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传感器或换能器系统性能规格有哪些参数?

发表时间:2021-07-28 17:44【

  传感器或测量系统并不是完美的系统。设计工程师必须了解传感器或测量系统的能力和缺点才能正确评估其性能。传感器或测量系统有许多与性能相关的参数。这些参数称为传感器规格。传感器规格告知用户与传感器理想行为的偏差。以下是传感器/换能器系统的各种规格。

  

  1.范围

  

  传感器的范围指示输入可以在其间变化的限制。

  

  例如,用于测量温度的热电偶可能具有25-225°C的范围。

  

  2.跨度

  

  跨度是输入的最大值和最小值之间的差值。因此,上述热电偶的跨度为200°C。

  

  3.错误

  

  误差是测量结果与被测量量的真实值之间的差异。

  

  传感器可能给出29.8 mm的位移读数,当实际位移为30 mm时,误差为–0.2 mm。

  

  4.准确性

  

  准确度定义了实际测量结果与被测量真值之间的一致性。它通常表示为满量程输出或满量程偏转的百分比。

  

  用于评估与发动机、火箭发动机、压缩机和其他加压设备中的爆炸、脉动或动态压力条件相关的动态压力现象的压电传感器能够检测0.1至10,000 psig(0.7 KPa至70 MPa)之间的压力。如果指定精度约为±1%满量程,则给出的读数预计在±0.7 MPa以内。

  

  5.灵敏度

  

  传感器的灵敏度定义为传感器输出值的变化与引起输出变化的每单位输入值变化的比率。

  

  例如,通用热电偶的灵敏度可能为41μV/°C。

  

  6.非线性

  1.png

  非线性表示传感器的实际测量曲线与理想曲线的最大偏差


  上图显示了理想或最小二乘拟合线与实际测量或校准线之间有些夸张的关系。

  

  线性度通常用非线性度的百分比来指定,其定义为:

  

  非线性(%)=输入的最大偏差⁄最大满量程输入

  

  上述方程定义的静态非线性取决于环境因素,包括温度、振动、声学噪声水平和湿度。

  

  因此,了解规范在什么条件下有效很重要。

  

  7.滞后

  2.png

  迟滞是传感器的误差,其定义为传感器指定范围内的任何测量值在接近该点时,随着输入参数的增加和减小,输出的最大差异。

  

  上图显示了在使用热电偶测量温度期间可能发生的滞后误差。

  

  滞后误差值通常指定为指定输入范围的正百分比或负百分比。

  

  8.分辨率

  

  分辨率是可以在输出信号中检测到的输入参数的最小可检测增量变化。分辨率可以表示为满量程读数的比例或绝对值。

  

  例如,如果LVDT传感器测量的位移最大为20毫米,并提供1到100之间的数字输出,则传感器设备的分辨率为0.2毫米。

  

  9.稳定性

  

  稳定性是传感器设备在用于测量一段时间内的恒定输入时提供相同输出的能力。

  

  术语“漂移”用于表示一段时间内发生的输出变化。它表示为满量程输出的百分比。

  

  10.死区/时间

  

  传感器的死区或死区是没有输出的输入值范围。

  

  传感器设备的死区时间是从应用输入到输出开始响应或改变的持续时间。

  

  11.重复性

  

  它指定了传感器为相同输入值的重复应用提供相同输出的能力。

  

  它通常表示为满量程输出的百分比:

  

  重复性=(最大值–给出的最小值)X 100⁄全量程

  

  12.响应时间

  

  响应时间描述了被测量逐步变化时输出的变化速度。

  

  它总是用输入步骤的指示和定义响应时间的输出范围来指定。