传感器的主要参数特性
第2章传感器特性
第2章 传感器基本特性
迟滞误差由满量程输出的百分数表示：
2.1 传感器静态特性
为正、反 行程输出值之间的最大差值
产生迟滞误差的原因：主要是由于敏感元件材料的物理 性质缺陷造成的。如弹性元件的滞后，铁磁体、铁电体 在加磁场、电场作用下也有这种现象。 迟滞误差的存在使输入输出不能一一对应。
传感器原பைடு நூலகம்及应用
第2章 传感器基本特性
2.1 传感器静态特性
—— 最大非线性绝对误差 —— 满量程输出 —— 线性度
线性度 是表征实际特性与拟合直线不吻合的参数
由于实际传感器总有（高次项）非线性存在，输入输出关系总是非线性关系，使近似后的拟合直线与实际曲线存在偏差。这个最大偏差称为传感器的非线性误差。 通常用相对误差表示线性度
正弦信号
单位阶跃信号
传感器原理及应用
第2章 传感器基本特性
（1） 传递函数
2.2 传感器动态特性
输入激励 x（t)
输出响应 y（t)
传感器系统
为了分析动态特性，首先要写出传感器的数学模型求出传递函数。 已知外界有一激励施加于系统时，系统对外界有一响应；
传感器是个信号转换元件，假设是测力传感器，系统存在阻尼，弹性和惯性元件； 当输入量随时间变化时，在力作用下，输出不仅与位移x有关，还与速度dx/dt、加速度d2x/dt2有关。
第2章 传感器基本特性
2.2 传感器动态特性
多数传感器输入信号是随时间变化的，只是变化的快慢不同而已。缓慢变化的信号容易跟踪，变化较快的信号跟踪性能会下降。 一个动态性能好的传感器输入与输出应具有相同的时间函数，但除理想状态外，输出信号一定不会与输入信号有相同时间函数。 这种输入输出之间的差异就是动态误差。
传感器的主要参数指标
传感器的主要参数指标传感器啊，那可是科技领域里超级重要的小玩意儿！它们就像是我们感知世界的小眼睛、小耳朵呢！先来说说灵敏度吧，这就好比一个人的反应速度。
灵敏度高的传感器，能迅速捕捉到微小的变化，就像一个短跑健将，能在瞬间起跑并冲出去。
要是传感器灵敏度不行，那可就糟糕啦，很多关键信息都可能被遗漏掉哦！再看看精度，这可太重要啦！就如同射箭要射中靶心一样，精度高的传感器才能给出准确无误的测量结果呀。
想象一下，如果传感器的精度不靠谱，那得出的数据岂不是乱七八糟，那还怎么能让人放心使用呢！线性度呢，就像是走直线。
一个好的传感器应该有良好的线性度，这样它的输出和输入之间才能有稳定的关系呀。
要是线性度不好，那可就像走在弯弯曲曲的小路上，让人摸不着头脑呢。
分辨率也不能忽视呀！它就像我们看东西的清晰度。
分辨率高的传感器能够分辨出细微的差别，这在很多精密的场合可太关键啦。
要是分辨率低，那很多细节不就都被忽略掉了吗？稳定性也是至关重要的呢！传感器要能在各种环境下都稳定工作，不能今天好用明天就出问题呀。
这就像一个可靠的朋友，不管啥时候都能靠得住。
还有重复性，这意味着每次测量的结果都应该差不多呀。
如果重复性不好，那每次结果都不一样，这不是让人抓狂吗？响应时间也很关键呀！就好比我们做事的效率，传感器的响应时间短，才能快速给出反馈呀。
不然等它慢悠悠地反应过来，黄花菜都凉啦！传感器的这些主要参数指标，真的是每一个都不可或缺，都超级重要呢！它们共同决定了传感器的性能和适用范围呀。
所以在选择传感器的时候，可一定要仔细考量这些参数哦，可不能马虎大意！只有选择了合适的传感器，才能让我们的科技应用更加出色，更加可靠呀！。
传感器基本特性
8．漂移 漂移是指在外界干扰时，在一定的时间间隔内， 传感器输出量与输入量无关的变化程度。
二、传感器的动态特性
动态特性指传感器对随时间变化的输入量的响应特性， 当输入量随时间较快地变化时，这一关系称为动态特性。
被测量随时间变化的形式可能是各种各样的，只要 输入量是时间的函数，则其输出量也将是时间的函数。 通常研究动态特性是根据标准输入特性来考虑传感器 的响应特性。
传感器的基本特性
传感器特性主要是指输出与输入之间的关 系特性。是与传感器的内部结构参数有关的外 部特性。
一、传感器的静态特性 当输入量为常量，或变化极慢时，这一关系 称为静态特性。
一、静态特性技术指标
1．传感器的静态数学模型
