灌装机_传感器的基本特性

上传者: 上传时间:2017-06-27 09:48:42 浏览次数:2048

    根据被测量的变化状态,可以把传感器的输人量分为静态量和动态量两类。静态量指传感器的输入量为稳定状态信号或变化极其缓慢的准静态信号:动态量指传感器的输入量为周期信号屈变信号或随机信号等随时间变化的信号。无论是静态量还是动态旦,传感器的输出量(通常是电量)都必须不失真地重现被测量的变化,这取决于传感器的基本特性,即输出一输入特性传感器的基本特性可以用静态特性和动态特性描述。

      一般来说,传感器输出与输入关系可用微分方程表达。理论上,将微分方程中的一阶及以上的微分项取为零时,便可得到静态特性,因此,传感器的静态特性只是动态特性的一个特例。实际上.传感器的静态特性包括非线性和随机性等因索*如果把这些因素都引入微分方程.将使问题复杂化。为避免这种情况,总是把传感器的静态特性和动态特性分开考虑。

      传感器的静态特性

      传感器的静态特性是指传感器在被测量处于稳定状态下的输出输入关系。传感器的静态特性是在静态标准工作条件下测定的。

       人们通常希望传感器的输出与输入成唯一的对应关系,而且最好呈线性关系。但在一般请况下,输出与输入关系不会完全符合所期望的线性关系。同时由于存在着迟滞、蠕变摩擦、间隙和松动等各种因素,以及外界条件的影响,使输出与输入对应关系的唯一性也难以实现衡量传感器静态特性的主要技术指标有量程、线性度、迟滞、重复性、灵敏度、漂移等。

      1、测量范围和量程

      传感器所能测量的最大被测量(即输入量)的数值称为测量上限,最小被测量称为测量下限。用测量L限和测量下限表示的测量区间,称为测量范围。测量范围有单向(只有正向或负向)、双向对称、双向不对称和无零值等几种。

      测量上限和测量下限的代数差为量程,即量程=测量上限—测量下限

      2、线性度

      传感器的输出输入关系或多或少地存在非线性问题。在不考虑迟滞、蠕变、不稳定性等因素的情况下,静态特性曲线可用实际测试获得。在获得特性曲线后,可以说问题已经解决。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,其中包括计算机硬件或软件补偿,进行线性化处理。一般说来,这些办法都比较复杂。所以在非线性误差不太大的倩况下,总是采用直线拟合的方法来线性化。

      在采用直线拟合线性化时,输出输入的校正曲线与其拟合直线之间的最大偏差,就称为非线性误差或线性度,通常用相对误差yL来表示。

      由此可见,非线性误差的大小是以一定的拟合直线为基准直线而得出的。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,还应考虑使用是否方便,计算是否简便。

    目前常用的拟合方法有;①理论拟合;②过零旋转拟合;③端点拟合;④端点平移拟合;⑤最小二乘拟合等。

      3、迟滞

      迟滞误差又称回程误差G回程误差常用绝对误差表尔。检测回程误差时,可选择几个测试点。对选择每一个输入信号,传感器正行程及反行程中输出信号差值的最大者即为回程误差。形成迟滞的因素包括传感器机械结构中的摩擦、游隙和结构材料受力变形的滞后现象等。

      4、重复性

      重复性是指传感器在全量程输入按同一方向作连续多次变动时所得的特性曲线不一致的程度。

      5、灵敏度

      传感器输出的变化量AY与引起此变化量的输入变化量AI之比即为其静态灵敏度

      由此可见.传感器校准曲线的斜率就是其灵敏度。线性传感器,其特性是斜率处处相同.灵敏度A是一常数c以拟合直线作为其特性的传感器,也认为其灵敏度为一常数,与输入量的大小无关。

      6、分辨力

      分辨力是指传感器能检测到的最小的输入增量。有些传感器,当输入量连续变化时,输出量只作阶跃变化,则分辨力就是输出量的每个阶跃高度所代表的输入量的大小。

      分辨力用绝对值表示:用与满量程的百分数表示时称为分辨力。

      7、闭值

      阐值是指使传感器输出瑞产生可测变化量的最小被测输入量值,即零位附近的分辨力。有的传感器在零位附近有严重的非线性,形成所谓“死区”,则将死区的大小作为阅值。在更多情况下,闭值主要取决于传感器的噪声大小,因此,有的传感器只给出噪声电平。

      8、稳定性

      稳定性是指传感器在相当长工作时间内保持其性能的能力。因此稳定性又称长期稳定性。稳定性通常是在室温条件下,经过一定工作时间间隔后,用传感器的输出与起始标定时的输出之间的差值来表示。稳定性误差可用相对误差表示,也可用绝对误差表示。

      9、漂移

      漂移是指在一定时间间隔内,传感器的输出存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。移常包括零点漂移和灵敏度漂移。

      军点漂移或灵敏度漂移可分为时间漂移和温度漂移,简称时漂和温漂。时漂是指在规定的条件下,零点或灵敏度随时间有理侵的变化;温漂是指由周围温度变化引起的零点或灵敏度的变化

      10、静态误差

      静态误差是指传感器在其全量程内任一点的输出值与其理论值的偏离程度。

      静态误差的求取方法如下:把全部输出数据与拟台直线上对应值的残差,看成是随机分布,静态误差是一项综合性指标.它基本上包括了前面叙述的非线性误差、迟滞误差、重复性误差、灵敏度误差等。苦这几项误差是随机的、独立的、正态分布的,也可以把这几个单项误差综合而得。



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