传感器的输入输出特性.ppt

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1、传感器的输入输出特性2.1传感器的静态特性2.2传感器的主要静态性能指标及其计算2.3传感器的静态标定2.4传感器的动态特性2.5一阶传感器的动态特性2.6二阶传感器的动态特性2传感器的输入输出特性2.1传感器静态特性传感器的静态特性是指在稳态条件下（传感器无暂态分量）用分析或实验方法所确定的输入—输出关系。这种关系可依不同情况，用函数或曲线表示，有时也用数据表格来表示。2.1传感器静态特性静态特性：输入量为常量，或变化极慢yx02.1传感器的静态特性2.2传感器的主要静态性能指标及其计算2.3非线性传感器静态性能指标2.4传感器的静态标定2.5传

2、感器的动态特性2.6一阶传感器的动态特性2.7二阶传感器的动态特性2传感器的输入输出特性2.2.1测量范围和量程2.2.2静态灵敏度2.2.3分辨力与分辨率2.2.4零漂及温漂2.2.5传感器的测量误差2.2传感器的主要静态性能指标及其计算2.2.6线性度2.2.7迟滞2.2.8重复性2.2.9准确度2.2.10稳定性和环境影响2.2.11可靠性2.2.12符合度2.2.13总精度2.2传感器的主要静态性能指标及其计算2.2.1测量范围和量程测量上限：传感器所能测量的最大被测量测量下限：传感器所能测量的最小被测量范围：用测量上限和测量下限表示的测量

3、区间2.2传感器的主要静态性能指标及其计算量程：测量上限和测量下限的代数差E：－3N－＋10N灵敏度：传感器输出变化量与输入变化量之比为静态灵敏度，其表达式为2.2传感器的主要静态性能指标及其计算2.2.2静态灵敏度分辨率：指传感器能够检测到的最小输入增量。对于输出为数字量的传感器，分辨率可以定义为一个量化单位或二分之一个量化单位所对应的输入增量，如图所示。使传感器产生输出变化的最小输入值称为传感器的阈值。2.2传感器的主要静态性能指标及其计算2.2.3分辨率2.2.4零漂及温漂传感器的漂移量大小是表征传感器性能稳定性的重要指标零点时漂：在规定的条

4、件下，传感器零点随时间的缓慢变化。零点温漂：温度变化引起的传感器零点输出的变化灵敏度温漂：温度变化引起的传感器灵敏度的变化2.2传感器的主要静态性能指标及其计算b）灵敏度温度系数：当温度升高时，系统的灵敏度变化，温度每升高1℃，灵敏度系数变化的百分比，称为灵敏度温度系数。如温度系数（温漂）a）零点温度系数：在工作温度范围内，环境温度每变化1℃时，引起的零点输出变化与额定输出的百分比，称为零点温度系数。2.2传感器的主要静态性能指标及其计算2.2.4零漂及温漂2.2.5测量误差基本概念真值——指被测量在一定条件下客观存在的、实际具备的量值。真值是不可

5、确切获知的，实际测量中常用“约定真值”和“相对真值”。约定真值是用约定的办法确定的真值，如砝码的质量。相对真值是指具有更高精度等级的计量器的测量值。标称值——计量或测量器具上标注的量值。如标准砝码上标注的质量数。示值——由测量仪器（设备）给出的量值，也称测量值或测量结果。2.2传感器的主要静态性能指标及其计算准确度——是测量结果中系统误差与随机误差的综合，表示测量结果与真值的一致程度，由于真值未知，准确度是个定性的概念。测量误差——测量结果与被测量真值之间的差值。误差公理——一切测量都具有误差，误差自始至终存在于所有科学试验的过程之中。研究误差的目

6、的是找出适当的方法减小误差，使测量结果更接近真值。2.2.5测量误差基本概念2.2传感器的主要静态性能指标及其计算3）引用误差——绝对误差与测量仪表量程之比。按最大引用误差将电测量仪表的准确度等级分为7级，指数a分别为：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0。2）相对误差——绝对误差与真值之比：在误差较小时，可以用测量值代替真值，称为示值相对误差γx。1）绝对误差——示值与真值之差。它的负值称为修正值。称为修正值或补值。2.2.5测量误差的表示2.2传感器的主要静态性能指标及其计算所以电测量仪表在使用中的最大可能误差为：【例】某1.

7、0级电压表，量程为300V，求测量值Ux分别为100V和200V时的最大绝对误差ΔUm和示值相对误差γUx。2.2传感器的主要静态性能指标及其计算2.2.5测量误差的表示传感器的输入输出关系可以用多项式表示：2.2.6线性度其中：X—输入量，Y—输出量；a0—x=0时的输出值a1—理想灵敏度a2,a3…..an——非线性项系数2.2传感器的主要静态性能指标及其计算线性度是指系统标准输入输出特性与拟合直线的不一致程度，也称非线性误差。传感器的理想输入—输出特性应是线性的。2.2.6线性度2.2传感器的主要静态性能指标及其计算线性度是以一定的拟合直线作

8、基准与校准曲线作比较，其不一致的最大偏差与理论满量程输出值的百分比来进行计算：式中：YFS＝ymax－ymin——满量程输