传感器:能感受(或响应)规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件以及相应的电子线路所组成。
1.测量范围和量程:
测量范围:传感器能测量的最大被测量(即输入量)的数值称为测量上限,最小的被测量称为测量下限,用测量下限和测量上限表示的测量区间称为测量范围,简称范围。
测量上限和测量下限的代数差称为量程。
2.分辨力和阀值
分辨力有如下两种表示方法:
(1)以输入量来表示 这种分辨力可称为输入分辨力,它的定义为:在传感器的全部工作范围内能产生可观测的输出量变化的最小输入量变化。
(2)以输出量来表示 这种分辨力可称为输出分辨力,它定义为:在传感器的全部工作范围内,在输入量缓慢而连续变化时所观测到的输出量的最大阶跃变化。
阀值:输入量由零变化到使输出量开始发生可观测变化的输入量值。通常又称其为:灵敏限,灵敏阀,失灵区,死区,钝感区等。
3.灵敏度
传感器在静态工作条件下,其单位输入所产生的输出,成为灵敏度,或更严格地说为静态灵敏度。
4.迟滞
对于某一输入量,传感器在正行程时的输出量明显地,有规律地不同于其在反行程时在同一输入量下的输出量,这一现象称为迟滞。
5.重复性
在相同的工作条件下,在一段短的时间间隔内,输入量从同一方向作满量程变化时,同一输入量值所对应的连续先后多次测量所得的一组输出量值,他们之间相互偏离程度便反映传感器的重复性。
6.线性度
衡量线性传感器特性好坏的指标为线性度。有以下几种
(1)绝对线性度:有时成为理论线形度,为传感器的实际平均输出特性曲线对其在其量程内规定好的理论直线的最大偏差。以传感器满量输出的百分比表示。
(2)端基线性度:传感器实际平均输出特性曲线对端基直线的最大偏差,以传感器满量程输出的百分比表示。端基直线定义为由传感器量程所决定的实际平均输出特性首、末两端点的连线。
(3)零基线性度:传感器实际平均输出特性曲线对零基直线的最大偏差,以传感器满量程输出的百分比来表示。而零基直线则定义为这样一条直线,它位于传感器量程内,但可通过或延伸通过传感器的理论零点,并可改变其斜率,以把最大偏差减至最小。
(4)独立线性度:传感器实际平均输出特性曲线对最佳直线的最大偏差,以传感器满量程输出的百分比来表示。而最佳直线则定义为在传感器量程内位于既相互最靠近而又能包容所有实验点的两条平行线中间位置的一条直线。
(5)最小二乘线性度:
这是用最小二乘方法求得的一条直线,使得实测的点与理论直线的偏差的平方和为最小。
7.符合度
传感器大都为线性,有些传感器的非线性程度过大,我们就用曲线去衡量其特性。所谓符合度,就是传感器的输入输出特性符合或接近某一参考曲线的程度。
参考曲线函数形式的原则有:
1.应满足所需的拟合精度要求;2.函数的形式应尽可能简单;3.如用多项式,
其次数应尽可能低
符合度与线性度一样,线性度用的参考是一条直线,而符合度的参考是一条曲线,它与线性度一样也有不同的形式。
8.零漂及温漂
(1)零点时漂:规定传感器一小时内的零点漂移为传感器在零点时漂移,以传感器满量程的百分比表示。
(2)零点温漂:传感器在t1时的零点平均输出值与传感器在t2时的零点平均输出值差/(t2-t1),与t1时刻满量程百分比。
(3)灵敏度温漂:传感器在t2时刻的满量程与在t1时刻的满量程差/(t2-t1),与t1时刻的满量程百分比表示。
9.总精度
总精度是对传感器综合性能评价的一个标准,有很多种方法。先提供一种方和根法与代数和法。
方和根法:取迟滞,非线性(符合性)和重复性这三项平方和的方根。
代数和:即迟滞,非线性,重复性的代数和。