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更新時(shí)間:2018-06-11 14:11:28瀏覽次數(shù):660
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傳感器的靜態(tài)特性是指對(duì)靜態(tài)的輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入信號(hào),傳感器的輸出量與輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入量之間所具有相互關(guān)系。因?yàn)檫@時(shí)輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入量和輸出量都和時(shí)間無(wú)關(guān),所以它們之間的關(guān)系,即傳感器的靜態(tài)特性可用一個(gè)不含時(shí)間變量的代數(shù)方程,或以輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入量作橫坐標(biāo),把與其對(duì)應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫(huà)出的特性曲線(xiàn)來(lái)描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有重復(fù)性漂移等。線(xiàn)性度:指?jìng)鞲衅鬏敵隽颗c輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入量之間的實(shí)際關(guān)系曲線(xiàn)偏離擬合直線(xiàn)的程度。定義為在全量程范圍內(nèi)實(shí)際特性曲線(xiàn)與擬合直線(xiàn)之間的大偏差值與滿(mǎn)量程輸出值之比。靈敏度:靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的一個(gè)重要指標(biāo)。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應(yīng)輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入量增量之比。用S表示靈敏度。
遲滯:傳感器在輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入量由小到大(正預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)先進(jìn)要先進(jìn)行程)及輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入量由大到小(反預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)先進(jìn)要先進(jìn)行程)變化期間其輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入輸出特性曲線(xiàn)不重合的現(xiàn)象成為遲滯。對(duì)于同一大小的輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入信號(hào),傳感器的正反預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)先進(jìn)要先進(jìn)行程輸出信號(hào)大小不相等,這個(gè)差值稱(chēng)為遲滯差值。重復(fù)性:重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟谳斒?首*首*首*首*首先進(jìn)入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變化時(shí),所得特性曲線(xiàn)不*的程度。
漂移:傳感器的漂移是指在輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入量不變的情況下,傳感器輸出量隨著時(shí)間變化,此現(xiàn)象稱(chēng)為漂移。產(chǎn)生漂移的原因有兩個(gè)方面一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)二是周?chē)h(huán)境(如溫度、濕度等)分辨力:當(dāng)傳感器的輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入從非零值緩慢增加時(shí)在超過(guò)某一增量后輸出發(fā)生可觀測(cè)的變化這個(gè)輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入增量稱(chēng)傳感器的分辨力,即小輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入增量。閾當(dāng)傳感器的輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入從零值開(kāi)始緩慢增加時(shí)在達(dá)到某一值后輸出發(fā)生可觀測(cè)的變化,這個(gè)輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入值稱(chēng)傳感器的閾值電壓。
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所謂動(dòng)態(tài)特性,是指?jìng)鞲衅髟谳斒?首*首*首*首*首先進(jìn)入變化時(shí),它的輸出的特性。在實(shí)際工作中,傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用它對(duì)某些標(biāo)準(zhǔn)輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入信號(hào)的響應(yīng)來(lái)表示。這是因?yàn)閭鞲衅鲗?duì)標(biāo)準(zhǔn)輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入信號(hào)的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得,并且它對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入信號(hào)的響應(yīng)與它對(duì)任意輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入信號(hào)的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系,往往知道了前者就能推定后者。較常用的標(biāo)準(zhǔn)輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入信號(hào)有階躍信號(hào)和正弦信號(hào)兩種,所以傳感器的動(dòng)態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來(lái)表示。線(xiàn)性度通常情況下,傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是條曲線(xiàn)而非直線(xiàn)。在實(shí)際工作中,為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù),常用一條擬合直線(xiàn)近似地代表實(shí)際的特性曲線(xiàn)、線(xiàn)性度(非線(xiàn)性誤差)就是這個(gè)近似程度的一個(gè)性能指標(biāo)。
擬合直線(xiàn)的選取有多種方法。如將零輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入和滿(mǎn)量程輸出點(diǎn)相連的理論直線(xiàn)作為擬合直線(xiàn);或?qū)⑴c特性曲線(xiàn)上各點(diǎn)偏差的平方和為小的理論直線(xiàn)作為擬合直線(xiàn),此擬合直線(xiàn)稱(chēng)為小二乘法擬合直線(xiàn)。靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對(duì)輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入量變化△x的比值。
它是輸出一輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入特性曲線(xiàn)的斜率。如果傳感器的輸出和輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入之間顯線(xiàn)性關(guān)系,則靈敏度S是一個(gè)常數(shù)。否則,它將隨輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入量的變化而變化。靈敏度的量綱是輸出、輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入量的量綱之比。例如,某位移傳感器,在位移變化1mm時(shí),輸出電壓變化為200mV,則其靈敏度應(yīng)表示為200mV/mm。當(dāng)傳感器的輸出、輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入量的量綱相同時(shí),靈敏度可理解為放大倍數(shù)。提高靈敏度,可得到較高的測(cè)量精度。但靈敏度愈高,測(cè)量范圍愈窄,穩(wěn)定性也往往愈差
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分辨率是指?jìng)鞲衅骺筛惺艿降谋粶y(cè)量的小變化的能力。也就是說(shuō),如果輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入變化值未超過(guò)某一數(shù)值時(shí),傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化,即傳感器對(duì)此輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入量的變化是分辨不出來(lái)的。只有當(dāng)輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入量的變化超過(guò)分辨率時(shí),其輸出才會(huì)發(fā)生變化。通常傳感器在滿(mǎn)量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨率并不相同,因此常用滿(mǎn)量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入量中的大變化值作為衡量分辨率的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿(mǎn)量程的百分比表示,則稱(chēng)為分辨率。分辨率與傳感器的穩(wěn)定性有負(fù)相相性。
要進(jìn)預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)先進(jìn)要先進(jìn)行—個(gè)具體的測(cè)量工作,首先要考慮采用何種原理的傳感器,這需要分析多方面的因素之后才能確定。因?yàn)椋词故菧y(cè)量同一物理量,也有多種原理的傳感器可供選用,哪一種原理的傳感器更為合適,則需要根據(jù)被測(cè)量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問(wèn)題:量程的大小;被測(cè)位置對(duì)傳感器體積的要求;測(cè)量方式為接觸式還是非接觸式;信號(hào)的引出方法,有線(xiàn)或是非接觸測(cè)量;傳感器的來(lái)源,國(guó)產(chǎn)還是進(jìn)口,價(jià)格能否承受,還是自預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)先進(jìn)要先進(jìn)行研制。
在考慮上述問(wèn)題之后就能確定選用何種類(lèi)型的傳感器,然后再考慮傳感器的具體性能指標(biāo)。靈敏度的選擇通常,在傳感器的線(xiàn)性范圍內(nèi)希望傳感器的靈敏度越高越好。因?yàn)橹挥徐`敏度高時(shí),與被測(cè)量變化對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的值才比較大有利于信號(hào)處理但要注意的是傳感器的靈敏度高,與被測(cè)量無(wú)關(guān)的外界噪聲也容易混首*首*首*首*首*首先進(jìn)入,也會(huì)被放大系統(tǒng)放大影響測(cè)量精度因此,要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比,盡量減少?gòu)耐饨缫?首*首*首*首*首先進(jìn)入的干擾信號(hào)。
傳感器的靈敏度是有方向性的。當(dāng)被測(cè)量是單向量,而且對(duì)其方向性要求較高,則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的傳感器;如果被測(cè)量是多維向量,則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。頻率響應(yīng)特性傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測(cè)量的頻率范圍,必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真。實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有—定延遲,希望延遲時(shí)間越短越好。傳感器的頻率響應(yīng)越高,可測(cè)的信號(hào)頻率范圍就越寬。