1. 定义
传感器即能够把被测量信息按照某种规律转换成某种可用信号的器件或装置,通过将非电量转换为电量来获得目标信息的器件。其一般有敏感元件、转换元件(将敏感元件感受或响应的被测量量转换成适合于传输或测量的信号)、基本转换电路。传感器的发展主要在两个方向:一个是发现新材料、新工艺,开发新的传感器;第二是传感器的集成与智能化。传感器的分类标准有很多,现有的传感器可按以下方式分类:
2. 参数
(1) 灵敏度
传感器的灵敏度指传感器达到稳定工作状态时,输出变化量与引起变化的输入变化量之比
传感器的灵敏度高,意味着传感器能感应微弱的变化量,即被测量有一微小变化时,传感器就会有较大的输出。但是,在选择传感器时要注意合理性,因为一般来讲,传感器的灵敏度越高,测量范围往往越窄,稳定性会越差。
(2) 响应特性
响应特性是传感器的输出值能真实再现变化着的输入量的能力反映,即传感器的输出信号和输入信号随时间的变化曲线希望一致或相近。
传感器的响应特性良好,意味着传感器在所测的频率范围内满足不失真测量的条件。另外,实际传感器的响应过程总有一定的延迟,但希望延迟的时间越小越好。
(3) 线性范围
任何传感器都有一定的线性范围,在线性范围内它的输出与输入成比例关系。线性范围越宽,则表明传感器的工作量程越大。 传感器的静态特性是在静态标准条件下,利用一定等级的标准设备,对传感器进行往复循环测试,得到输入/输出特性列表或曲线。人们通常希望这个特性曲线是线性的,这样会对标定和数据处理带来方便。但实际的输出与输入特性只能接近线性,
对比理论直线有偏差。
所谓线性度是指传感器的实际输入-输出曲线(校准曲线)与拟合直线之间的吻合(偏离)程度。选定拟合直线的过程,就是传感器的线性化过程。
(4) 稳定性
稳定性表示传感器经过长期使用之后,输出特性不发生变化的性能。影响传感器稳定性的因素是时间与环境
(5) 漂移
由于传感器内部因素或外界干扰的情况下,传感器的输出变化称为漂移。当输入状态为零时的漂移称为零点漂移。
(6) 重复性
重复性是指在同一工作条件下,输入量按同一方向在全测量范围内连续变化多次所得特征曲线的不一致性,在数值上用各测量值正反行程标准偏差最大值的两倍或三倍于满量程 的百分比来表示
(7) 精度
传感器精度指测量结果的可靠程度,它以给定的准确度来表示重复某个读数的能力,其误差越小则传感器精度越高。传感器的精度表示为传感器在规定条件下,允许的最大绝对误差相对传感器满量程输出的百分数。
上式中△A 为测量范围内允许的最大绝对误差。
所谓最大误差是指在曲线上任取10个点测量某7点达10次,确定的最大误差即为所求。
(8) 分辨率
分辨力是指能检测出的输入量的最小变化量,即传感器能检测到的最小输入增量。在输入零点附近的分辨力称为阈值,即产生可测输出变化量时的最小输入量值。
(9) 迟滞
迟滞是指在相同工作条件下作全测量范围校准时,在同一次校准中对应同一输入量的正行程和反行程间的最大偏差。它表示传感器在正(输入量增大) 、反(输入量减小) 行程中输出/输入特性曲线的不重合程度,数值用最大偏差(△Amax) 或最大偏差的一半与满量程输出值的百分比来表示。
1. 定义
传感器即能够把被测量信息按照某种规律转换成某种可用信号的器件或装置,通过将非电量转换为电量来获得目标信息的器件。其一般有敏感元件、转换元件(将敏感元件感受或响应的被测量量转换成适合于传输或测量的信号)、基本转换电路。传感器的发展主要在两个方向:一个是发现新材料、新工艺,开发新的传感器;第二是传感器的集成与智能化。传感器的分类标准有很多,现有的传感器可按以下方式分类:
2. 参数
(1) 灵敏度
传感器的灵敏度指传感器达到稳定工作状态时,输出变化量与引起变化的输入变化量之比
传感器的灵敏度高,意味着传感器能感应微弱的变化量,即被测量有一微小变化时,传感器就会有较大的输出。但是,在选择传感器时要注意合理性,因为一般来讲,传感器的灵敏度越高,测量范围往往越窄,稳定性会越差。
(2) 响应特性
响应特性是传感器的输出值能真实再现变化着的输入量的能力反映,即传感器的输出信号和输入信号随时间的变化曲线希望一致或相近。
传感器的响应特性良好,意味着传感器在所测的频率范围内满足不失真测量的条件。另外,实际传感器的响应过程总有一定的延迟,但希望延迟的时间越小越好。
(3) 线性范围
任何传感器都有一定的线性范围,在线性范围内它的输出与输入成比例关系。线性范围越宽,则表明传感器的工作量程越大。 传感器的静态特性是在静态标准条件下,利用一定等级的标准设备,对传感器进行往复循环测试,得到输入/输出特性列表或曲线。人们通常希望这个特性曲线是线性的,这样会对标定和数据处理带来方便。但实际的输出与输入特性只能接近线性,
对比理论直线有偏差。
所谓线性度是指传感器的实际输入-输出曲线(校准曲线)与拟合直线之间的吻合(偏离)程度。选定拟合直线的过程,就是传感器的线性化过程。
(4) 稳定性
稳定性表示传感器经过长期使用之后,输出特性不发生变化的性能。影响传感器稳定性的因素是时间与环境
(5) 漂移
由于传感器内部因素或外界干扰的情况下,传感器的输出变化称为漂移。当输入状态为零时的漂移称为零点漂移。
(6) 重复性
重复性是指在同一工作条件下,输入量按同一方向在全测量范围内连续变化多次所得特征曲线的不一致性,在数值上用各测量值正反行程标准偏差最大值的两倍或三倍于满量程 的百分比来表示
(7) 精度
传感器精度指测量结果的可靠程度,它以给定的准确度来表示重复某个读数的能力,其误差越小则传感器精度越高。传感器的精度表示为传感器在规定条件下,允许的最大绝对误差相对传感器满量程输出的百分数。
上式中△A 为测量范围内允许的最大绝对误差。
所谓最大误差是指在曲线上任取10个点测量某7点达10次,确定的最大误差即为所求。
(8) 分辨率
分辨力是指能检测出的输入量的最小变化量,即传感器能检测到的最小输入增量。在输入零点附近的分辨力称为阈值,即产生可测输出变化量时的最小输入量值。
(9) 迟滞
迟滞是指在相同工作条件下作全测量范围校准时,在同一次校准中对应同一输入量的正行程和反行程间的最大偏差。它表示传感器在正(输入量增大) 、反(输入量减小) 行程中输出/输入特性曲线的不重合程度,数值用最大偏差(△Amax) 或最大偏差的一半与满量程输出值的百分比来表示。