(hào)保護(hù)。

第72頁(yè)/共91頁(yè)73

3、與使用環(huán)境條件有關(guān)的因素

(1)安裝現(xiàn)場(chǎng)條件及情況；

(2)環(huán)境條件(濕度、溫度、振動(dòng)等)；

(3)信號(hào)傳輸距離；

(4)所需現(xiàn)場(chǎng)提供的功率容量。

4、與購(gòu)買和維修有關(guān)的因素

(1)價(jià)格；

(2)零配件的儲(chǔ)備；

(3)服務(wù)與維修制度，保修時(shí)間；

(4)交貨日期。第73頁(yè)/共91頁(yè)74基本參數(shù)指標(biāo)環(huán)境參數(shù)指標(biāo)可靠性指標(biāo)其他指標(biāo)量程指標(biāo)：量程范圍、過(guò)載能力等靈敏度指標(biāo)：靈敏度、分辨力、滿量程輸出等精度有關(guān)指標(biāo)：精度、誤差、線性、滯后、重復(fù)性、靈敏度誤差、穩(wěn)定性動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：固定頻率、阻尼比、時(shí)間常數(shù)、頻率響應(yīng)范圍、頻率特性、臨界頻率、臨界速度、穩(wěn)定時(shí)間等

溫度指標(biāo)：工作溫度范圍、溫度誤差、溫度漂移、溫度系數(shù)、熱滯后等抗沖振指標(biāo)：允許各向抗沖振的頻率、振幅及加速度、沖振所引入的誤差其他環(huán)境參數(shù)：抗潮濕、抗介質(zhì)腐蝕等能力、抗電磁場(chǎng)干擾能力等工作壽命、平均無(wú)故障時(shí)間、保險(xiǎn)期、疲勞性能、絕緣電阻、耐壓及抗飛弧等使用有關(guān)指標(biāo):供電方式（直流、交流、頻率及波形等）、功率、各項(xiàng)分布參數(shù)值、電壓范圍與穩(wěn)定度等外形尺寸、重量、殼體材質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等安裝方式、饋線電纜等第74頁(yè)/共91頁(yè)75第五節(jié)傳感器的發(fā)展趨勢(shì)

傳感器現(xiàn)狀據(jù)統(tǒng)計(jì)目前全世界約有40多從事傳感器的研制、生產(chǎn)和開發(fā)，研發(fā)機(jī)構(gòu)6000余家。其中以美、日、俄、德等國(guó)實(shí)力較強(qiáng)，建立了包括物理量、化學(xué)量、生物量三大門類的傳感器產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)品20000多種，大企業(yè)的年生產(chǎn)能力達(dá)到幾千萬(wàn)支到幾億支。1998年全世界傳感器市場(chǎng)銷售額已達(dá)325億美元，2006年銷售額增至506億美元。

第75頁(yè)/共91頁(yè)76我國(guó)的傳感器技術(shù)及產(chǎn)業(yè)在國(guó)家“大力加強(qiáng)傳感器的開發(fā)和在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的普遍應(yīng)用”等一系列政策導(dǎo)向和資金的支持下，近年來(lái)也取得了較快發(fā)展。目前有1680多家傳感器研發(fā)機(jī)構(gòu)，產(chǎn)品約6000種，年產(chǎn)量13.2億多支，其中約有1/2產(chǎn)品銷往國(guó)外。預(yù)計(jì)到“十一五”期末，敏感元器件與傳感器年總產(chǎn)量可望達(dá)到20億支，銷售總額將達(dá)約120億元。第76頁(yè)/共91頁(yè)77傳感器產(chǎn)業(yè)在科技投入(經(jīng)費(fèi)、高級(jí)人才資源)、產(chǎn)業(yè)環(huán)境以及科技實(shí)力(專利件數(shù)、新品開發(fā)周期、關(guān)鍵材料與零組件、量產(chǎn)能力)三大方面的綜合競(jìng)爭(zhēng)能力遠(yuǎn)低于美國(guó)、日本、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家。許多自動(dòng)化方面的專家呼吁：目前系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，自動(dòng)化已經(jīng)陷入低谷，其主要原因之一是傳感技術(shù)落后，一方面表現(xiàn)為傳感器在感知信息方面的落后；另一方面表現(xiàn)為傳感器自身在智能化和網(wǎng)絡(luò)方面落后。第77頁(yè)/共91頁(yè)78第五節(jié)傳感器的發(fā)展趨勢(shì)

20世紀(jì)70年代以來(lái)以電量為輸出的傳感器得到飛速發(fā)展，現(xiàn)代傳感器已是測(cè)量?jī)x器、智能化儀表、自動(dòng)控制系統(tǒng)等裝置必不可少的感知元件。幾十年來(lái)傳感技術(shù)的發(fā)展分為兩個(gè)方面：

