傳感器靜態(tài)特性課件

《傳感器原理與應(yīng)用》第二章傳感器的一般特性§1傳感器的靜態(tài)特性（1）傳感器線性度（2）傳感器的靈敏度

（3）傳感器的重復(fù)性

（4）遲滯誤差（5）最小檢測(cè)量和分辨率（6）漂移地空學(xué)院測(cè)控系李志華《傳感器原理與應(yīng)用》第二章傳感器的一般特性§1傳1

一、傳感器的一般特性1、靜態(tài)特性與動(dòng)態(tài)特性定義從輸入信號(hào)不隨時(shí)間變化或變化極其緩慢的角度考慮的傳感器特性稱為傳感器靜態(tài)特性。信號(hào)時(shí)間靜態(tài)信號(hào)動(dòng)態(tài)信號(hào)從輸入信號(hào)隨時(shí)間變化較大的角度考慮的傳感器特性稱為傳感器動(dòng)態(tài)特性。0

一、傳感器的一般特性1、靜態(tài)特性與動(dòng)態(tài)特性定義從輸入信22、傳感器靜態(tài)特性（1）傳感器線性度輸出量與輸入量之間的實(shí)際關(guān)系曲線偏離直線的程度稱為線性度。一般用非線性誤差表示可用下式表示輸出量Y輸入量X02、傳感器靜態(tài)特性（1）傳感器線性度輸出量與輸入量之間的實(shí)際3輸出量Y

曲線a存在零點(diǎn)誤差，但并不存在非線性誤差。這是傳感器經(jīng)常遇到的問題，比如我們?cè)谝院笳鹿?jié)要學(xué)習(xí)的霍爾傳感器就存在零點(diǎn)誤差，我們可以在調(diào)理電路中把零點(diǎn)誤差處理掉。

曲線b既存在零點(diǎn)誤差，又存在輸入量與輸出成反比，但并不存在非線性誤差。這也是傳感器經(jīng)常遇到的問題之一，比如我們?cè)谝院笳鹿?jié)要學(xué)習(xí)的超聲波傳感器是這樣，我們可以在調(diào)理電路中和數(shù)據(jù)處理中可以解決。曲線a曲線b0X輸出量Y曲線a存在零點(diǎn)誤差，但并不存在非線性誤差。這4（2）傳感器的靈敏度

定義傳感器的靈敏度是其在穩(wěn)態(tài)下輸出增量與輸入增量的比值．常用來表示：對(duì)于線性傳感器，其靈敏度就是它的靜態(tài)特性的斜率，如圖（a）所示，即：YXM點(diǎn)0N點(diǎn)（2）傳感器的靈敏度定義傳感器的靈敏度是其在穩(wěn)態(tài)下輸出增量5非線性傳感器的靈敏度是一個(gè)變量，如圖(b)所示，即用表示傳感器在其某一工作點(diǎn)的靈敏度。YXM點(diǎn)0非線性傳感器的靈敏度是一個(gè)變量，如圖(b)所示，即用表6（3）傳感器的重復(fù)性

重復(fù)性表示傳感器在輸入量按同一方向作全量程多次測(cè)試時(shí)，所得特性曲線不一致性的程度(見圖)。多次按相同輸入條件測(cè)試的輸出特性曲線越重合，其重復(fù)性越好，其重復(fù)性誤差也越小。YX滿量程輸出值

0（3）傳感器的重復(fù)性重復(fù)性表示傳感器在輸入量按同一方7傳感器為何會(huì)產(chǎn)生重復(fù)性誤差？傳感器機(jī)械部分的磨損、間隙、松動(dòng)敏感元件內(nèi)摩擦、積塵輔助電路老化和漂移不重復(fù)性誤差一般屬于隨機(jī)誤差性質(zhì),反映的是測(cè)量結(jié)果偶然誤差大小，而不表示與真值之間的差別，有時(shí)重復(fù)性很好但可能偏離真值。不重復(fù)性誤差可以通過校準(zhǔn)測(cè)得。注意傳感器為何會(huì)產(chǎn)生重復(fù)性誤差？傳感器機(jī)械部分的磨損、間隙、松動(dòng)8（4）遲滯

遲滯特性能表明傳感器在正向(輸入量增大)行程和反向(輸入量減小)行程期間，輸出輸入特性曲線不重合的程度。對(duì)于同一輸入正向和反向行程的差值用E表示為：YX這種現(xiàn)象稱為“遲滯”，E稱為遲滯誤差。0（4）遲滯遲滯特性能表明傳感器在正向(輸入量增9在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)產(chǎn)生的最大滯環(huán)誤差用表示，它與滿量程輸出值的比值稱為最大遲滯率（5）最小檢測(cè)量和分辨率

最小檢測(cè)量是指?jìng)鞲衅髂艽_切反映被測(cè)的最低極限量。最小檢測(cè)量越小表示傳感器檢測(cè)微量的能力越高。由于傳感器的最小檢測(cè)量易受噪聲的影響，所以一般用相當(dāng)于噪聲電平的若干倍的被測(cè)量為最小檢測(cè)量，用公式表示為：M

為最小檢測(cè)量C為系數(shù)（與傳感器結(jié)構(gòu)類型有關(guān)）N為噪聲電平K傳感器的靈敏度在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)產(chǎn)生的最大滯環(huán)誤差用（5）最小檢測(cè)量和分辨率10舉例某電容式氣體壓力傳感器的噪聲電平為0.2mV，靈敏度K為0.5mV/Pa，對(duì)于電容傳感器一般取系數(shù)為2，則由公式可得其最小檢測(cè)量：傳感器的分辨率指在規(guī)定測(cè)量范圍內(nèi)所能檢測(cè)輸入量的最小變化量也可以用該值相對(duì)滿量程輸入值的百分?jǐn)?shù)來表示。數(shù)字傳感器的分辨率可用輸出數(shù)字指示值最后一位所代表的輸入量。舉例某電容式氣體壓力傳感器的噪聲電平為0.2mV，靈敏度K為11（6）漂移傳感器的漂移是指在外界的干擾下，輸出量發(fā)生與輸入量無關(guān)的、不需要的變化。傳感器的漂移零點(diǎn)漂移靈敏度漂移時(shí)間漂移溫度漂移零點(diǎn)漂移定義YX0（6）漂移傳感器的漂移是指在外界的干擾下，輸出量發(fā)生與輸入量12溫度漂移定義YT0例如如上圖所示某壓力傳感器，其滿量程值為1V，溫度變化范圍為-40度到60度。其輸出受溫度影響最大偏差為0.2V，則其溫漂