傳感器N-1.0緒論

1、第1章 緒論1.1 傳感器概述傳感器概述1.2 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理1.3 傳感器的一般特性1.4 傳感器的標(biāo)定和校準(zhǔn)1.1 傳感器概述1.1.1 傳感器的地位和作用1.1.2 傳感器的定義1.1.3 傳感器的組成1.1.4 傳感器分類1.1.5 傳感器的發(fā)展趨勢(shì)1.1.2 1.1.2 傳感器的定義傳感器的定義國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB7665-87）中傳感器（Transducer/Sensor）的定義：能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置?？捎幂敵鲂盘?hào)的器件或裝置。傳感器是測(cè)量裝置，能完成檢測(cè)任務(wù)；輸入量是某一被測(cè)量，可能是物理量，也可能

2、是化學(xué)量、生物量等；輸出量是某種物理量，便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等，可以是氣、光、電物理量，主要是電物理量；輸出輸入有對(duì)應(yīng)關(guān)系，且應(yīng)有一定的精確程度。 傳感器名稱：發(fā)送器、傳送器、變送器、檢測(cè)器、探頭傳感器名稱：發(fā)送器、傳送器、變送器、檢測(cè)器、探頭傳感器功用：一感二傳,即感受被測(cè)信息,并傳送出去。V、I、F、P1.1.3 傳感器的組成輔助電源敏感元件敏感元件轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換元件基本轉(zhuǎn)換電路被測(cè)量電量敏感元件是直接感受被測(cè)量，并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的某一物理量的元件。轉(zhuǎn)換元件：敏感元件的輸出就是它的輸入，它把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量?；巨D(zhuǎn)換電路：上述電路參數(shù)接入基本轉(zhuǎn)換電路（簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)換電路），便可轉(zhuǎn)換

3、成電量輸出。第1章 緒論1.1 傳感器概述1.2 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理（以等精測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理（以等精度為例）度為例）1.3 傳感器的一般特性1.4 傳感器的標(biāo)定和校準(zhǔn)1.2 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理1.2.1 測(cè)量誤差的概念和分類測(cè)量誤差的概念和分類1.2.2 精度精度1.2.3 測(cè)量誤差的表示方法測(cè)量誤差的表示方法1.2.4 隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差1.2.5 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差1.2.6 粗大誤差粗大誤差1.2.7 數(shù)據(jù)處理的基本方法數(shù)據(jù)處理的基本方法1.2.1 測(cè)量誤差的概念和分類1. 有關(guān)測(cè)量技術(shù)中的部分名詞2. 誤差的分類1. 有關(guān)測(cè)量技術(shù)中的部分名詞（1）等精度測(cè)量：）等精度測(cè)量：（2）非等精度

4、測(cè)量：）非等精度測(cè)量：（3）真值：）真值：（4）實(shí)際值：）實(shí)際值：實(shí)際測(cè)量的值實(shí)際測(cè)量的值（5）標(biāo)稱值：）標(biāo)稱值：用以標(biāo)志或識(shí)別元件、用以標(biāo)志或識(shí)別元件、 器件或設(shè)備的適當(dāng)近似值器件或設(shè)備的適當(dāng)近似值 （6）示值：）示值：測(cè)量?jī)x器所給出的量值測(cè)量?jī)x器所給出的量值 （7）測(cè)量誤差：）測(cè)量誤差：2. 誤差的分類（1）系統(tǒng)誤差：見(jiàn)書(shū)第七頁(yè)）系統(tǒng)誤差：見(jiàn)書(shū)第七頁(yè)（2）隨機(jī)誤差：見(jiàn)書(shū)第七頁(yè)）隨機(jī)誤差：見(jiàn)書(shū)第七頁(yè)（3）粗大誤差：超出在規(guī)定條件下預(yù)期的誤）粗大誤差：超出在規(guī)定條件下預(yù)期的誤 差差（計(jì)算中要排除粗大誤差）（計(jì)算中要排除粗大誤差）1.2 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理1.2.1 測(cè)量誤差的概念和分類測(cè)量誤差

