传感器的原理及应用

Chapter 1 1．传感器的静态特性主要有那些？说明什么是线性度？ 传感器的特性主要是指传感器的输入（被测量）与输出（电量）的关系。静态特性表示传感器在被测量各个值处于稳定状态时的输入输出关系。也即当输入量为常量，或变化极慢时，这一关系就称为静态特性。传感器的静态特性主要有：线性度、迟滞性、灵敏度、稳定性、重复性、阈值等。 传感器的静特性曲线可实际测试获得，用下列多项式程表示为： nnxaxaxaxaay332210 式中y 为输出量、x 为输入量、0a 为零点输出、1a 为理论灵敏度、naaa,,32为非线性项系数。在获得特性趋向之后，可以说问题已经得到解决。但是为了标定和数据处理的方便，希望得到线性关系。这时可采用各种方法，其中也包括硬件或软件补偿，进行显性化处理。一般来说，这些办法都比较复杂。所以在非线性误差不太大的情况下，总是采用直线拟合的方法来线性化。 在采用直线拟合线性化时，输出输入的校正曲线之间的最大偏差，就称为非线性误差，也就是线性度： max(/) 100LLFSy  △% 由此可见，非线性偏差的大小是以一定的拟合直线为基准直线而得来的。拟合直线不同，非线性误差也不同。所以，选择拟合直线的主要出发点，应是获得最小的非线性误差。另外，还应考虑使用是否方便，计算是否简便。 2．什么是传感器的静态误差？传感器的静态误差是如何评定的？ 静态误差是指传感器在其全量程内任一点的输出值与其理论值的偏离程度。 静态误差的求取方法如下：把全部输出数据与拟合直线上对应值的残差，看成是随即分布，求出其标准偏差 ，即 21)y(11niin△ 式中 iy△— 各测试点的残差；n—测试点数。 取 2 和 3 值即为传感器的静态误差。静态误差也可用相对误差来表示，即 %100)/3(FSy （ 1-15） 静态误差也是一向综合指标，他基本上包括了前面叙述的非线性误差、迟滞误差、重复性误差、灵敏度误差等，若者几项误差是随机的、独立的、正态分布的，也可以把这几个单项误差综合而得，即： 2222SRHL 3.某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下： 铂电阻温度传感器：0.45Ω /℃ 电桥： 0.02V/Ω 放大器： 100(放大倍数) 笔式记录仪： 0.2cm/V 求：(1)测温系统的总灵敏度； (2)记录仪笔尖位移4cm 时，所对应的温度变化值。 解： （ 1）测温系统的总灵敏度为1 8.02.01 0 00 2.04 5.0S cm/...