传感器首要技术目标

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传感器首要技术目标

时间:2021-09-07 19:01:16 阅读:246
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  传感器的数量在全部地球表面和我们日子周遭空间激增,供应世界各种数据消息。这些报价亲民的传感器是物联网展开和我们的社会正面对数字化改造背面的驱动力,但是连接和获取来自传感器的数据并不老是直线跋涉或那么简单。本文将介绍传感器技能方针、5大设计诀窍及代工公司。
  首先技能方针是表征一个商品功用好坏的客观依据。看懂技能方针,有助于精确选型和运用该商品。传感器的技能方针分为静态方针和动态方针两类:静态方针首要查核被测中止不变条件下传感器的功用,具体包括分辩力、重复性、灵敏度、线性度、回程过失、阈值、蠕变、安稳性等;动态方针首要查询被测量在敏捷改动条件下传感器的功用,首要包括频率呼应和阶跃呼应等。
  由于传感器的技能方针很多,各种材料文献叙说角度不一样,使得不一样人有不一样的理解,甚至发生误解和歧义。为此,以下关于传感器的几个首要技能方针进行解读:
  1、分辩力与分辩率:
  定义:分辩力(Resolution)是指传感器可以检测出的被测量的最小改动量。分辩率(Resolution) 是指分辩力与满量程值之比。
  解读1:分辩力是传感器的最基本的方针,它表征了传感器对被测量的分辩才干。传感器的其他技能方针都是以分辩力作为最小单位来描述的。
  关于具稀有显功用的传感器以及仪器仪表,分辩力决议了测量效果闪现的最小位数。例如:电子数显卡尺的分辩力是0.01mm,其示指过失为±0.02mm。
  解读2:分辩力是一个具有单位的必定数值。例如,某温度传感器的分辩力为0.1℃,某加速度传感器的分辩力是0.1g等。
  解读3:分辩率是与分辩力有关而且极为类似的概念,都表征了传感器对被测量的分辩才干。
  二者首要差异在于:分辩率是以百分数的方法标明传感器的分辩才干,它是相对数,没有量纲。例如上述温度传感器的分辩力为0.1℃,满量程为500℃,则其分辩率为0.1/500=0.02%。
  2、重复性:
  定义:传感器的重复性(Repeatability)是指在同一条件下、对同一被测量、沿着同一方向进行多次重复测量时,测量效果之间的差异程度。也称重复过失、再现过失等。
  解读1:传感器的重复性有必要是在一样的条件下得到的多次测量效果之间的差异程度。假如测量条件发生改动,测量效果之间的可比性不见,不能作为查核重复性的依据。
  解读2:传感器的重复性表征了传感器测量效果的分散性和随机性。而发生这种分散性和随机性的要素,是由于传感器内部和外部不可避免地存在各式各样的随机烦扰,致使传感器的终究测量效果表现为随机变量的特性。
  解读3:重复性的定量表述方法,可以选用随机变量的标准差。
  解读4:关于多次重复测量现象而言,假如以全部测量效果的平均值作为终究测量效果,则可以得到更高的测量精度。由于平均值的标准差显着小于每个测量效果的标准差。
  3、线性度:
  定义:线性度(Linearity)是指传感器输入输出曲线与志向直线的违反程度。
  解读1:志向的传感器输入输出联系应该是线性,其输入输出曲线应该是一条直线(如下图中的赤色直线)。
  但是,实践上的传感器或多或少都存在各式各样的过失,致使实践的输入输出曲线并非是志向的直线,而是一条曲线(如下图中绿色曲线)。
  线性度即是表征了传感器实践特性曲线与离线直线之间的差异程度,也称非线性度或非线性过失。
  解读2:由于在不一样大小的被测量情况下传感器实践特性曲线与志向直线之间的差异是不一样的,因此常常以全量程范围内二者差异的最大值与满量程值之比。显着,线性度也是一个相对量。
  解读3:由于关于一般测量场合而言,传感器的志向直线是不知道的,无从获取。为此,常常选用折中的方法,即直接运用传感器的测量效果计算出与志向直线较为靠近的拟合直线。具体计算方法包括端点连线法、最好直线法、最小二乘法等。
  4、安稳性:
  定义:安稳性(Stability)是指传感器在一段时间内坚持其功用的才干。
  解读1:安稳性是查询传感器在必定时间范围内是不是安稳作业的首要方针。而致使传感器不安稳的要素,首要包括温度漂移和内部应力开释等要素。因此,增加温度抵偿、增加时效处理等方法,对前进安稳性是有协助的。
  解读2:依据时间段的长短不一样,安稳功可以分为短期安稳性和长期安稳性。当查询时间过短时,安稳性与重复性相靠近。因此,安稳性方针首要查询长期安稳性。具体时间的长短,依据运用环境和恳求来断定。
  解读3:安稳性方针的定量标明方法,既可以选用必定过失,也可以运用相对过失。例如,某应变式力传感器的安稳性为0.02%/12h。
  5、采样频率:
  定义:采样频率(Sample Rate)是指传感器在单位时间内可以采样的测量效果的多少。
  解读1:采样频率反映了该传感器的敏捷反应才干,是动态特性方针中最主要的一个。关于被测量敏捷改动的场合,采样频率是有必要要充分考虑的技能方针之一。依据香农采样规则,传感器的采样频率应不低于被测量改动频率的2倍。
  解读2:跟着选用频率的不一样,传感器的精度方针也相应有所改动。一般来说,采样频率越高,测量精度越低。
  而传感器给出的最高精度往往是在最低采样速度下甚至是在静态条件下得到的测量效果。因此,在传感器选型时有必要兼顾精度与速度两个方针。
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