5、的概念和分類1.2.2 精度精度1.2.3 測(cè)量誤差的表示方法測(cè)量誤差的表示方法1.2.4 隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差1.2.5 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差1.2.6 粗大誤差粗大誤差1.2.7 數(shù)據(jù)處理的基本方法數(shù)據(jù)處理的基本方法與精確度有關(guān)指標(biāo)：精密度、準(zhǔn)確度和精確度(精度)1.2.2 1.2.2 精度精度準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度：說(shuō)明傳感器輸出值與真值的偏離程度。如：說(shuō)明傳感器輸出值與真值的偏離程度。如, ,某某流量傳感器的準(zhǔn)確度為流量傳感器的準(zhǔn)確度為0.3m3/s，表示該傳感器的輸出，表示該傳感器的輸出值與真值偏離值與真值偏離0.3m3/s。準(zhǔn)確度是系統(tǒng)誤差大小的標(biāo)志，。準(zhǔn)確度是系統(tǒng)誤差大小的標(biāo)志，準(zhǔn)確度高意味著系統(tǒng)

6、誤差小。同樣，準(zhǔn)確度高不一定準(zhǔn)確度高意味著系統(tǒng)誤差小。同樣，準(zhǔn)確度高不一定精密度高。精密度高。精密度精密度：說(shuō)明測(cè)量傳感器輸出值的分散性，即對(duì)某一說(shuō)明測(cè)量傳感器輸出值的分散性，即對(duì)某一穩(wěn)定的被測(cè)量，由同一個(gè)測(cè)量者，用同一個(gè)傳感器，穩(wěn)定的被測(cè)量，由同一個(gè)測(cè)量者，用同一個(gè)傳感器，在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)連續(xù)重復(fù)測(cè)量多次，其測(cè)量結(jié)果的在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)連續(xù)重復(fù)測(cè)量多次，其測(cè)量結(jié)果的分散程度。例如，某測(cè)溫傳感器的精密度為分散程度。例如，某測(cè)溫傳感器的精密度為0.5。精密度是隨即誤差大小的標(biāo)志，精密度高，意味著隨精密度是隨即誤差大小的標(biāo)志，精密度高，意味著隨機(jī)誤差小。注意：精密度高不一定準(zhǔn)確度高。機(jī)誤差小。注意：

7、精密度高不一定準(zhǔn)確度高。精確度：是精密度與準(zhǔn)確度兩者的總和，精確度高表示精密度和準(zhǔn)確度都比較高。在最簡(jiǎn)單的情況下，可取兩者的代數(shù)和。機(jī)器的常以測(cè)量誤差的相對(duì)值表示。 （a）準(zhǔn)確度高而精密度低 （b）準(zhǔn)確度低而精密度高 （c）精確度高在測(cè)量中我們希望得到精確度高精確度高的結(jié)果。 1.2 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理1.2.1 測(cè)量誤差的概念和分類測(cè)量誤差的概念和分類1.2.2 精度精度1.2.3 測(cè)量誤差的表示方法測(cè)量誤差的表示方法1.2.4 隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差1.2.5 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差1.2.6 粗大誤差粗大誤差1.2.7 數(shù)據(jù)處理的基本方法數(shù)據(jù)處理的基本方法1.2.3 測(cè)量誤差的表示方法(1) 絕對(duì)誤

