传感器技术及应用_北航稿教学文案

零点漂移 满量程漂移
y y0 FtS 2 t1 t2 y 0tt1 110% 0
yy FFS tS 2 t1 t2 y FtS 1 t1 10 % 0
2.3 传感器的主要静态性能指标及其计算
2.3.7 传感器的测量误差
yyayt (绝对误差)
y ya yt (相对误差)
yFS
yFS
xxa xt
而连续变化时所观测到的输出量的最大阶跃变化，称
为输出分辨力。
Ry
ymax 10% 0 YmaxYmin
•数字装置的分辨力就是最后位数的一个字
•模拟装置的分辨力为指示标尺分度值的一半。
阈值（灵敏限、灵敏阈、失灵区、死区、
钝感区threshold ）
•定义：输入量由零变化到使输出量开始发生可观测变化 的输入量值。
2.2 传感器的静态标定
一定等级的 ?
7个基本量： 长度、质量、时间、温度、电流、发光强度、物质量
2个辅助量： 平面角、球面角
2.2 传感器的静态标定
2.2.2 传感器的静态特性
xi yuij ； xi ydij
yi
1 m 2mj1
yuij ydij
xi，yi
标定曲线
第2部分：传感器的输入输出特性
2.3.8 线性度
最小二乘线线性度——参考直线
n
n
2
Jyi2 yiabix min
i1
i1
独立线性度(最佳线性度)——“最佳直线” 最佳直线—依此直线作为参考直线时，得到的最大偏差 是最小的。
数学上的最佳一致逼近问题。Fm oarla ilyixabix m
2.3 传感器的主要静态性能指标及其计算
2.3 传感器的主要静态性能指标及其计算
2.3.3 静态灵敏度sensitivity •单位输入所产生的输出，称为静态灵敏度。
•灵敏度是有量刚的量，单位取决于输入、输出量 的单位。
Slimydy x0x dx
关于静态灵敏度的讨论
yfa x ， a y ， a z
标定曲线
2.3 传感器的主要静态性能指标及其计算
n
y f x aixi —寻求系数 ai i0
传感器的静态特性
静态标定(Calibration)或静态校准
在一定的标准条件下，利用一定等级的标定设 备对传感器进行多次往复测试的过程
2.2 传感器的静态标定
—
n
y fxaixi i0
寻 求
标准标定设备
输出量
系
数
输入量
被校测试系统
输出量
在一定的标准条件下，利用一定等级的标定设 备对传感器进行多次往复测试的过程
• 点漂移：在规定条件下，对一个恒定的输入量，在规定 时间内的输出变化值称点漂移。 • 零点漂移：标称输出范围内最低值处的点漂移。
输出量随时间变化的现象，又称
时漂； 反映传感器的稳定性指标；
时间范围：1小时、1天、1个月、 半年或1年等。
2.3 传感器的主要静态性能指标及其计算
2.3.6 温 漂
r maxxi，min xmax xmin
•以输入量表示：在传感器的全部工作范围内都能产生可 观测的输出量变化的最小输入量变化称为输入分辨力。
Rx
xi,m inm ax10% 0 xm axxm in
全部工作范围测得的 各最小输入量变化中
之最大者
• 以输出量来表示：在全部工作范围内，在输入量缓慢
2.2 传感器的静态标定
2.2.1 静态标定条件 1. 对标定环境的要求
(1) 无加速度,无振动,无冲击； (2) 温度在15～25℃； (3) 湿度不大于85％RH； (4) 大气压力为0.1MPa。
2. 对所用的标定设备的要求
s
1 3
m
；
s
1 10
m
3. 标定过程的要求
xi yuij ； xi ydij
•是能使传感器输出端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 阈值；更多情况下阈值主要取决于传感器的噪声大小， 因而有的传感器只给出噪声电平。
2.3 传感器的主要静态性能指标及其计算
2.3.5 漂 移drift
2.1 传感器静态特性的一般描述 2.2 传感器的静态标定
2.3 传感器的主要静态性能指标及其计算
2.4 非线性传感器静态性能指标计算的讨论
2.3 传感器的主要静态性能指标及其计算
2.3.1 测量范围 2.3.2 量 程
•量程：装置示值范围上、下限之差的模 •测量范围：装置的测量误差处于允许极 限内，它所能测量的被测量值范围。
2.3.9 符合度 —针对不同的参考曲线
(1) 应满足所需要的拟合误差要求； (2) 函数的形式尽可能简单； (3) 选用多项式时，其阶次尽可能低。
2.3 传感器的主要静态性能指标及其计算
2.3.10 迟 滞
反行程平均校准曲线
关于静态灵敏度的讨论
yfa x ， a y ， a z
谐振线圈
拾振线圈 铂电阻
外壳 振动筒 支承骨架
基座
2.3 传感器的主要静态性能指标及其计算
关于静态灵敏度的讨论
yfa x ， a y ， a z
测 量 元 件 ，激 励 单 元
流 体 流 动 方 向 主 振 标及其计算
传感器技术及应用_北航稿
2.1 传感器静态特性的一般描述
n
y fxaixi i0
—
传感ya0 a1x 器y a1x
的 输 出
第2部分：传感器的输入输出特性
2.1 传感器静态特性的一般描述
2.2 传感器的静态标定
2.3 传感器的主要静态性能指标及其计算 2.4 非线性传感器静态性能指标计算的讨论
2.2 传感器的静态标定
(针对被测量值)
2.3 传感器的主要静态性能指标及其计算
2.3.8 线性度
线性度：校准直线与拟合直线接近程度。 线性度采用相对误差表示：
L
yLmax10% 0
yFS
理论线性度(绝对)
端基线性度
平移端基线性度
最小二乘线性度
独立线性度
—针对不同的参考直线
标定曲线 参考直线
2.3 传感器的主要静态性能指标及其计算
2.3.4 分辨力resolution与分辨率、阈值（Threshold）
传感器的输入输出关系不可能都做到绝对连续，输入 量开始变化，输出量并不随之相应变化，而是输入量
变化到某一程度时，输出才产生一小的阶跃变化。
分辨力 xi，min
分辨率 ri
xi，min xmax xmin
标定曲线
针对全测量范围辨率 maxxi，min