传感器的输出输入关系或多或少地存在非线性。在不 考虑迟滞、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： y=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+anxn 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。 各项系数不同，决定了特性曲线的不同形式。 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。
•最小二乘法确定拟合直线，选定合适的直线方 程系数，使静态标定曲线与拟合直线偏差的平方 和为最小。拟合精度高，计算繁琐。
拟合直线方法
• 过零旋转拟合、端点连线拟合、端点连线平移拟合。拟 合精度低。 • 平均法，将测量得到的n个检测点分成数目相等的两组， 求出两个点系中心，通过两个点系中心的直线，就是要 求的拟合直线。斜率、截距可求得。拟合精度较高，计 算较简便。 n/2 n/2
霍尔传感器参数
霍尔传感器参数
霍尔传感器的主要参数有：
1.输入电阻：霍尔传感器元件两激励电流端的直流电阻称为输入电阻。
它的
数值从几欧到儿百欧，视不同型号的元件而定，温度升高，输入电阻变小，从而使输入电流变大，最终引起霍尔传感器电势变化。
为了减少这种影响，最好采用恒流源作为激励源。
2.输出电阻：两个霍尔传感器电势输出端之间的电阻称为输出电阻，它的数
位与输入电阻同一数量级。
它也随温度改变顺改变。
选择适当的负载电阻易与之匹配，可以使由温度引起的程水电势的漂移减至最小。
此外，霍尔传感器可以测量任意波形的电流和电压，如：直流、交流、脉冲波形等，甚至对瞬态峰值的测量。
它是一种根据霍尔效应制作的磁场传感器，主要特性参数有输入电阻、输出电阻等。
传感器的分类和特点
传感器的分类和特点1. 传感器的概述传感器是一种能够将物理量或化学量转化为电信号的装置，用于感知和测量环境中的各种参数。
传感器在各个领域中都有广泛的应用，如工业自动化、医疗设备、环境监测等。
传感器的分类主要根据其工作原理、测量物理量和应用领域来进行。
本文将对常见的传感器分类及其特点进行详细介绍。
2. 传感器的分类2.1 按工作原理分类2.1.1 电阻式传感器电阻式传感器是利用物质的电阻随温度、压力等物理量变化而变化的原理进行测量。
常见的电阻式传感器有温度传感器、压力传感器等。
温度传感器根据热敏材料（如热敏电阻、热敏电容）的特性来测量环境温度。
压力传感器则利用压敏电阻或压敏薄膜测量介质压力。
2.1.2 容抗式传感器容抗式传感器是利用物质的电容随温度、湿度等物理量变化而变化的原理进行测量。
常见的容抗式传感器有湿度传感器、接近开关等。
湿度传感器通过测量介质中水分含量来得知湿度信息。
接近开关则通过测量物体与传感器之间的电容变化来判断物体是否接近。
2.1.3 感应式传感器感应式传感器是利用物质对磁场或电磁波的敏感性进行测量的传感器。
常见的感应式传感器有磁场传感器、光电传感器等。
磁场传感器通过检测磁场的强度和方向来获得相关信息。
光电传感器则是利用光敏元件对光信号的敏感性进行测量，常用于测距、检测物体颜色等。
2.2 按测量物理量分类2.2.1 温度传感器温度传感器广泛应用于各个领域，如工业控制、气象监测、医疗设备等。
常见的温度传感器有热敏电阻（如铂电阻）、热敏电容、热电偶等。
热敏电阻是一种电阻随温度变化的传感器，常用于测量室内温度、液体温度等。
热敏电容则是利用介质的电容随温度变化来测量温度。
2.2.2 压力传感器压力传感器用于测量气体或液体的压力，广泛应用于工业自动化、汽车行业等领域。
常见的压力传感器有压阻式传感器和压电式传感器。
压阻式传感器利用弹性元件（如金属薄膜）的形变来测量压力。
压电式传感器则是利用壳体上附着的压电材料产生电荷来测量压力。
传感器的特性有哪些
1、静态特性指传感器本身具有的特征特点。
研究的几个主要指标有：线性度、精度、重复性、温漂等，通俗讲就是：非线性误差大小、线性误差大小如何、多次应用好坏、受温度变化误差大小等等。
2、动态特性指传感器在应用中输入变化时，它的输出的特性。
用它对某些标准输入信号的响应来表示，即自控理论中的传递函数。
实际工作中，便于工程项目中的采集、控制。
3、稳定性稳定性表示传感器在一个较长的时间内保持其性能参数的能力。
理想的情况是不论什么时候，传感器的特性参数都不随时间变化。
