了解傳感器首要技術目標

2017-01-21 461

?傳感器的數量在悉數地球表面和大家日子周遭空間激增,供給世界各種數據消息。這些報價親民的傳感器是物聯網開展和咱們的社會正面臨數字化革新背面的驅動力,可是連接和獲取來自傳感器的數據并不老是直線行進或那么簡單。本文將介紹傳感器技術目標、5大設計竅門及代工公司。

 

首先技術目標是表征一個商品功用好壞的客觀根據。看懂技術目標,有助于準確選型和運用該商品。傳感器的技術目標分為靜態目標和動態目標兩類:靜態目標首要查核被測停止不變條件下傳感器的功用,詳細包含分辯力、重復性、靈敏度、線性度、回程差錯、閾值、蠕變、安穩性等;動態目標首要調查被丈量在迅速改變條件下傳感器的功用,首要包含頻率呼應和階躍呼應等。

因為傳感器的技術目標很多,各種資料文獻敘說視點不一樣,使得不一樣人有不一樣的理解,乃至產生誤解和歧義。為此,以下關于傳感器的幾個首要技術目標進行解讀:

 

1、分辯力與分辯率:

界說:分辯力(Resolution)是指傳感器能夠檢測出的被丈量的最小改變量。分辯率(Resolution) 是指分辯力與滿量程值之比。

解讀1:分辯力是傳感器的最基本的目標,它表征了傳感器對被丈量的分辯才能。傳感器的其他技術目標都是以分辯力作為最小單位來描述的。

關于具稀有顯功用的傳感器以及儀器儀表,分辯力決議了丈量成果顯現的最小位數。例如:電子數顯卡尺的分辯力是0.01mm,其示指差錯為±0.02mm。

解讀2:分辯力是一個具有單位的肯定數值。例如,某溫度傳感器的分辯力為0.1℃,某加速度傳感器的分辯力是0.1g等。

解讀3:分辯率是與分辯力有關并且極為類似的概念,都表征了傳感器對被丈量的分辯才能。

二者首要區別在于:分辯率是以百分數的方式表明傳感器的分辯才能,它是相對數,沒有量綱。例如上述溫度傳感器的分辯力為0.1℃,滿量程為500℃,則其分辯率為0.1/500=0.02%。

 

2、重復性:

界說:傳感器的重復性(Repeatability)是指在同一條件下、對同一被丈量、沿著同一方向進行屢次重復丈量時,丈量成果之間的區別程度。也稱重復差錯、再現差錯等。

解讀1:傳感器的重復性有必要是在一樣的條件下得到的屢次丈量成果之間的區別程度。假如丈量條件發生改變,丈量成果之間的可比性不見,不能作為查核重復性的根據。

解讀2:傳感器的重復性表征了傳感器丈量成果的分散性和隨機性。而產生這種分散性和隨機性的要素,是因為傳感器內部和外部不可避免地存在各式各樣的隨機攪擾,致使傳感器的最終丈量成果表現為隨機變量的特性。

解讀3:重復性的定量表述辦法,能夠選用隨機變量的標準差。

解讀4:關于屢次重復丈量景象而言,假如以悉數丈量成果的平均值作為最終丈量成果,則能夠得到更高的丈量精度。因為平均值的標準差明顯小于每個丈量成果的標準差。

 

3、線性度:

界說:線性度(Linearity)是指傳感器輸入輸出曲線與抱負直線的違背程度。

解讀1:抱負的傳感器輸入輸出聯系應該是線性,其輸入輸出曲線應該是一條直線(如下圖中的赤色直線)。

可是,實踐上的傳感器或多或少都存在各式各樣的差錯,致使實踐的輸入輸出曲線并非是抱負的直線,而是一條曲線(如下圖中綠色曲線)。

線性度即是表征了傳感器實踐特性曲線與離線直線之間的區別程度,也稱非線性度或非線性差錯。

解讀2:因為在不一樣巨細的被丈量情況下傳感器實踐特性曲線與抱負直線之間的區別是不一樣的,因而常常以全量程范圍內二者區別的最大值與滿量程值之比。明顯,線性度也是一個相對量。

解讀3:因為關于一般丈量場合而言,傳感器的抱負直線是不知道的,無從獲取。為此,常常選用折中的辦法,即直接運用傳感器的丈量成果計算出與抱負直線較為挨近的擬合直線。詳細計算辦法包含端點連線法、最好直線法、最小二乘法等。

 

4、安穩性:

界說:安穩性(Stability)是指傳感器在一段時刻內堅持其功用的才能。

解讀1:安穩性是調查傳感器在必定時刻范圍內是不是安穩作業的首要目標。而致使傳感器不安穩的要素,首要包含溫度漂移和內部應力開釋等要素。因而,添加溫度抵償、添加時效處理等辦法,對進步安穩性是有協助的。

解讀2:根據時刻段的長短不一樣,安穩功能夠分為短期安穩性和長期安穩性。當調查時刻過短時,安穩性與重復性相挨近。因而,安穩性目標首要調查長期安穩性。詳細時刻的長短,根據運用環境和請求來斷定。

解讀3:安穩性目標的定量表明辦法,既能夠選用肯定差錯,也能夠運用相對差錯。例如,某應變式力傳感器的安穩性為0.02%/12h。

 

5、采樣頻率:

界說:采樣頻率(Sample Rate)是指傳感器在單位時刻內能夠采樣的丈量成果的多少。

解讀1:采樣頻率反映了該傳感器的迅速反應才能,是動態特性目標中最主要的一個。關于被丈量迅速改變的場合,采樣頻率是有必要要充分考慮的技術目標之一。根據香農采樣規律,傳感器的采樣頻率應不低于被丈量改變頻率的2倍。

解讀2:隨著選用頻率的不一樣,傳感器的精度目標也相應有所改變。一般來說,采樣頻率越高,丈量精度越低。

而傳感器給出的最高精度往往是在最低采樣速度下乃至是在靜態條件下得到的丈量成果。因而,在傳感器選型時有必要兼顧精度與速度兩個目標。

 

 


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