傳感器的靜態特性
靜態特性:傳感器在被測輸入量各個值處于穩定狀態時的輸出——輸入關系。
穩定狀態指的是被測量趨于穩定,基本不變或變化緩慢。
靜態特性指標重復性:在同一條件下,對同一被測量,沿同一方向,多次重復測量的差異程度。
重復性誤差反應的是數據的離散程度,屬于隨機誤差,因此應根據標準偏差計算σ。
測量標準差:
算數平均值的標準差:
由公式可知多次測量可以提高精度。
例題:
線性度
線性度又稱非線性,是表征傳感器輸出-輸入校準曲線與所選定的擬合直線(作為工作直線)之間的吻合或者偏離程度的指標。通常用相對誤差來表示線性度或非線性誤差。即
其中△Y ** x表示輸出值與理想直線的較大偏差
yFS表示理論滿量程輸出值
顯然,選定的擬合直線不同,計算所得線性度數值不同,選擇擬合直線應該保證獲得的盡量小的非線性誤差。
獲取擬合直線的方法:
對于不同的獲取擬合直線的方法,得到的線性度是不一樣的,沒有絕對的可比性。
分辨力
指傳感器在規定范圍內所能檢測出的被測輸入量的較小變化量。
該值相對滿量程輸入值的百分數,稱為分辨率。
靈敏度
靈敏度是傳感器輸出量增量與被測輸入量增量的比值。線性傳感器的靈敏度就是擬合直線的斜率,非線性傳感器的靈敏度不是常數。
靈敏度的正負只代表輸出與輸入的直接變化趨勢是否相同,絕對值大小才反應傳感器靈敏的高與低。
穩定性
又稱長期穩定性,即傳感器在相當長時間內仍保持其性能的能力,穩定性一般以室溫條件下經過一規定的時間間隔后,傳感器的輸出與起始標定時的輸出之間的差異來表示。
漂移
漂移指在一定時間間隔內,傳感器存在著與被測輸入量無關的、不需要的變化。
靜態誤差(精度)
靜態誤差是評價傳感器靜態性能的綜合性指標,指傳感器在滿量程內任一點輸出值相對其理論值的可能偏離程度,它表示采用該傳感器進行靜態測量時所得數值的不確定度。
靜態誤差的計算方法:
例題:
做題的時候只要記住相對誤差=絕對誤差/測量值,相對誤差是精度的一種。
傳感器的動態特性動態特性反映傳感器對于隨時間變化的輸入量的響應特性。
實際測量時輸入量是千變萬化的,且往往事先并不知道,故工程上采用輸入標準信號函數的方法進行分析,并據此確立若干評定動態特性的指標。常用的標準信號函數是正弦函數與階躍函數。
傳感器的動態模型
微分方程:
傳遞函數:
動態特性將各種頻率不同而幅值相等的正弦信號輸入傳感器,其輸出正弦信號的幅值、相位與頻率之間的關系稱為頻率響應特性。
階躍響應特性
當給靜止的傳感器一個單位階躍信號時,其輸出信號稱為階躍響應。衡量階躍響應的指標有
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