傳感器的特性

傳感器的特性是指?jìng)鞲衅鞯妮斎肓亢洼敵隽恐g的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通常把傳感器的特性分為兩種：靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。

靜態(tài)特性是指輸入不隨時(shí)間而變化的特性，它表示傳感器在被測(cè)量各個(gè)值處于穩(wěn)定狀態(tài)下輸入輸出的關(guān)系。

動(dòng)態(tài)特性是指輸入隨時(shí)間而變化的特性，它表示傳感器對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。

一般來說，傳感器的輸入和輸出關(guān)系可用微分方程來描述。理論上，將微分方程中的一階及以上的微分項(xiàng)取為零時(shí)，即可得到靜態(tài)特性。因此傳感器的靜特性是其動(dòng)特性的一個(gè)特例。

傳感器除了描述輸入與輸出量之間的關(guān)系特性外，還有與使用條件、使用環(huán)境、使用要求等有關(guān)的特性。

1 傳感器的靜特性

   傳感器的輸入-輸出關(guān)系:輸入（外部影響：沖振、電磁場(chǎng)、線性、滯后、重復(fù)性、靈敏度、誤差因素）—傳感器—輸出（外部影響：溫度、供電、各種干擾穩(wěn)定性、溫漂、穩(wěn)定性（零漂）、分辨力、誤差因素）。

   人們總希望傳感器的輸入與輸出成唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而且最好呈線性關(guān)系。但一般情況下，輸入輸出不會(huì)完全符合所要求的線性關(guān)系，因傳感器本身存在著遲滯、蠕變、摩擦等各種因素，以及受外界條件的各種影響。
   

   傳感器靜態(tài)特性的主要指標(biāo)有：線性度、靈敏度、重復(fù)性、遲滯、分辨率、漂移、穩(wěn)定性等。

2 傳感器的動(dòng)特性

   動(dòng)特性是指?jìng)鞲衅鲗?duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。

   很多傳感器要在動(dòng)態(tài)條件下檢測(cè)，被測(cè)量可能以各種形式隨時(shí)間變化。只要輸入量是時(shí)間的函數(shù)，則其輸出量也將是時(shí)間的函數(shù)，其間關(guān)系要用動(dòng)特性來說明。設(shè)計(jì)傳感器時(shí)要根據(jù)其動(dòng)態(tài)性能要求與使用條件選擇合理的方案和確定合適的參數(shù)；使用傳感器時(shí)要根據(jù)其動(dòng)態(tài)特性與使用條件確定合適的使用方法，同時(shí)對(duì)給定條件下的傳感器動(dòng)態(tài)誤差作出估計(jì)?？傊?，動(dòng)特性是傳感器性能的一個(gè)重要方面，對(duì)其進(jìn)行研究與分析十分必要。總的來說，傳感器的動(dòng)特性取決于傳感器本身，另一方面也與被測(cè)量的形式有關(guān)。

   （1）規(guī)律性的：1）周期性的：正弦周期輸入、復(fù)雜周期輸入；2）非周期性的：階躍輸入、線性輸入、其他瞬變輸入
   （2）隨機(jī)性的：1）平穩(wěn)的：多態(tài)歷經(jīng)過程、非多態(tài)歷經(jīng)過程；2）非平穩(wěn)的隨機(jī)過程。  

   在研究動(dòng)態(tài)特性時(shí)，通常只能根據(jù)“規(guī)律性”的輸入來考慮傳感器的響應(yīng)。復(fù)雜周期輸入信號(hào)可以分解為各種諧波，所以可用正弦周期輸入信號(hào)來代替。其它瞬變輸入不及階躍輸入來得嚴(yán)峻，可用階躍輸入代表。因此，“標(biāo)準(zhǔn)”輸入只有三種；正弦周期輸入、階躍輸入和線性輸入。而經(jīng)常使用的是前兩種。

   壓力傳感器及變送器的靜態(tài)測(cè)量精度與動(dòng)態(tài)精度

   壓力傳感器在測(cè)量緩慢變化的信號(hào)時(shí)，不需要考慮幅頻特性和相頻特性中的動(dòng)態(tài)誤差。其輸入輸出特性相對(duì)理論直線的誤差叫測(cè)量精度。由于選作參照的工作直線的不同，誤差估算也不同。因而一般給出非線性、遲滯、重復(fù)性的三項(xiàng)計(jì)指標(biāo)誤差，使用者可用之估測(cè)總精度水平。一般常用估評(píng)法為三項(xiàng)指標(biāo)的平方和的平方根，而變送器則由于已將信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化，因此最大誤差為示值相對(duì)基線的最大誤差。

   壓力傳感器用于動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量時(shí)，可用正弦波壓力發(fā)生器或落錘裝置進(jìn)行動(dòng)態(tài)壓力實(shí)校。在沒有條件時(shí)，可以用經(jīng)驗(yàn)方法選擇傳感器。當(dāng)動(dòng)態(tài)測(cè)量精度要求較高時(shí)，取傳感器的固有頻率為被測(cè)頻率的5～10 倍，要求精度不高時(shí)，二者蓋3～5倍。