第一章 传感器的一般特性.ppt

第一章传感器的一般特性
重点:
-输入关系特性(从误差角度去分析该特性)
(静态)
线性度灵敏度迟滞性重复性
。
第一节传感器的静态特性
静态特性:传感器在被测量的各个值处于稳定状态时,输入量与输出量之间的关系。
一般要求传感器的静态特性为线性或近似为线性。
静态量:稳定状态的信号或变化极其缓慢的信号(准静态)。
动态量:周期信号、瞬变信号或随机信号。
第一章传感器的一般特性
第一节 传感器的静态特性
传感器的静态特性可以用下面的方程描述
由上式可见:如果a0=0,则静特性通过原点,此时静态特性由线性项和非线性项迭加而成,一般可分为下面四种情况:
第一节 传感器的静态特性
(1). 理想线性
(3). 具有X偶次阶项的非线性
(2). 具有X奇次阶项的非线性
(4). 一般非线性
传感器的四种典型静态特征
结论
1. (1)图为理想线性关系,标度简单,测量方便,输入-输出为线性关系,不需要补偿电路。
2. 其它图均为非线性关系,其中(2)在原点附近一定范围内近似为线性关系,特性曲线以坐标原点为对称,可获得较大的线性范围。各种差动传感器具有这样的特性,因为当其一边输出为
另一端输出为
差动传感器输出为
只剩下奇次阶项,偶次项消掉了,并且输出提高一倍,线性度↑,灵敏度↑,结构型的传感器采用差动式传感器。
(3)除非线性项外非线性项只是偶次项,在这种情况下,特性曲线没有对称性,可取的线性范围很小,传感器设计应尽量避免出现这种特性。
,传感器的输出不可能丝毫不差地反映被测量的变化,总存在这一定的误差。
差动传感器输出为
传感器静态特性的线性化:
当非线性项的影响较小时,我们可以在输入量变化不大的一个范围内,用切线或割线等直线来代替实际的静态曲线的一段,使传感器的静态特性近于线性,这一过程称为传感器静态特性的线性化。
线性化的直线称为拟合直线(Fited straight)。
静态校准曲线(static adjusted curve)
在静态标准工作状态下,利用一定等级的校准设备,对传感器进行反复循环测试,得到的输出-输入数据一般用表格列出或画成曲线,这种曲线称为静态校准曲线。
1. 线性度(非线性误差)
线性度:在规定条件下,传感器校准曲线与拟合曲线间最大偏差与满量程输出值的百分比。用代表线性度,则
第一节传感器的静态特性
非线性误差是以一定的拟合直线为基准的。
拟合基准直线的方法有:
(1). 端基法
基准直线的方程为
优点:简单直观
缺点:拟合精度较低
用途:特性曲线非线性度较小时使用