8、差絕對(duì)誤差(2) 相對(duì)誤差相對(duì)誤差(1) 絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差是示值與被測(cè)量真值之間的差值。設(shè)被測(cè)量的真值絕對(duì)誤差是示值與被測(cè)量真值之間的差值。設(shè)被測(cè)量的真值為為A0，器具的標(biāo)稱值或示值為，器具的標(biāo)稱值或示值為x，則絕對(duì)誤差為，則絕對(duì)誤差為 （1.2.1）由于一般無(wú)法求得真值由于一般無(wú)法求得真值A(chǔ)0，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)常用精度高一級(jí)的，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)常用精度高一級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)器具的示值，即實(shí)際值標(biāo)準(zhǔn)器具的示值，即實(shí)際值A(chǔ)代替真值代替真值A(chǔ)0。x與與A之差稱為測(cè)之差稱為測(cè)量器具的示值誤差，記為量器具的示值誤差，記為 （1.2.2）通常以此值來(lái)代表通常以此值來(lái)代表絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差。0 xxA xxA 修正值為了消除

9、系統(tǒng)誤差用代數(shù)法加到測(cè)量結(jié)果上的值稱為為了消除系統(tǒng)誤差用代數(shù)法加到測(cè)量結(jié)果上的值稱為修正值，常用修正值，常用C表示。將測(cè)得示值加上修正值后可得到表示。將測(cè)得示值加上修正值后可得到真值的近似值，即真值的近似值，即 A0= x+C （1.2.3）由此得由此得C =A0-x （1.2.4）在實(shí)際工作中，可以用實(shí)際值在實(shí)際工作中，可以用實(shí)際值A(chǔ)近似真值近似真值A(chǔ)0，則（，則（1.3.4）式變?yōu)槭阶優(yōu)镃 =A-x=- x （1.2.5）修正值與誤差值大小相等、符號(hào)相反，測(cè)得值加修正修正值與誤差值大小相等、符號(hào)相反，測(cè)得值加修正值可以消除該誤差的影響值可以消除該誤差的影響 (2) 相對(duì)誤差相對(duì)誤差是絕對(duì)誤

10、差與被測(cè)量的約定值之比。相對(duì)誤相對(duì)誤差是絕對(duì)誤差與被測(cè)量的約定值之比。相對(duì)誤差有以下表現(xiàn)形式：差有以下表現(xiàn)形式： 實(shí)際相對(duì)誤差。實(shí)際相對(duì)誤差。 示值相對(duì)誤差。示值相對(duì)誤差。 滿度（引用）相對(duì)誤差滿度（引用）相對(duì)誤差 實(shí)際相對(duì)誤差。 （1.2.6）-A為實(shí)際值示值相對(duì)誤差。 （1.2.7）-x為測(cè)量值滿度（引用）相對(duì)誤差100%AxA100%xxx100%nnxrx最大允許誤差指示儀表的最大滿度誤差不許超過(guò)該儀表準(zhǔn)確度等級(jí)的指示儀表的最大滿度誤差不許超過(guò)該儀表準(zhǔn)確度等級(jí)的百分?jǐn)?shù)，即百分?jǐn)?shù)，即 （1.2.9） 當(dāng)示值為當(dāng)示值為x時(shí)可能產(chǎn)生的最大相對(duì)誤差為時(shí)可能產(chǎn)生的最大相對(duì)誤差為 （1.2.11）

11、用儀表測(cè)量示值為用儀表測(cè)量示值為x的被測(cè)量時(shí)，比值越大，測(cè)量結(jié)果的的被測(cè)量時(shí)，比值越大，測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差越大。相對(duì)誤差越大。選用儀表時(shí)要考慮被測(cè)量的大小越接近選用儀表時(shí)要考慮被測(cè)量的大小越接近儀表上限越好。被測(cè)量的值應(yīng)大于其測(cè)量上限的儀表上限越好。被測(cè)量的值應(yīng)大于其測(cè)量上限的2/3。100%mnmnxax%mnmxxraxx1.2 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理1.2.1 測(cè)量誤差的概念和分類1.2.2 精度1.2.3 測(cè)量誤差的表示方法1.2.4 隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差1.2.5 系統(tǒng)誤差1.2.6 粗大誤差1.2.7 數(shù)據(jù)處理的基本方法1.2.4 隨機(jī)誤差1. 正態(tài)分布正態(tài)分布2. 隨機(jī)誤差的評(píng)價(jià)指標(biāo)隨機(jī)