●提高與改善傳感器的技術(shù)性能；●尋找新原理、新材料、新工藝及新功能等。

一、改善傳感器性能的技術(shù)途徑1．差動(dòng)技術(shù)

差動(dòng)技術(shù)是傳感器中普遍采用的技術(shù)。它的應(yīng)用可顯著地減小溫度變化、電源波動(dòng)、外界干擾等對(duì)傳感器精度的影響，抵消了共模誤差，減小非線性誤差等。不少傳感器由于采用了差動(dòng)技術(shù)，還可使靈敏度增大。第78頁(yè)/共91頁(yè)79

2．平均技術(shù)

在傳感器中普遍采用平均技術(shù)可產(chǎn)生平均效應(yīng)，其原理是利用若干個(gè)傳感單元同時(shí)感受被測(cè)量，其輸出則是這些單元輸出的平均值，若將每個(gè)單元可能帶來(lái)的誤差均可看作隨機(jī)誤差且服從正態(tài)分布，根據(jù)誤差理論，總的誤差將減小為δΣ=±δ/√n式中n—傳感單元數(shù)?？梢?，在傳感器中利用平均技術(shù)不僅可使傳感器誤差減小，且可增大信號(hào)量，即增大傳感器靈敏度。第79頁(yè)/共91頁(yè)803．補(bǔ)償與修正技術(shù)主要針對(duì)補(bǔ)償與修正技術(shù)：★針對(duì)傳感器本身特性★針對(duì)傳感器的工作條件或外界環(huán)境

對(duì)于傳感器特性，找出誤差的變化規(guī)律，或者測(cè)出其大小和方向，采用適當(dāng)?shù)姆椒右匝a(bǔ)償或修正。針對(duì)傳感器工作條件或外界環(huán)境進(jìn)行誤差補(bǔ)償，也是提高傳感器精度的有力技術(shù)措施。不少傳感器對(duì)溫度敏感，由于溫度變化引起的誤差十分可觀。為了解決這個(gè)問(wèn)題，必要時(shí)可以控制溫度，搞恒溫裝置，但往往費(fèi)用太高，或使用現(xiàn)場(chǎng)不允許。而在傳感器內(nèi)引入溫度誤差補(bǔ)償又常常是可行的。這時(shí)應(yīng)找出溫度對(duì)測(cè)量值影響的規(guī)律，然后引入溫度補(bǔ)償措施。補(bǔ)償與修正，可以利用電子線路（硬件）來(lái)解決，也可以采用微型計(jì)算機(jī)通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。第80頁(yè)/共91頁(yè)814．屏蔽、隔離與干擾抑制

傳感器大都要在現(xiàn)場(chǎng)工作，現(xiàn)場(chǎng)的條件往往是難以充分預(yù)料的，有時(shí)是極其惡劣的。各種外界因素要影響傳感器的精度與各有關(guān)性能。為了減小測(cè)量誤差，保證其原有性能，就應(yīng)設(shè)法削弱或消除外界因素對(duì)傳感器的影響。其方法有：

減小傳感器對(duì)影響因素的靈敏度

降低外界因素對(duì)傳感器實(shí)際作用的程度對(duì)于電磁干擾，可以采用屏蔽、隔離措施，也可用濾波等方法抑制。對(duì)于如溫度、濕度、機(jī)械振動(dòng)、氣壓、聲壓、輻射、甚至氣流等，可采用相應(yīng)的隔離措施，如隔熱、密封、隔振等，或者在變換成為電量后對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行分離或抑制，減小其影響。第81頁(yè)/共91頁(yè)82

5．穩(wěn)定性處理

使用傳感器時(shí)，若測(cè)量要求較高，必要時(shí)也應(yīng)對(duì)附加的調(diào)整元件、后續(xù)電路的關(guān)鍵元器件進(jìn)行老化處理。提高傳感器性能的穩(wěn)定性措施：對(duì)材料、元器件或傳感器整體進(jìn)行必要的穩(wěn)定性處理。如永磁材料的時(shí)間老化、溫度老化、機(jī)械老化及交流穩(wěn)磁處理、電氣元件的老化篩選等。造成傳感器性能不穩(wěn)定原因：隨著時(shí)間的推移和環(huán)境條件的變化，構(gòu)成傳感器的各種材料與元器件性能將發(fā)生變化。傳感器作為長(zhǎng)期測(cè)量或反復(fù)使用的器件，其穩(wěn)定性顯得特別重要，其重要性甚至勝過(guò)精度指標(biāo)，尤其是對(duì)那些很難或無(wú)法定期標(biāo)定的場(chǎng)合。第82頁(yè)/共91頁(yè)83二、傳感器的發(fā)展動(dòng)向

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