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传感器常见技术参数介绍

时间:2022-10-29 15:30:00 传感器重复性的正负二阶传感器的动态特性

介绍传感器常见技术参数

  • 1、带宽
  • 2、灵敏度
  • 3、零点漂移
  • 4、分辨率
  • 5、精度
  • 6、重复性
  • 7、迟滞
  • 8、线性范围
  • 9、采样频率
  • 10、稳定性

1、带宽

一般指传感器输出响应下降到其最大相应的根号二分之一或功率一半的信号范围,通俗点说就是传感器能够采样的范围,传感器对外部信号外部信号响应范围的指标,主要描述传感器的动态特性(是否能跟上测量的变化频率),有效带宽是指传感器实际上能保证测量精度的带宽。这里的带宽实际上是从频域描述的。换句话说,事实上,这与频率响应是一样的,即传感器对外部信号的响应能力!从传输函数的角度来看,大多数传感器可以简化为一级或二级链接。

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2、灵敏度

灵敏度是指传感器在稳态运行下的输出变化△y与输入变化△x之比。

一般来说,在传感器的线性范围内,灵敏度越高,传感器的信噪比越高,与测量变化相对应的输出信号值越大,信号处理越有利。但需要注意的是,传感器灵敏度高,容易与测量无关的外部噪声混合,然后放大系统放大,影响测量

精度。因此,传感器本身应具有高信噪比,以最小化从外部引入的干扰信号。

3、零点漂移

传感器输入值为零,输出值有一定程度的变化,即零漂移。温度漂移是导致零漂移的最常见因素。零漂移的原因:敏感元件的老化、应力、电荷泄漏、温度变化等。

4、分辨率

分辨率是指传感器在指定测量范围内可以检测到的微小变化,是传感器可以检测到的待测变化的最小值。例如,米尺只能测量mm级别的距离,千分尺可以测量1/‰毫米级。分辨率是单位的绝对值。例如,如果温度传感器的分辨率为0.1摄氏度,满量500摄氏度,分辨率0.1/500=0.02%。

5、精度

精度是指真实值附近正负标准差的值与范围比,是指测量值与真实值之间的差值。如果测量的目的是定性分析,则可以选择重复精度高的传感器,但不应选择绝对精度高的传感器。如果是定量分析所必需的测量值,则应选择精度能满足要求的传感器。

(1)系统误差的原因:测量原理和算法固有误差、校准不准确、环境温度影响、材料缺陷等;
(2)随机误差的原因:传动间隙、部件老化等。

6、重复性

传感器的重复性是指在同一方向上重复多次测量时测量结果之间的差异。也称为重复误差、再现误差等。重复误差越小,重复性越好,传感器的稳定性越好。

7.频率响应特性

传感器的频率响应特性决定了测量的频率范围,必须在允许的频率范围内保持不失真。事实上,传感器的响应总是有一定的延迟,希望延迟时间越短越好。高频响应的传感器具有较宽的测量信号频率范围。由于结构特性的影响,机械系统惯性较大,低频响应的传感器具有较低的测量信号频率。

7、迟滞

简单地说,当传感器正反向输入输出的映射曲线不一致时,这种现象就是延迟。延迟的原因有:传感器敏感元件的材料特性、机械结构特性(摩擦、传动间隙等)。

8、线性范围

传感器的线性范围是指输出与输入成比例的范围。理论上,灵敏度保持不变,传感器的线性范围越宽,测量范围就越大。但事实上,没有一个传感器是绝对线性的,它的线性是相对的。当所需的测量精度相对较低时,非线性误差较小的传感器可视为线性,便于测量。

9、采样频率

采样频率是指传感器在单位时间内能够采样的测量结果的数量,反映了传感器的快速响应能力。采样频率是测量数据快速变化时必须充分考虑的技术指标。

随着采样频率的不同,传感器的精度指标也发生了变化。一般来说,采样频率越高,测量精度越低。然而,在采样速度甚至静态条件下,传感器给出的精度通常是测量结果。因此,在选择传感器时,必须同时考虑精度和速度。

10、稳定性

传感器使用一段时间后保持其性能不变的能力称为稳定性。影响传感器稳定性的主要因素是传感器的使用环境。因此,为了使传感器具有良好的稳定性,传感器必须具有较强的环境适应性。

在选择传感器时,应调查使用环境,根据具体使用环境选择合适的传感器,或采取适当措施减少环境影响。

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