12、誤差的評(píng)價(jià)指標(biāo)3. 測(cè)量的極限誤差測(cè)量的極限誤差1. 正態(tài)分布隨機(jī)誤差是以隨機(jī)誤差是以不可預(yù)定的方式不可預(yù)定的方式變化著的誤變化著的誤差，但在一定條件下服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律差，但在一定條件下服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律 22212yfe 22212Fed正態(tài)分布的隨機(jī)誤差分布規(guī)律（1）對(duì)稱性。）對(duì)稱性。絕對(duì)值相等的正誤差和負(fù)誤差出現(xiàn)的次數(shù)相等。絕對(duì)值相等的正誤差和負(fù)誤差出現(xiàn)的次數(shù)相等。（2）單峰性。）單峰性。絕對(duì)值小的誤差比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的次數(shù)多。絕對(duì)值小的誤差比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的次數(shù)多。（3）有界性。）有界性。一定的測(cè)量條件下，隨機(jī)誤差的絕對(duì)值不會(huì)超過(guò)一定界限。一定的測(cè)量條件下，隨機(jī)誤差的絕對(duì)值不會(huì)超過(guò)一定界

13、限。（4）抵償性。）抵償性。隨測(cè)量次數(shù)的增加，隨機(jī)誤差的算術(shù)平均值趨向于零。隨測(cè)量次數(shù)的增加，隨機(jī)誤差的算術(shù)平均值趨向于零。2.隨機(jī)誤差的評(píng)價(jià)指標(biāo)由于隨機(jī)誤差大部分按正態(tài)分布規(guī)律出現(xiàn)的，由于隨機(jī)誤差大部分按正態(tài)分布規(guī)律出現(xiàn)的，具有統(tǒng)計(jì)意義，通常以正態(tài)分布曲線的兩個(gè)參具有統(tǒng)計(jì)意義，通常以正態(tài)分布曲線的兩個(gè)參數(shù)算術(shù)平均值和均方根誤差作為數(shù)算術(shù)平均值和均方根誤差作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。評(píng)價(jià)指標(biāo)。 （1）算術(shù)平均值）算術(shù)平均值 （2）標(biāo)準(zhǔn)差）標(biāo)準(zhǔn)差非等精度測(cè)量自學(xué)書(shū)第十二頁(yè)（重點(diǎn)掌握）非等精度測(cè)量自學(xué)書(shū)第十二頁(yè)（重點(diǎn)掌握）（1）算術(shù)平均值 （等精度）121nniixxxxxnn10niixAxn當(dāng)測(cè)量次數(shù)為無(wú)限

14、次時(shí)，所有測(cè)量值的算術(shù)平均值即等于真值，當(dāng)測(cè)量次數(shù)為無(wú)限次時(shí)，所有測(cè)量值的算術(shù)平均值即等于真值，事實(shí)上是不可能無(wú)限次測(cè)量，即真值難以達(dá)到。但是，隨著測(cè)量事實(shí)上是不可能無(wú)限次測(cè)量，即真值難以達(dá)到。但是，隨著測(cè)量次數(shù)的增加，算術(shù)平均值也就越接近真值。次數(shù)的增加，算術(shù)平均值也就越接近真值。因此，因此，以算術(shù)平均值作為真值是既可靠又合理的。以算術(shù)平均值作為真值是既可靠又合理的。 () 標(biāo)準(zhǔn)差（等精度） 測(cè)量列中單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差測(cè)量列中單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差 測(cè)量列算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差測(cè)量列算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差 測(cè)量列中單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差在等精度測(cè)量列中，單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差在等精度測(cè)量列中，單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差 （1.3

