传感器基本特性

传感器的基本特性传感器的基本特件是指传感器的输出与输入之间的关系。

由1—传感器洲量的参数一般有两种形式：一种是不随时间的变化而变化(或变化极其缓慢)的稳态信号，另“种是随N 间的变化而变化的动态信号。

因此传感器的基本特性分为静态特性和动态特性。

件感器的静态特性与指标如下：传感器的静态特件是指化感器输入信号处T低定状态时，其输出与输入之间呈现的关系。

表不力式中，y—一传感器输出量if一传感器输人员AL)——传感器的零位输出；A J——传感器的灵敏座，A：，A√”，A n为非线件项系数。

衡量静态待件的主要指标有精确度、稳定件、灵敏度、线性度、迟滞和可靠性等。

(1)精确皮精确度足反映测旦系统小系统误差和随机误差的综合评走指标。

与精确度有关的指挪有精密度、准确皮利精确度。

①精密度。

说刚测量系统指示值的分散租皮。

精密度反映j’随机误差的大小，精密度高则随机误差小。

②准确度。

说叫测量系统的输山值偏离真值的程度。

避确度炬系统误差大小的标志．脏确度高则系统误差小。

②精确度。

是准确度与ATMEL代理商精密度两者的总和，常用仪表的基本误差表不。

精确度而表示精密度和难确度都而。

Iql—4个的肘市例子有助十对牌确皮、精密度和精确度3个概念的理解。

图(a)表不准确度；苟而精密度低；图(b)大示精密度尚而淮确度低；阎(c)表不准确度和精密度部高。

即它的桔确陵尚。

(2)稳定性传感器的稳定性常用稳定度和影响系数表尔。

①稳定度。

是指在规定I：作条件范围和规定时间内，传感器性能保持不变的能力。

传感器在工作时，内部随机变动的因素很多，例如发生周期性变动、漂移或机械部分的摩擦等都会引起输出值的变化。

稳定度般用甫复件的数值羽I观测时间的长短表示。

例如，某传感器输出电压值每小时变化1．5rnv。

可4成稳定度为1．5n、v儿。

(9影响系数。

是指出于外界环境变化引起传感器输小值变化的足。

一般传感器都有给定的标准工作条件，如环境温度20℃、相对湿度60％、大气压力10]．咒kPa、电源电压22()V等。

传感器的基本特性与指标传感器是将一种被测量的非电信号转换成电信号的设备。

通过测量环境的物理量或化学量，传感器能够获得相关数据，并将其转换为信号，方便进行处理或者显示。

以下是传感器的基本特性和指标。

1. 灵敏度(Sensitivity)：传感器的灵敏度指的是传感器输出信号相对于输入信号的变化率。

较高的灵敏度表明传感器对于被测量物理量的微小变化更加敏感。

2. 响应时间(Response Time)：传感器的响应时间是指传感器从接受到输入信号到输出信号达到稳定值所需的时间。

较快的响应时间意味着传感器能够及时检测到被测量物理量的变化。

3. 动态范围(Dynamic Range)：传感器的动态范围指的是传感器能够测量的最大和最小输入信号之间的范围。

较大的动态范围表示传感器能够测量较大范围内的信号。

4. 线性度(Linearity)：传感器的线性度是指传感器的输出信号与输入信号之间的关系是否为线性关系。

较好的线性度意味着传感器的输出信号与被测量物理量存在较好的线性关系。

5. 稳定性(Stability)：传感器的稳定性指传感器在相同条件下，长时间内输出信号的一致性。

较好的稳定性意味着传感器的输出信号相对较稳定，能够准确反映被测量物理量的变化。

6. 分辨率(Resolution)：传感器的分辨率是指传感器能够检测和测量的最小变化量。

较高的分辨率表示传感器能够检测到较小的变化。

7. 器件偏置(Offset)：传感器的器件偏置指在无输入信号时传感器的输出信号值。

较小的器件偏置意味着传感器的输出信号在无输入信号时接近于零，具有较低的偏差。

8. 温度影响(Temperature Influence)：传感器在不同温度下的输出信号的变化情况。

较小的温度影响意味着传感器能够在不同温度条件下保持较稳定的输出信号。

9. 线性范围(Linear Range)：传感器所能够线性测量的输入信号范围。

在线性范围内，传感器的输出信号与输入信号的关系为线性关系。

传感器的基本特性有以下两种：1.静态特性：线性度、灵敏度、重复性、迟滞性、稳定性、漂移、静态误差等。

2.动态特性:阶跃响应：最大超调量、延滞时间、上升时间、峰值时间、响应时间等。

频率响应：频率特性、幅频特性、相频特性等。

电阻式传感器把位移、力、压力、加速度、扭矩等非电物理量转换为电阻值变化的传感器。

它主要包括电阻应变式传感器、电位器式传感器（见位移传感器）和锰铜压阻传感器等。

电阻式传感器与相应的测量电路组成的测力、测压、称重、测位移、加速度、扭矩等测量仪表是冶金、电力、交通、石化、商业、生物医学和国防等部门进行自动称重、过程检测和实现生产过程自动化不可缺少的工具之一。

结构：由电阻元件及电刷(活动触点)两个基本部分组成。

电刷相对于电阻元件的运动可以是直线运动、转动和螺旋运动，因而可以将直线位移或角位移转换为与其成一定函数关系的电阻或电压输出。

电位器的结构与材料（1）电阻丝: 康铜丝、铂铱合金及卡玛丝等（2）电刷: 常用银、铂铱、铂铑等金属（3）骨架:常用材料为陶瓷、酚醛树脂、夹布胶木等绝缘材料，骨架的结构形式很多,常用矩形。