但实际上，随着时间的推移，大多数传感器的特性会发生改变。
这是因为敏感器件或构成传感器的部件，其特性会随时间发生变化，从而影响传感器的稳定性。
4、线性度通常情况下，传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。
在实际工作中，为使仪表具有均匀刻度的读数，常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度(非线性误差)就是这个近似程度的一个性能指标。
拟合直线的选取有多种方法。
如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线，此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。
5、重复性重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度。
各条特性曲线越靠近，说明重复性越好，随机误差就越小。
6、灵敏度灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。
它是输出一输入特性曲线的斜率。
如果传感器的输出和输入之间显线性关系，则灵敏度S是一个常数。
否则，它将随输入量的变化而变化。
灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。
例如，某位移传感器，在位移变化1mm时，输出电压变化为200mV,则其灵敏度应表示为200mV/mm.当传感器的输出、输入量的量纲相同时，灵敏度可理解为放大倍数。
7、分辨力分辨力是指传感器可能感受到的被测量的最小变化的能力。
也就是说，如果输入量从某一非零值缓慢地变化。
主要特性传感器静态特性
主要特性传感器静态特性传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。
因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间的关系，即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。
表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移等。
1、线性度：指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。
定义为在全量程范围内实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差值与满量程输出值之比。
2、灵敏度：灵敏度是传感器静态特性的一个重要指标。
其定义为输出量的增量与引起该增量的相应输入量增量之比。
用S表示灵敏度。
3、迟滞：传感器在输入量由小到大（正行程）及输入量由大到小（反行程）变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象成为迟滞。
对于同一大小的输入信号，传感器的正反行程输出信号大小不相等，这个差值称为迟滞差值。
4、重复性：重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。
5、漂移：传感器的漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时间变化，此现象称为漂移。
产生漂移的原因有两个方面：一是传感器自身结构参数；二是周围环境（如温度、湿度等）。
6、分辨力：当传感器的输入从非零值缓慢增加时，在超过某一增量后输出发生可观测的变化，这个输入增量称传感器的分辨力，即最小输入增量。
7、阈值：当传感器的输入从零值开始缓慢增加时，在达到某一值后输出发生可观测的变化，这个输入值称传感器的阈值电压。
传感器动态特性所谓动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。
在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。
这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前者就能推定后者。
