第2章-传感器基本知识

1、2012nnyaa xa xa x传感器理想的静态特传感器理想的静态特性曲线为一条过原点性曲线为一条过原点的直线的直线Y = a1Xa1：传感器的灵敏度：传感器的灵敏度2420242nnyaa xa xa x32101321nnyaa xa xax 指正常工作条件下，传感器能够测量的被测量的总范围，指正常工作条件下，传感器能够测量的被测量的总范围，通常用测量范围的下限值和上限值来表示。通常用测量范围的下限值和上限值来表示。量程量程：测量范围的上限值（或对应的输出值测量范围的上限值（或对应的输出值 ）与下限值（或）与下限值（或对应的输出值）的代数差。对应的输出值）的代数差。如：体温计的测量范围为

2、35-42度，量程为42-35=7度maxFsLk100%Y 拟合直线可以选择理论直线（即理想的静态特性曲线）拟合直线可以选择理论直线（即理想的静态特性曲线）maxFsHk100%Y 各种传感元件材料的各种传感元件材料的物理性质物理性质是产生迟滞现象的原因是产生迟滞现象的原因 yyFSH0 xxFSRmax1正行程的最大重复性偏差正行程的最大重复性偏差 Rmax2反行程的最大重复性偏差反行程的最大重复性偏差检测时也可选取几个测试点，对检测时也可选取几个测试点，对应每一点多次从同一方向趋近。应每一点多次从同一方向趋近。%100/maxFSRRy重复性是指传感器在输入按同一方向连续多次变动时所得特

3、重复性是指传感器在输入按同一方向连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度。性曲线不一致的程度。重复性误差可用正反行程中最大偏差表示重复性误差可用正反行程中最大偏差表示：K=y/x精密度是随机误差大小的标志，精密度是随机误差大小的标志， 精密度高，意味着随机误差小精密度高，意味着随机误差小正确度是系统误差大小的标志，正确度是系统误差大小的标志， 正确度高，意味着系统误差小正确度高，意味着系统误差小15精确度）精确度）（a a）正确度高而精密度低）正确度高而精密度低在测量中我们希望得到精确度高的结果在测量中我们希望得到精确度高的结果（b b）正确度低而精密度高）正确度低而精密度高 （c c）精确度高

4、）精确度高16A A为传感器测量范围内的为传感器测量范围内的最大绝对允许误差。最大绝对允许误差。.%100%F SAAY传感器与测量仪表精度等级传感器与测量仪表精度等级A A以一系列标准百分数值来进行以一系列标准百分数值来进行分档。（分档。（0.0010.001，0.0050.005，0.020.02，0.050.05，0.10.1，0.20.2，0.30.3，0.50.5，1.01.0，1.51.5，2.52.5，4.04.0） 漂移是指在一定时间间隔内，传感器的输出存在着与被测输漂移是指在一定时间间隔内，传感器的输出存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。入量无关的、不需要的变化。产生原因

5、：产生原因：一是自身结构参数；二是周围环境（如温度、湿度一是自身结构参数；二是周围环境（如温度、湿度等）。零点漂移或灵敏度漂移又可分为等）。零点漂移或灵敏度漂移又可分为时间漂移时间漂移和和温度漂移温度漂移，又，又称时漂称时漂(或零漂或零漂)和温漂。和温漂。零点漂移：零点漂移：传感器无输入时，每隔一段时间进行读数，其输出偏传感器无输入时，每隔一段时间进行读数，其输出偏离零值，即为零点漂移。传感器的零漂可表示为：离零值，即为零点漂移。传感器的零漂可表示为：式中：式中：y为最大零点偏差：为最大零点偏差：YFS为满量程输出。为满量程输出。%100FSYy零漂一般以仪表的示值变化量与时间的长短之比来表示

6、稳一般以仪表的示值变化量与时间的长短之比来表示稳定度。例如，某仪表输出电压值在定度。例如，某仪表输出电压值在8h内的最大变化量内的最大变化量为为1.2mV，则表示为，则表示为1.2mV/(8h)。 温度漂移：温度漂移：传感器的温漂有时称温度稳定性，周围环境温度变传感器的温漂有时称温度稳定性，周围环境温度变化化1而引起的输出变化而引起的输出变化. 一般以温度变化一般以温度变化1，输出最大偏差与满量程的百分比来表，输出最大偏差与满量程的百分比来表示，即示，即 %100maxTYyFS温漂 式中：式中：ymax为输出最大偏差：为输出最大偏差：YFS为满量程输出；为满量程输出；T为温为温度变化范围。度

7、变化范围。 输入信号变化时，引起输出信号也随时间变化，这个过程叫输入信号变化时，引起输出信号也随时间变化，这个过程叫响应。响应。 传感器的动态特性传感器的动态特性是指其输出对随时间变化的输入量的响应是指其输出对随时间变化的输入量的响应特性。特性。 当被测量随时间变化当被测量随时间变化,是时间的函数时是时间的函数时, 则传感器的输出量则传感器的输出量也是时间的函数也是时间的函数,其间的关系要用动态特性来表示。其间的关系要用动态特性来表示。Thermocouple水温水温T热电偶热电偶环境温度环境温度T T0 0 T TT T0 0例子：例子： 实际工作中，传感器的动态特性常用实验方法求得，即实际工作中，传感器的动态特性常用实验方法求得，即根据传感器对一些标准信号的响应来评定它的动态特性。根据传感器对一些标准信号的响应来评定它的动态特性。 在时域内，常用阶跃信号来分析传感器的动态特性在时域内，常用阶跃信号来分析传感器的动态特性瞬瞬时响应特性时响应特性。 在频域内，则采用正弦输入信号来分析传感器的动态特在频域内，则采用正弦输入信号来分析传感器的动态特性性频率响应特性频率响应特性。2425262