应用：电阻式传感器与相应的测量电路组成的测力、测压、称重、测位移、加速度、扭矩等测量仪表是冶金、电力、交通、石化、商业、生物医学和国防等部门进行自动称重、过程检测和实现生产过程自动化不可缺少的工具之一。

优缺点：电阻式传感器具有结构简单、输出精度较高、线性和稳定性好等特点。

但是它受环境条件如温度等影响较大，有分辨率不高等不足之处。

分类：电位器式传感器是一种把机械的线位移或角位移输入量转换为和它成一定函数关系的电阻或电压输出的传感元件。

成一定函数关系的电阻或电压输出的传感元件。

应变片式传感器的工作原理是基于电阻应变效应，即在导体产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。

气敏和湿敏电阻传感器是一种把气体中的特定成分或水蒸气检测出来造成半导体阻值变化的电阻传感器。

电容式传感器：把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。

传感器的基本特性概述一、静态特性是指被测输入量不随时间变化时传感器的输入——输出关系。

衡量传感器静态特性的主要指标有线性度、灵敏度、迟滞性、漂移等。

1．线性度理想传感器的输入y 与输入x 呈线性关系，则y =a1x 式中，1a为传感器的线性灵敏度。

实际传感器的输出y 与输入x 呈非线性关系，如不考虑迟滞和蠕变因素，则线性度有时也称非线性误差，用以衡量传感器输出量与输入量之间线性关系的程度，以及直线拟合的好坏。

常用的直线拟合除端点拟合法外，还有切线拟合、最小二乘法等方法。

2．灵敏度传感器在稳态下输出变化量与输入变化量之比称为灵敏度Sn ，即对于理想线性传感器，灵敏度n S 为常数，对于一般传感器则采用线性区或拟合直线的斜率表示。

见图A-2 所示。

通常测量点取在零点附近时线性度好，灵敏度也高。

3．迟滞性它是指传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程期间的输出输入曲线不重合的程度，见图A-3 所示。

迟滞大小用迟滞误差表示，通常由实验确定。

即迟滞差是由与传感器的响应受到输入过程影响而产生的，它的存在，破坏了输入和输出的一一对应关系，因此，必须尽量减少迟滞差。

4．漂移漂移是指在一定时间间隔内，传感器输出量存在着有与被测输入量无关的，不需要的变化。

漂移包括零点漂移和灵敏度漂移。

零点漂移或灵敏度漂移又分为时间漂移和温度漂移。

时间漂移是指在规定条件下，零点或灵敏度随时间缓慢变化。

温度漂移为环境变化而引起的零点或灵敏度的漂移。

二、动态特性它是指传感器输出对随时间变化的输入量的响应特性。

传感器的输出不仅要精确地显示被测量的大小，还要显示被测量随时间变化的规律（即被测量的波形），因此，传感器的输出量也是时间的函数。

在实际中，输出信号将不会与输入信号具有相同的时间函数，它们之间的这种差异，就是要分析的动态误差。

动态误差包括两个部分：一是实际输出量达到稳定状态后与理论输出量间差别；二是当输入量发生跃变时，输出量由一个稳态到另一个稳态之间过渡状态中的误差。

传感器的基本特性与指标传感器是一种能够将被测量的物理量转化为可观测的电信号的设备。

它具有许多基本特性和指标，这些特性和指标对于理解和选择合适的传感器至关重要。

下面是传感器的基本特性和指标的详细介绍。

1.灵敏度：传感器的灵敏度是衡量传感器对被测量物理量变化的响应能力。

灵敏度通常用一个比例系数来表示，表示传感器输出信号的变化量与被测量物理量变化量之间的关系。

灵敏度越高，传感器对物理量的变化越敏感。

2.测量范围：传感器的测量范围是指传感器能够测量的被测量物理量的最大和最小值。

超出测量范围的物理量值会导致传感器输出信号失真或不准确。

因此，在选择传感器时，需要根据被测量物理量的范围来确定合适的测量范围。

3.精度：传感器的精度是指传感器输出信号与被测量物理量真实值之间的误差。

精度通常使用一个百分比或一个分数来表示，表示误差与被测量物理量真实值的比值。

精度越高，传感器输出信号与真实值之间的误差越小。

4.响应时间：传感器的响应时间是指传感器从感知到被测量物理量变化到输出相应信号的时间间隔。

响应时间是衡量传感器快速响应能力的指标。

在一些应用中，需要选择具有快速响应时间的传感器。

5.温度特性：传感器的温度特性是指传感器输出信号与工作温度之间的关系。

温度变化会影响传感器的性能和精度。

因此，传感器的温度特性至关重要，特别是在高温或低温环境中的应用中。

6.分辨率：传感器的分辨率是指传感器能够检测到的最小物理量变化。

分辨率决定了传感器输出信号对被测量物理量细微变化的灵敏度。

较高的分辨率意味着传感器可以检测到更小的变化。

7.线性度：传感器的线性度是指传感器输出信号与被测量物理量之间的直线关系程度。

在一些应用中，需要选用具有高线性度的传感器，以确保传感器输出信号与被测量物理量之间的一致性。

8.可靠性：传感器的可靠性是指传感器在一定时间内正常工作的能力。

传感器的可靠性取决于它的设计和制造质量。

在一些应用中，需要选择具有高可靠性的传感器，以确保长时间的稳定运行。