15、.18）式中，式中，n測(cè)量次數(shù)；測(cè)量次數(shù)； 每次測(cè)量中相應(yīng)各測(cè)量值的隨機(jī)誤差。每次測(cè)量中相應(yīng)各測(cè)量值的隨機(jī)誤差。2222112nininni0ii-xA實(shí)際工作中用實(shí)際工作中用殘差殘差來(lái)近似代替隨機(jī)誤差求標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值來(lái)近似代替隨機(jī)誤差求標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值 貝塞爾（貝塞爾（Bessel）公式）公式 111222221nvnvvvniinx-xvii 測(cè)量列算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差xn式中，式中， 算術(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)差（均方根誤差）；算術(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)差（均方根誤差）； 測(cè)量列中單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差；測(cè)量列中單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差； n 測(cè)量次數(shù)測(cè)量次數(shù)x當(dāng)測(cè)量次數(shù)當(dāng)測(cè)量次數(shù)n愈大時(shí)，算術(shù)平均值愈接近被測(cè)量的真值，愈大時(shí)，

16、算術(shù)平均值愈接近被測(cè)量的真值，測(cè)量精度也越高。測(cè)量精度也越高。3. 測(cè)量的極限誤差（1）單次測(cè)量的極限誤差）單次測(cè)量的極限誤差 （2）算術(shù)平均值的極限誤差）算術(shù)平均值的極限誤差當(dāng)當(dāng)t=3時(shí)，即時(shí)，即|=3 時(shí)時(shí),誤差不超過(guò)誤差不超過(guò)|的概率為的概率為99.73%,通常把這個(gè)誤差稱為單次測(cè)量的極限誤差通常把這個(gè)誤差稱為單次測(cè)量的極限誤差limx,即即limx =3 1.2 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理1.2.1 測(cè)量誤差的概念和分類1.2.2 精度1.2.3 測(cè)量誤差的表示方法1.2.4 隨機(jī)誤差1.2.5 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差1.2.6 粗大誤差1.2.7 數(shù)據(jù)處理的基本方法1.2.5 系統(tǒng)誤差1. 系統(tǒng)誤

17、差的發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)2. 系統(tǒng)誤差的削弱和消除系統(tǒng)誤差的削弱和消除1. 系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)理論分析及計(jì)算理論分析及計(jì)算實(shí)驗(yàn)對(duì)比法實(shí)驗(yàn)對(duì)比法殘余誤差觀察法殘余誤差觀察法殘余誤差校核法殘余誤差校核法計(jì)算數(shù)據(jù)比較法計(jì)算數(shù)據(jù)比較法2. 系統(tǒng)誤差的削弱和消除從產(chǎn)生誤差源上消除系統(tǒng)誤差從產(chǎn)生誤差源上消除系統(tǒng)誤差引入修正值法引入修正值法零位式測(cè)量法零位式測(cè)量法補(bǔ)償法補(bǔ)償法對(duì)照法對(duì)照法1.2 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理1.2.1 測(cè)量誤差的概念和分類1.2.2 精度1.2.3 測(cè)量誤差的表示方法1.2.4 隨機(jī)誤差1.2.5 系統(tǒng)誤差1.2.6 粗大誤差粗大誤差1.2.7 數(shù)據(jù)處理的基本方法1.2.6 粗大誤差：如果對(duì)

18、被測(cè)量進(jìn)行多次重復(fù)等精度測(cè)量的測(cè)量數(shù)據(jù)為x1，x2，xd,，xn 其標(biāo)準(zhǔn)差為，如果其中某一項(xiàng)殘差vd大于三倍標(biāo)準(zhǔn)差，即 則認(rèn)為vd為粗大誤差，與其對(duì)應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)xd是壞值，應(yīng)從測(cè)量列測(cè)量數(shù)據(jù)中刪除。3dV1.2 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理1.2.1 測(cè)量誤差的概念和分類測(cè)量誤差的概念和分類1.2.2 精度精度1.2.3 測(cè)量誤差的表示方法測(cè)量誤差的表示方法1.2.4 隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差1.2.5 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差1.2.6 粗大誤差粗大誤差 （例題講解書(shū)第十七頁(yè)例（例題講解書(shū)第十七頁(yè)例1-3）1.2.7 數(shù)據(jù)處理的基本方法數(shù)據(jù)處理的基本方法1.2.7 數(shù)據(jù)處理的基本方法:從獲得數(shù)據(jù)起到得出結(jié)論為止的整個(gè)

