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传感器的性能指标(传感器的性能指标及选用原则)

来源:www.haichao.net  时间:2022-12-22 07:58   点击:273  编辑:admin   手机版

1. 传感器的性能指标及选用原则

静态特征

指检测系统的输入、输出信号不随时间变化或变化缓慢时系统所表现出得响应特性。

性能指标

测量范围、灵敏度、非线性度、回程误差、稳定度和漂移、重复性、分辨率和精确度。

公式

灵敏度:s=&y/&x;非线性度=B/A*100%;回程误差=Hmax/A*100%;不重复性Ex=+-&max/Yfs*100%;精度:A=&A/ Yfs*100%;

2. 简述传感器的性能指标及含义

静态特性反映的是当信号为定值或变化缓慢时,系统的输出与输入的关系;

静态特性在过程控制系统中定义为稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系;

传感器用到的静态指标,根据传感器的结构和复杂程度会有所不同。少的只需一两个指标就行。复杂的(带有电子芯片甚至微处理器)会用到控制过程的概念。

静态特性的主要技术指标有:线性度、量测范围和量程、迟滞和重复性、灵敏度、分辨力和阈值、稳定性、漂移和静态误差。

3. 传感器的性能指标及选用原则是什么

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、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。

4、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。

5、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。

6、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)。

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。

8、传感器的线性度: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。

9、传感器的灵敏度: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。

10、传感器的分辨率:分辨率是指传感器可感受到的被测量的最小变化的能力。专家对中国电器交易网记者说到如果输入量从某一非零值缓慢地变化。当输入变化值未超过某一数值时,传感器的输出不会发生变化,即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨率时,其输出才会发生变化。通常传感器在满量程范围内各点的分辨率并不相同,因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的最大变化值作为衡量分辨率的指标。上述指标若用满量程的百分比表示,则称为分辨率。分辨率与传感器的稳定性有负相相关性。

4. 传感器一般特性指标

传感器灵敏度的计算:

(1)灵敏度在数值上等于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。

(2)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。提高灵敏度,可得到较高的测量精度。但灵敏度愈高,测量范围愈窄,稳定性也往往愈差。

5. 传感器的主要技术性能指标

一、传感器的动态性。动特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。动态特性输入信号变化时,输出信号随时间变化而相应地变化,这个过程称为响应。传感器的动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。动态特性好的传感器,当输入信号是随时间变化的动态信号时,传感器能及时精确地跟踪输入信号,按照输入信号的变化规律输出信号。当传感器输入信号的变化缓慢时,是容易跟踪的,但随着输入信号的变化加快,传感器的及时跟踪性能会逐渐下降。通常要求传感器不仅能精确地显示被测量的大小,而且还能复现被测量随时间变化的规律,这也是传感器的重要特性之一。

二、传感器的稳定性。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。

三、传感器的线性度。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。

四、传感器的重复性。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。

五、传感器的迟滞性。迟滞特性表征传感器在正向(输入量增大)和反向(输入量减小)行程间输出-输入特性曲线不一致的程度,通常用这两条曲线之间的最大差值△MAX与满量程输出F·S的百分比表示。迟滞可由传感器内部元件存在能量的吸收造成。

六、传感器的灵敏度。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。

七、传感器的分辨力。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。当输入变化值未超过某一数值时,传感器的输出不会发生变化,即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨力时,其输出才会发生变化。通常传感器在满量程范围内各点的分辨力并不相同,因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的最大变化值作为衡量分辨力的指标。上述指标若用满量程的百分比表示,则称为分辨率。

6. 传感器的性能指标及选用原则是

动态特性是指传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。只要输入量是时间的函数,则其输出量必将是时间的函数。研究动态特性的标准输入形式有三种,即正弦、阶跃和线性,而经常使用的是前两种。 零阶传感器动态特性指标零阶传感器,其输入量无论随时间如何变化,其输出量的幅值总是与输入量成确定的比例关系,在时间上也不滞后,幅角φ等于零。所以零阶传感器的动态特性指标就是静态特性指标。

动态特性是指传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。只要输入量是时间的函数,则其输出量必将是时间的函数。研究动态特性的标准输入形式有三种,即正弦、阶跃和线性,而经常使用的是前两种。

零阶传感器动态特性指标

零阶传感器,其输入量无论随时间如何变化,其输出量的幅值总是与输入量成确定的比例关系,在时间上也不滞后,幅角φ等于零。所以零阶传感器的动态特性指标就是静态特性指标。

一阶传感器动态特性指标一阶传感器动态特性指标有:静态灵敏度和时间常数τ。如果时间常数τ越小,系统的频率特性就越好。在弹簧阻尼系统中,就要求系统的阻尼系数小,而弹簧刚度要大。

由于大多数传感器均为二阶系统,所以我们要专门讨论二阶系统的阶跃响应。根据二阶系统相对阻尼系数的大小,将其二阶响应分成三种情况:既>1时过阻尼;=1时临界阻尼;<1时的欠阻尼。在一定的值下,欠阻尼系统比临界阻尼系统更快地达到稳态值;过阻尼系统反应迟钝,动作缓慢,所以一般传感器都设计成欠阻尼的,一般取值为0.6~0.8。

7. 传感器的性能要求指标有哪些

特征指标数量计算是要根据计算对象不同而改变的,如: 数量指标是对产品整体的描述比如合格率,报废率呀、完成率等用比例或百分率来测算的,质量指标是指产品具体的产品特性,比如长度,宽度、性能等指标。

车辆特征系数,即车辆行驶每公里里程时驱动速度传感器的转数(r/km )是测量车辆速度的重要信息。

8. 传感器的性能指标对传感器的选型有何意义

1)电流传感器必须根据被测电流的额定有效值适当选用不同的规格的产品。被测电流长时间超额,会损坏末极功放管(指磁补偿式),一般情况下,2倍的过载电流持续时间不得超过1分钟。

  (2)电压传感器必须按产品说明在原边串入一个限流电阻R1,以使原边得到额定电流,在一般情况下,2倍的过压持续时间不得超过1分钟。

  (3)电流电压传感器的最佳精度是在原边额定值条件下得到的,所以当被测电流高于电流传感器的额定值时,应选用相应大的传感器;当被测电压高于电压传感器的额定值时,应重新调整限流电阻。当被测电流低于额定值1/2以下时,为了得到最佳精度,可以使用多绕圈数的办法。

  (4)绝缘耐压为3KV的传感器可以长期正常工作在1KV及以下交流系统和1.5KV及以下直流系统中,6KV的传感器可以长期正常工作在2KV及以下交流系统和2.5KV及以下直流系统中,注意不要超压使用。

  (5)在要求得到良好动态特性的装置上使用时,最好用单根铜铝母排并与孔径吻合,以大代小或多绕圈数,均会影响动态特性。

  (6)在大电流直流系统中使用时,因某种原因造成工作电源开路或故障,则铁心产生较大剩磁,是值得注意的。剩磁影响精度。退磁的方法是不加工作电源,在原边通一交流并逐渐减小其值。

  (7)传感器抗外磁场能力为:距离传感器5~10cm一个超过传感器原边电流值2倍的电流,所产生的磁场干扰可以抵抗。三相大电流布线时,相间距离应大于5~10cm。

  (8)为了使传感器工作在最佳测量状态。

  (9)传感器的磁饱和点和电路饱和点,使其有很强的过载能力,但过载能力是有时间限制的,试验过载能力时,2倍以上的过载电流不得超过1分钟。

  (10)原边电流母线温度不得超过85℃,这是ABS工程塑料的特性决定的,用户有特殊要求,可选高温塑料做外壳。

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