传感器的特性1

《传感器的特性1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一章传感器的特性传感器原理及应用8/17/2021传感器原理及应用1.1、传感器的组成及分类敏感元件、变换器（转换元件）、基本转换电路以及辅助电源敏感元件变换器基本转换电路辅助电源非电量电量一、传感器的组成8/17/2021传感器原理及应用1、敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分，把非电量转换成易于转换成电量的另一种非电量。2、转换元件是指传感器中将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。8/17/2021传感器原理及应用3、基本转换电路传感器只完成被测参数至电量

2、的基本转换，因为输出的电量往往需要进行放大、运算、处理等进一步转换，因此需要基本转换电路以获得合理的被测值。上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。4、信号调理转换电路以及传感器工作必须有辅助的电源8/17/2021传感器原理及应用注：传感器的组成将随不同情况而异:可以做得很简单,也可以做得很复杂；可以是无源的网络,也可以是有源的系统；可以是带反馈的闭环系统,也可以是不带反馈的开环系统；可以只具有变换的功能,但也可能包含变换后信号的处理及传输电路甚至包括微处理器CPU。8/17/2021

3、传感器原理及应用敏感元件与变换器常常无法严格加以区别：有一些敏感元件直接就可以输出变换后的电信号,而一些传感器又不包括敏感元件在内。mVTT0BA热电偶最简单的传感器由一个敏感元件(兼转换元件)组成，它感受被测量时直接输出电量，如热电偶。有些传感器由敏感元件和转换元件组成。压电式加速度传感器，其中质量块m是敏感元件，压电片（块）是转换元件。因转换元件的输出已是电量，故无需转换电路。8/17/2021传感器原理及应用二、传感器的分类1、按输入被测量分类：明确表达了传感器的用途2、按工作原理分类清楚地

4、表达了传感器的工作原理3、按输出信号形式分类8/17/2021传感器原理及应用表1.1传感器输入被测量8/17/2021传感器原理及应用表1.2传感器按工作原理的分类8/17/2021传感器原理及应用表1.3传感器按输出信号形式的分类8/17/2021传感器原理及应用1.2传感器的基本特性传感器特性主要是指输入与输出之间的关系。理想情况：呈线性关系。但一般情况下，输入输出不会符合所要求的线性关系，同时由于存在迟滞、蠕变、摩擦、间隙和松动等各种因素以及外界条件的影响，使输入输出对应关系的唯一确定

5、性也不能实现。8/17/2021传感器原理及应用稳定性(零漂)传感器温度供电各种干扰稳定性温漂分辨力冲击与振动电磁场线性滞后重复性灵敏度输入误差因素外界影响传感器输入输出作用图输出取决于传感器本身，可通过传感器本身的改善来加以抑制，有时也可以对外界条件加以限制。衡量传感器特性的主要技术指标8/17/2021传感器原理及应用一、静态特性定义：指被测量的值处于稳定状态时的输入输出关系。静态特性的标定：传感器的静态特性是在静态标准条件下利用校准数据标定的。所谓静态标准条件主要指没有加速度、振动、冲击(除

6、非这些参数本身就是被测量)及环境温度一般为室温、相对湿度不大于85%、气压为(1017)kPa等条件。衡量静态特性的重要指标：线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。它们是衡量传感器优劣的重要指标。8/17/2021传感器原理及应用静态特性的方程表示：传感器的输入输出关系或多或少地存在非线性。在不考虑迟滞、蠕变、不稳定性等因素的情况下，其静态特性可用下列多项式代数方程表示：式中：y—输出量；x—输入量；a0—零点输出；a1—理论灵敏度；a2、a3、…、an—非线性项系数。y=a0+a1x+a2x2+a3

7、x3+…+anxn8/17/2021传感器原理及应用图1.2传感器静态特性曲线理想线性曲线关于原点对称曲线不对称普遍情况各项系数不同，特性曲线的具体形式也不同。8/17/2021传感器原理及应用线性化处理的必要性：静态特性曲线可实际测试获得。在获得特性曲线之后，可以说问题已经得到解决。但是为了标定和数据处理的方便，希望得到线性关系。这时可采用各种方法，其中也包括硬件或软件补偿，进行线性化处理。8/17/2021传感器原理及应用在非线性误差不太大的情况下，总是采用直线拟合的办法来线性化。在采用直线拟

8、合线性化时，已测的输入输出的校准曲线与其拟合曲线之间的最大偏差，就称为非线性误差或线性度。线性度通常用相对误差γL表示：(ΔyL)max:输出值与拟合直线间的最大偏差绝对值；yFS:满量程输出。线性度是表征实际特性与拟合直线不吻合的参数ξL=(

9、(ΔyL)max

10、/yFS)×100%8/17/2021传感器原理及应用拟合直线：非线性偏差的大小是以一定的拟合直线为基准直线而得出来的。拟合直线不同，非线性误差也不同。所以，选择拟合直线的主要出发点，应是获得最小的非线性误差。另外，还应考