最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。
传感器的基本特性有以下两种
传感器的基本特性有以下两种：1.静态特性：线性度、灵敏度、重复性、迟滞性、稳定性、漂移、静态误差等。
2.动态特性:阶跃响应：最大超调量、延滞时间、上升时间、峰值时间、响应时间等。
频率响应：频率特性、幅频特性、相频特性等。
电阻式传感器把位移、力、压力、加速度、扭矩等非电物理量转换为电阻值变化的传感器。
它主要包括电阻应变式传感器、电位器式传感器（见位移传感器）和锰铜压阻传感器等。
电阻式传感器与相应的测量电路组成的测力、测压、称重、测位移、加速度、扭矩等测量仪表是冶金、电力、交通、石化、商业、生物医学和国防等部门进行自动称重、过程检测和实现生产过程自动化不可缺少的工具之一。
结构：由电阻元件及电刷(活动触点)两个基本部分组成。
电刷相对于电阻元件的运动可以是直线运动、转动和螺旋运动，因而可以将直线位移或角位移转换为与其成一定函数关系的电阻或电压输出。
电位器的结构与材料（1）电阻丝: 康铜丝、铂铱合金及卡玛丝等（2）电刷: 常用银、铂铱、铂铑等金属（3）骨架:常用材料为陶瓷、酚醛树脂、夹布胶木等绝缘材料，骨架的结构形式很多,常用矩形。
应用：电阻式传感器与相应的测量电路组成的测力、测压、称重、测位移、加速度、扭矩等测量仪表是冶金、电力、交通、石化、商业、生物医学和国防等部门进行自动称重、过程检测和实现生产过程自动化不可缺少的工具之一。
优缺点：电阻式传感器具有结构简单、输出精度较高、线性和稳定性好等特点。
但是它受环境条件如温度等影响较大，有分辨率不高等不足之处。
分类：电位器式传感器是一种把机械的线位移或角位移输入量转换为和它成一定函数关系的电阻或电压输出的传感元件。
成一定函数关系的电阻或电压输出的传感元件。
应变片式传感器的工作原理是基于电阻应变效应，即在导体产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。
气敏和湿敏电阻传感器是一种把气体中的特定成分或水蒸气检测出来造成半导体阻值变化的电阻传感器。
电容式传感器：把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。
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传感器的主要参数特性
传感器的种类繁多，测量参数、用途各异．共性能参数也各不相同。
一般产品给出的性能参数主要是静态特性利动态特性。
所谓静态特性，是指被测量不随时间变化或变化缓慢情况下，传感器输出值与输入值之间的犬系．一般用数学表达式、特性曲线或表格来表示。
动态特性足反映传感器随时间变化的响应特性。
红外碳硫仪动恋特性好的传感器，其输出量随时间变化的曲线与被测量随时间变化的曲线相近。
一般产品只给出响应时间。
传感器的主要特性参数有：
(1)测量范围(量程)
量程是指在正常工种：条件下传感器能够测星的被测量的总范同，通常为上限值与F 限位之差。
如某温度传感器的测员范围为零下５０度到+３００度之间。
则该传感器的量程为350摄氏度。
(2)灵敏度
传感器的灵敏度是指佑感器在稳态时输出量的变化量与输入量的变化量的比值。
通常／d久表示。
对于线性传感器，传感器的校准且线的斜率就是只敏度，是一个常量。
而非线性传感器的灵敏度则随输入星的不同而变化，在实际应用巾．非线性传感器的灵敏度都是指输入量在一定范围内的近似值。
传感器的足敏度越高．俏号处理就越简单。
(3)线性度(非线性误差)
在稳态条件下，传感器的实际输入、输出持件曲线勺理想直线之日的不吻合程度，称为线性度或非线性误差，通常用实际特性曲线与邵想直线之司的最大偏关凸h m2与满量程输出仪2M之比的百分数来表示。
该系统的线性度X为
(４)不重复性
z；重复性是指在相同条件下。
传感器的输人员技同——方向作全量程多次重复测量，输出曲线的不一致程度。
通常用红外碳硫仪3次测量输11j的线之间的最大偏差丛m x与满量程输出值ym之比的百分数表示，1、2、3分别表示3次所得到的输出曲线．它是传感器总误差中的——项。
(5)滞后(迟滞误差)
迟滞现象是传感器正向特性曲线(输入量增大)和反向特性曲线(输入量减小)的不重合程度，通常用yH表示。