传感器技术指标分析——易福门

因为传感器的技术目标众多，各种资料文献叙述视点不同，使得不同人有不同的理解，甚至产生误解和歧义。为此，以下针对传感器的几个首要技术目标进行解读：

　　1、分辩力与分辩率：

　　界说：分辩力(Resolution)是指传感器能够检测出的被丈量的最小改变量。分辩率(Resolution)是指分辩力与满量程值之比。

　　解读1：分辩力是传感器的最基本的目标，它表征了传感器对被丈量的分辩才能。传感器的其他技术目标都是以分辩力作为最小单位来描述的。

　　关于具稀有显功用的传感器以及仪器仪表，分辩力决定了丈量成果显示的最小位数。例如：电子数显卡尺的分辩力是0.01mm，其示指差错为±0.02mm。

　　解读2：分辩力是一个具有单位的肯定数值。例如，某温度传感器的分辩力为0.1℃，某加速度传感器的分辩力是0.1g等。

　　解读3：分辩率是与分辩力相关而且极为相似的概念，都表征了传感器对被丈量的分辩才能。

　　二者首要差异在于：分辩率是以百分数的方式表明传感器的分辩才能，它是相对数，没有量纲。例如上述温度传感器的分辩力为0.1℃，满量程为500℃，则其分辩率为0.1/500=0.02%。

　　2、重复性：

　　界说：传感器的重复性(Repeatability)是指在同一条件下、对同一被丈量、沿着同一方向进行屡次重复丈量时，丈量成果之间的差异程度。也称重复差错、再现差错等。

　　解读1：传感器的重复性有必要是在相同的条件下得到的屡次丈量成果之间的差异程度。假如丈量条件发生改变，丈量成果之间的可比性消失，不能作为查核重复性的根据。

　　解读2：传感器的重复性表征了传感器丈量成果的分散性和随机性。而产生这种分散性和随机性的原因，是因为传感器内部和外部不可避免地存在各种各样的随机干扰，导致传感器的终究丈量成果表现为随机变量的特性。

　　解读3：重复性的定量表述办法，能够选用随机变量的标准差。

　　解读4：关于屡次重复丈量情形而言，假如以全部丈量成果的平均值作为终究丈量成果，则能够得到更高的丈量精度。因为平均值的标准差显著小于每个丈量成果的标准差。

　　3、线性度：

　　界说：线性度(Linearity)是指传感器输入输出曲线与抱负直线的违背程度。

　　解读1：抱负的传感器输入输出关系应该是线性，其输入输出曲线应该是一条直线(如下图中的赤色直线)。

　　但是，实践上的传感器或多或少都存在各种各样的差错，导致实践的输入输出曲线并非是抱负的直线，而是一条曲线(如下图中绿色曲线)。

　　线性度便是表征了传感器实践特性曲线与离线直线之间的差异程度，也称非线性度或非线性差错。

　　解读2：因为在不同巨细的被丈量情况下传感器实践特性曲线与抱负直线之间的差异是不同的，因而常常以全量程范围内二者差异的最大值与满量程值之比。显然，线性度也是一个相对量。

　　解读3：因为关于一般丈量场合而言，传感器的抱负直线是未知的，无从获取。为此，常常选用折中的办法，即直接利用传感器的丈量成果计算出与抱负直线较为挨近的拟合直线。详细计算办法包括端点连线法、最佳直线法、最小二乘法等。

　　4、稳定性：

　　界说：稳定性(Stability)是指传感器在一段时刻内坚持其性能的才能。

　　解读1：稳定性是调查传感器在一定时刻范围内是否稳定作业的首要目标。而导致传感器不稳定的要素，首要包括温度漂移和内部应力开释等要素。因而，添加温度补偿、添加时效处理等措施，对提高稳定性是有协助的。

　　解读2：根据时刻段的长短不同，稳定性能够分为短期稳定性和长时刻稳定性。当调查时刻过短时，稳定性与重复性相挨近。因而，稳定性目标首要调查长时刻稳定性。详细时刻的长短，根据运用环境和要求来确定。

　　解读3：稳定性目标的定量表明办法，既能够选用肯定差错，也能够运用相对差错。例如，某应变式力传感器的稳定性为0.02%/12h。

　　5、采样频率：

　　界说：采样频率(Sample Rate)是指传感器在单位时刻内能够采样的丈量成果的多少。

　　解读1：采样频率反映了该传感器的快速反应才能，是动态特性目标中最重要的一个。关于被丈量快速改变的场合，采样频率是有必要要充分考虑的技术目标之一。根据香农采样定律，传感器的采样频率应不低于被丈量改变频率的2倍。

　　解读2：跟着选用频率的不同，传感器的精度目标也相应有所改变。一般而言，采样频率越高，丈量精度越低。

　　而传感器给出的最高精度往往是在最低采样速度下甚至是在静态条件下得到的丈量成果。因而，在传感器选型时有必要兼顾精度与速度两个目标。

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