19、從獲得數(shù)據(jù)起到得出結(jié)論為止的整個(gè)數(shù)據(jù)加工過(guò)程。數(shù)據(jù)加工過(guò)程。 常用方法常用方法: 列表法、作圖法和最小二乘法擬合。列表法、作圖法和最小二乘法擬合。是指測(cè)量結(jié)果的最可信賴值應(yīng)是指測(cè)量結(jié)果的最可信賴值應(yīng)在殘余誤差平方和為最小的條件下求出。在自在殘余誤差平方和為最小的條件下求出。在自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中，兩個(gè)變量間的線性關(guān)系是一種動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中，兩個(gè)變量間的線性關(guān)系是一種最簡(jiǎn)單、也是最理想的函數(shù)關(guān)系。最簡(jiǎn)單、也是最理想的函數(shù)關(guān)系。 （例題講解（例題講解例例1-5）設(shè)有n組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)（xi，yi）(i=1，2，n)，其最佳擬合方程 (回歸方程回歸方程)為 y=A+Bx (1.1.37)式中，A為直線的截距；B為直

20、線的斜率。 222111()nnniiiiiiiivyyyABx根據(jù)最小二乘法原理，要使 為最小，取其對(duì)A、B求偏導(dǎo)數(shù)，并令其為零，可得兩個(gè)方程，聯(lián)立兩個(gè)方程可求出A,B的唯一解。21niiv112020niiiniiiiyABxAx yABxB2111122111112211nnnniiiiiiiiinniiiinnniiiiiiinniiiiyxx yxAnxxnx yxyBnxx 112111nniiiinnniiiiiiiynABxx yAxBx第1章 緒論1.1 傳感器概述1.2 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理1.3 傳感器的一般特性傳感器的一般特性1.4 傳感器的標(biāo)定和校準(zhǔn)1.3 傳感器的一般

21、特性1.3.1 傳感器的靜特性傳感器的靜特性1.3.2 傳感器的動(dòng)特性1.3.1 傳感器的靜特性輸出與輸入間關(guān)系 靜特性：輸入量為常量，或變化極慢動(dòng)特性：輸入量隨時(shí)間較快地變化時(shí)微分方程中的一階及以上的微分項(xiàng)取為零時(shí)一階及以上的微分項(xiàng)取為零時(shí)，可得到（動(dòng)特性的特例）表示傳感器在被測(cè)量處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的輸出輸入關(guān)系希望輸出與輸入具有確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，且呈線性關(guān)系。靜特性指標(biāo) 線性度 靈敏度 遲滯 重復(fù)性 零點(diǎn)漂移 溫度漂移1、線性度靜特性230123nnyaa xa xa xa x輸 出 量輸 入 量零點(diǎn)輸出理論靈敏度非線性項(xiàng)系數(shù)直線擬合線性化 非線性誤差或線性度M() 100%LLaxFSy 最大

