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i f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。

闹实际工作时的条件通常会伽离标准]：作条件。这时传感器的输出也会发牛变化。 影响系数常用输比NXP代理商值的变化星与影响量变化景的比值表不，如某压力人的温度影响系数

为200 ra／℃．即表承环境温度勾变化1℃，压力友的尔值变化2uo Pn。

／3)灵敏度 天做度女是指传感器在稳态下输出变化量勾，与输入变化量生?的比他，

即 显然灵敬度表尔静态特性曲线卜相应点的斜率。对线件

传感器，灵敬度为一个常数；对十

非线性忙感器，灵敏度则为一个变量，随着输人量的变化而变化，如图1—5所示。

灵敏皮的坠纲取决于传感器输入、输11l倍S的量纲。例如，压入传感器灵饭度酌量纲可表

示为rnv／Pn。对于数字式仪秩、灵敏废以分辨力友不。所谓分辨力．是指数字式仪表最后

伎数宁所代表的值。一般地，分辨力数值小于仪表的最大绝对谈共。

在实际个，一般希望传感器的灵敏钽电容皮高，且仟满量程范围内保持伺走佰，即传感器的静态 恃件曲线为直线。

(4)线性度 线件度yI，又你非线性误差。是指传感器实际持件曲线与其理论拟合直线之

间的最大们差AI mm与传感器洒量程输出yM的百外比。即 X＝全!匹×1(J(3％ (1—1R) “ yn “ ‘ d u‘

理论似合直线选取方法4、同，线性度的数值就不问。图1 5所水力传感器线性度示意

图。团中的拟合么线是一条将传感器的答点与对应j；最大输人员的最大输出值点(满量程点)

连接赵来的直线，这条直线叫端基义线，由此得到的线性度称为端瓦线性度。 实际上，人们总是希望线性度越小越好。即传感器 酌静态特性接近于拟合电线。达时传感器的到度坦均幻 的，读数力姬且不易引起误差．容易标定。检测系统的

非线性误差多采用计算机米纠正。

(5)迟滞 迟滞是指传感器在止(输入星增大)

(输人员减小)行程http://www.ebv.hk今输出曲线不重合的现象．如图1 所示。

迟滞yH用正、反行程输出值问的最大差值Afhm与

满量程输出—＼ps的百分比表示，即

造成迟滞的原因很多，如轴承摩擦、词隙、螺5T松动、

电路元件老化、t作点漂移、积分辨力

伞等。迟滞会引起

变差或造成测量盲区，因此一般希望迟滞越小越外。 (6)可靠性 可靠性是指传感器或检测系统在规定 的[作条件和规定的时间内，又有正常工作性能的能力。 它是一种综合件的质量指你，包括可靠度、平均无故隙工

作州司(MTEF)、平均修复时间(MTTR)扣久效率。 ①uJ靠皮。传感器在规定的使用条件和I作周期内，达到ATMEL代理所规定性能的概率。

⑦平均无故障工作时间(M1、DF)。指相邻两次故障期间传感器正常工作时间的平均值。

⑦平均修复时间(MTTR)。指排除故障所花费时间的平均值。

④火效率。指在规定的条件下工作到某个时刻，检测系统在连续学位时间内发生失效的

概率。村bJ修复件的产品，又叫故障率：cjmc%ddz

火效率足时间的闲数，如图1—8所不。一般分为3个阶段：早期失效期、偶然失效期和衰

老失效朋。