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静态特性:传感器在被测输入量各个值处于稳定状态时的输出——输入关系。
稳定状态指的是被测量趋于稳定,基本不变或变化缓慢。
静态特性指标重复性:在同一条件下,对同一被测量,沿同一方向,多次重复测量的差异程度。
重复性误差反应的是数据的离散程度,属于随机误差,因此应根据标准偏差计算σ。
测量标准差:
算数平均值的标准差:
由公式可知多次测量可以提高精度。
例题:
线性度
线性度又称非线性,是表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线(作为工作直线)之间的吻合或者偏离程度的指标。通常用相对误差来表示线性度或非线性误差。即
其中△Y ** x表示输出值与理想直线的较大偏差
yFS表示理论满量程输出值
显然,选定的拟合直线不同,计算所得线性度数值不同,选择拟合直线应该保证获得的尽量小的非线性误差。
获取拟合直线的方法:
对于不同的获取拟合直线的方法,得到的线性度是不一样的,没有绝对的可比性。
分辨力
指传感器在规定范围内所能检测出的被测输入量的较小变化量。
该值相对满量程输入值的百分数,称为分辨率。
灵敏度
灵敏度是传感器输出量增量与被测输入量增量的比值。线性传感器的灵敏度就是拟合直线的斜率,非线性传感器的灵敏度不是常数。
灵敏度的正负只代表输出与输入的直接变化趋势是否相同,绝对值大小才反应传感器灵敏的高与低。
稳定性
又称长期稳定性,即传感器在相当长时间内仍保持其性能的能力,稳定性一般以室温条件下经过一规定的时间间隔后,传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异来表示。
漂移
漂移指在一定时间间隔内,传感器存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。
静态误差(精度)
静态误差是评价传感器静态性能的综合性指标,指传感器在满量程内任一点输出值相对其理论值的可能偏离程度,它表示采用该传感器进行静态测量时所得数值的不确定度。
静态误差的计算方法:
例题:
做题的时候只要记住相对误差=绝对误差/测量值,相对误差是精度的一种。
传感器的动态特性动态特性反映传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。
实际测量时输入量是千变万化的,且往往事先并不知道,故工程上采用输入标准信号函数的方法进行分析,并据此确立若干评定动态特性的指标。常用的标准信号函数是正弦函数与阶跃函数。
传感器的动态模型
微分方程:
传递函数:
动态特性将各种频率不同而幅值相等的正弦信号输入传感器,其输出正弦信号的幅值、相位与频率之间的关系称为频率响应特性。
阶跃响应特性
当给静止的传感器一个单位阶跃信号时,其输出信号称为阶跃响应。衡量阶跃响应的指标有
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