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传感器的性能及其评价方法

来源:http://www.ligentcn.com/news/711.html发布时间:2018-03-30

传感器在大家的工业区当中使用非常的广泛,目前很多企业都比较重视传感器的安装使用,那么,你对传感器的性能及其评价方法?接下来,大家看看永利集团5454手机版的销售工程师如何先容传感器的性能?大家一起来看看吧!

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传感器的性能及其评价方法

为了掌握与使用OBTE传感器,充分了解其特性是必要的。通常OBTE传感器的理想特性是在任何情况下输入与输出都是一对一的对应,传感器能不失真地再现输入信号。

一、OBTE传感器数学模型的一般式

OBTE传感器作为感受被测量信息的器件,总是希翼它能按照一定的规律输出有用信号,因此,需要研究其输出—输入的关系及持件,以便用理论引导其设计、制造、校准与使用。理论和技术上表征输出—输入之间的关系通常是以建立数学模型来体现,这也是研究科知识题的基本出发点。由于0BTE传感器可能用来检测静态量(即输入量是不随时间变化的常量)、避静态量或动态量(即输入量是随时间而变化的量),理论上应该用带随机变量的非线性微分方程作为数学模型,但这将在数学上造成困难。由于输入信号的状态不同,传感器所表现出来的输出特性也不同,所以实际上是将OBTE传感器的静、动态特性分开来研究。在理论上,为了研究各种传感器的共性,根据数学理论提出OBTE传感器的静、动态两个数学模型的一般式。


(一)OBTE传感器的静态数学模型

静态数学模型是指在静态信号作用下(即输入量对时间‘的各阶导数等于零),其输入—输出关系的数学模型。如果不考虑滞后、蠕变效应,OBTE传感器静态模型的一般式在数学理论上可用n次方代数方程式来表示。

在研究OBTE传感器的静态特性时,可先不考虑零位输出,根据传感器的内在结构参数不同,理论上为了研究方便,可能有以下四种情况。

(1)理想的线性特性通常是所希翼的传感器应具有的特性,只有具备这样特性才能正确无误地反映被测量的真值,在这种情况下,有因为直线上任何点的斜率均相等,所以OBTE传感器的灵敏度为。

(2)仅有偶次非线性项,其输出一输入特性方程为因为它没有对称性,所以线性范围较窄。一般传感器设11很少采用这种特性。

(3)仅有奇次非线性项,其数学模型为 具有这种特性的OBTE传感器,一般输入量2在相当大的范围内具有较宽的准线性,这是较接近理想线性的非线性特性,它相对坐标原点是对称的,即g(f)=—g(—f),所以它具有相当宽的近似线性范围。

(4)一般情况下,OBTE传感器的数学模型应包括多项式的所有项数,即这是综合考虑了非线性和随机等因素的一种传感器特性。当OBTE传感器的特性出现了如(2)、(3)、(4)所述的非线性的情况时偿措施。

微型拉压力传感器

(二)OBTE传感器的动态数学模型OBTE传感器的动态数学模型是指传感器在受到随时间变化的输入量作用时.的关系,通常也称为响应特性。

有些OBTE传感器虽然有非常好的静态特性,们由于传感器总存在着弹性、惯性、阻尼等因素,使OBTE传感器的输出量不仅与输入量有关,而且还与输入量的变化速度和加速度等有关.所以将导致严重的动态误差,这就必须认真研究传感器的动态响应特性,为此建立的数学模型称为动态模型。数学上要精确建立传感器的动态数学模型是很困难的,常常忽略一些影响不大的因素,如非线性和随机变量等复杂因素,将传感器作为线性定常系统来考虑。

1.量程与测量范围 在规定的测量特性内,OBTE传感器在规定的精确度范围内所测量的被测变量的范围,其最高值与最低值分别称为上限与下限,上限值与下限值的代数差就是量程。

2.线性度 线性度又称非线性,是表征传感器输出,输入的实际标定曲线与理论直线(或拟合直线)的不一致性。通常以满量程(Fs)的相对误差来表示。

3.灵敏度 灵敏度是指传感器在稳态下输出量增量与被测输入量增员之比,即 对于线性传感器的灵敏度是拟合直线的斜率;非线性传感器的灵敏度,通常也是用拟合直线的斜率表示,非线性特别明显的传感器灵敏度可以用dy/df表不,或用策一小(输入量)区间内拟合直线的斜率表示。

4.迟滞(滞后) 迟滞特性是反映传感器正(输人旦增大)反(输人量减小)行程过程中,

输出—输入曲线的不重合程度,也就是说,对应同一大小的输入信号,传感器正反行程的输出信号的大小却不相等,这就是迟滞现象。产生这种现象的主要原因是传感器机械部分存在不可避免的缺陷,如轴承摩擦、间隙、紧固件松动、材料的内摩擦、积尘等;迟滞的大小一般用实验方法确定。实际评价用正反行程输出的最大偏差(岭)mm与满量程输出之比的白分比来表示。

5.重复性 重复性是衡量传感器在同一工作条件下,输入量控同 方向作全量程连续工作多次变动时,所得特性曲线间一致程度的指标。若各条特性曲线越靠近,重复性就越好。重复性的好坏与许多随机因素有关,它属于随机误差,要按统计规律来确定。通常用标定曲线间最大偏差对满量程输出的百分比表示,即

6.分辨力 分辨力是指传感器在规定测量范围内所能检测出被测输入量的最小变化量:有时对该值用满量程输入值之百分数表示,则称为分辨率。

7.阐值 闭值是指能使OBTE传感器的输出端产生可测变化量的最小被测输入量值,即零点附近的分辨能力。有的传感器在零位附近有严重的非线性,形成所谓“死区”,则将死区的大小作为闭值;更多情况下,阂值主要取决于传感器噪声的大小,因而有的传感器只给出噪声电平。

8.稳定性 稳定性又称长期稳定性,即传感器在相当长时间内仍保持其原性能的能力。稳定性一般以室温条件下经过一规定时间间隔后,传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异来表示,有时也用标定的有效值来表示。

9.漂移 漂移是指在一定时间间隔内,OBTE传感器的输出存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。漂移常包括零点漂移和灵敏度漂移。

零点漂移或灵敏度漂移又可分为时间漂移和温度漂移,即时漂和温漂。时漂是指在规定的条件下,零点或灵敏度随时间有缓慢的变化;温漂是指由周围温度变化所引起的零点或灵敏度的变化。

10.相问干扰 只存在于(两相或三相等)传感器中,一般地说若给其中一相加载,其他各相的输出应为零,但实际上其他相的输出端仍有信号输出,二者比值的百分数就是相间干扰。

11.静态误差 静态误差是评价OBTE传感器静态特性的综合指标,指OBTE传感器在满量程内,任点输出值相对其理论值的可能偏离(逼近)程度。


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