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影響傳感器測量精度的因素-滄正傳感
對(duì)于自動(dòng)化設(shè)備來說,傳感器是必不可少的一部分,傳感器應(yīng)用到方方面面,傳感器的精度又會(huì)受到方方面面的影響,下面我們來看一下影響傳感器精度的因素。
1、傳感器的線性度。
通常情況下,傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實(shí)際工作中,為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù),常用一條擬合直線近似地代表實(shí)際的特性曲線、線性度(非線性誤差)就是這個(gè)近似程度的一個(gè)性能指標(biāo)。擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點(diǎn)相連的理論直線作為擬合直線;或?qū)⑴c特性曲線上各點(diǎn)偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線,此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。
2、傳感器的靈敏度。
靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對(duì)輸入量變化△x的比值。它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系,則靈敏度S是一個(gè)常數(shù)。否則,它將隨輸入量的變化而變化。靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如,某壓力傳感器,滿量程輸出=工作電壓*靈敏度,如工作電壓5VDC,靈敏度為2mV/V,滿量程輸出即為10mV。如靈敏度為1/mV/V,工作電壓為5VDC,滿量程輸出即為5mV。
3、傳感器的動(dòng)態(tài)性。
動(dòng)特性是指傳感器對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。動(dòng)態(tài)特性輸入信號(hào)變化時(shí),輸出信號(hào)隨時(shí)間變化而相應(yīng)地變化,這個(gè)過程稱為響應(yīng)。傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指傳感器對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。動(dòng)態(tài)特性好的傳感器,當(dāng)輸入信號(hào)是隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)信號(hào)時(shí),傳感器能及時(shí)精確地跟蹤輸入信號(hào),按照輸入信號(hào)的變化規(guī)律輸出信號(hào)。當(dāng)傳感器輸入信號(hào)的變化緩慢時(shí),是容易跟蹤的,但隨著輸入信號(hào)的變化加快,傳感器的及時(shí)跟蹤性能會(huì)逐漸下降。通常要求傳感器不僅能精確地顯示被測量的大小,而且還能復(fù)現(xiàn)被測量隨時(shí)間變化的規(guī)律,這也是傳感器的重要特性之一。
4、傳感器的穩(wěn)定性。
穩(wěn)定性表示傳感器在一個(gè)較長的時(shí)間內(nèi)保持其性能參數(shù)的能力。理想的情況是不論什么時(shí)候,傳感器的特性參數(shù)都不隨時(shí)間變化。但實(shí)際上,隨著時(shí)間的推移,大多數(shù)傳感器的特性會(huì)發(fā)生改變。這是因?yàn)槊舾衅骷驑?gòu)成傳感器的部件,其特性會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化,從而影響傳感器的穩(wěn)定性。
5、傳感器的分辨力。
分辨力是指傳感器可能感受到的被測量的最小變化的能力。也就是說,如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過某一數(shù)值時(shí),傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化,即傳感器對(duì)此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當(dāng)輸入量的變化超過分辨力時(shí),其輸出才會(huì)發(fā)生變化。通常傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨力并不相同,因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨力的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿量程的百分比表示,則稱為分辨率。
6、傳感器的遲滯性。
遲滯特性表征傳感器在正向(輸入量增大)和反向(輸入量減小)行程間輸出-輸入特性曲線不一致的程度,通常用這兩條曲線之間的最大差值△MAX與滿量程輸出F·S的百分比表示。遲滯可由傳感器內(nèi)部元件存在能量的吸收造成。
7、傳感器的重復(fù)性。
重復(fù)性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變動(dòng)時(shí)所得特性曲線不一致的程度。各條特性曲線越靠近,說明重復(fù)性越好,隨機(jī)誤差就越小。
8、傳感器蠕變
蠕變是指在載荷不變,其它測試條件也保持不變的情況下,壓力傳感器輸出隨時(shí)間的變化量對(duì)額定輸出的百分比,一般取30min。
9、溫度影響
工作溫度變化會(huì)對(duì)傳感器的零點(diǎn)和靈敏度產(chǎn)生影響。