22、非線性誤差 滿量程輸出直線擬合線性化出發(fā)點(diǎn) 獲得最小的非線性誤差： 理論擬合； 過(guò)零旋轉(zhuǎn)擬合； 端點(diǎn)連線擬合； 端點(diǎn)連線平移擬合； 最小二乘擬合； 最小包容擬合理論擬合擬合直線為傳感器的理論特性，與實(shí)際測(cè)試值無(wú)關(guān)。方法十分簡(jiǎn)單，但一般說(shuō) 較大M axLxyLmax過(guò)零旋轉(zhuǎn)擬合曲線過(guò)零的傳感器。擬合時(shí)，使12MaxLLL xyL2L1端點(diǎn)連線擬合把輸出曲線兩端點(diǎn)的連線作為擬合直線（距離最大的兩個(gè)點(diǎn)）xyLmax端點(diǎn)連線平移擬合在端點(diǎn)連線擬合基礎(chǔ)上使直線平移，移動(dòng)距離為原先的一半213MaxLLLL yxLmaxL1最小二乘擬合ykxb()iiiykxb 2211()minnniiiiiykxb

23、22()()0iiiiykxbxk 22()( 1)0iiiykxbb 22()iiiiiinx yxyknxx 222()iiiiiiixyxx ybnxx 最小二乘擬合方法xy=kx+by2、靈敏度傳感器輸出的變化量與引起該變化量的輸入變化量之比即為其靜態(tài)靈敏度kyx 表征傳感器對(duì)輸入量變化的反應(yīng)能力表征傳感器對(duì)輸入量變化的反應(yīng)能力 (a) 線性傳感器 (b) 非線性傳感器 3、遲滯正（輸入量增大）反（輸入量減?。┬谐讨休敵鲚斎肭€不重合稱為遲滯遲滯(1 2)() 100%HHMAXFSy 正反行程間輸出的最大差值。HMAX遲滯誤差的另一名稱叫回程誤差，常用絕對(duì)誤差表示常用絕對(duì)誤差表示檢測(cè)

24、回程誤差時(shí)，可選擇幾個(gè)測(cè)試點(diǎn)。對(duì)應(yīng)于每一輸入信號(hào)，傳感器正行程及反行程中輸出信號(hào)差值的最大者最大者即為回程誤差。遲滯特性4、重復(fù)性傳感器在輸入按同一方向連續(xù)多次同一方向連續(xù)多次變動(dòng)時(shí)所得特性曲線不一致的程度正行程的最大重復(fù)性偏差反行程的最大重復(fù)性偏差Max1RMax2RMax() 100%RRFSy 取較大者為MaxR 重復(fù)特性5. 零點(diǎn)漂移 傳感器在長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)時(shí)間工作的情況下輸出量發(fā)生的變化，長(zhǎng)時(shí)間工作穩(wěn)定性或零點(diǎn)漂移0100%FSYY零漂 式中Y0最大零點(diǎn)偏差； YFS 滿量程輸出。6、溫漂 傳感器在外界溫度下輸出量發(fā)出的變化max100%FSYT溫漂 式中max 輸出最大偏差；T 溫度變化范圍； YFS 滿量程輸出。 1.3 傳感器的一般特性1.3.1 傳感器的靜特性1.3.2 傳感器的動(dòng)特性傳感器的動(dòng)特性1.3.2 傳感器的動(dòng)態(tài)特性傳感器的動(dòng)態(tài)特性傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指?jìng)鞲衅鞯妮敵鰧?duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。反映輸出值真實(shí)再現(xiàn)變化著的輸入量的能力。研究傳感器的動(dòng)態(tài)特性主要是從測(cè)量誤差角度測(cè)量誤差角度分析產(chǎn)生動(dòng)態(tài)誤差的原因以及改善措施。：瞬態(tài)響應(yīng)法：頻率響應(yīng)法 1. 瞬態(tài)響應(yīng)特性 在時(shí)域內(nèi)研究傳感器的動(dòng)態(tài)特性時(shí)，常用的激勵(lì)信常用的激勵(lì)信號(hào)有階躍函數(shù)、脈沖函數(shù)和斜坡函數(shù)等號(hào)有階躍函數(shù)、脈沖函數(shù)和斜坡函數(shù)等。傳感器對(duì)所加激勵(lì)信號(hào)的響應(yīng)稱為瞬態(tài)響應(yīng)。