Sensor statisch
De statische kenmerken van een sensor hebben betrekking op de correlatie tussen de uitvoer en invoer van de sensor voor het statische invoersignaal. Omdat de invoerhoeveelheid en de uitvoerhoeveelheid onafhankelijk zijn van de tijd, kan de relatie daartussen, dat wil zeggen de statische eigenschappen van de sensor, worden beschreven door een algebraïsche vergelijking zonder tijdsvariabelen, of door een karakteristieke curve te tekenen met de invoerhoeveelheid als de abscis en de overeenkomstige uitvoerhoeveelheid als ordinaat. De belangrijkste parameters die de statische eigenschappen van de sensor karakteriseren zijn: lineariteit, gevoeligheid, hysteresis, herhaalbaarheid, drift, enz.
1. Lineariteit: verwijst naar de mate waarin de feitelijke relatiecurve tussen de uitgang en ingang van de sensor afwijkt van de passende rechte lijn. Gedefinieerd als de verhouding van de maximale afwijking tussen de werkelijke karakteristieke curve en de gepaste lijn over het volledige schaalbereik tot de volledige uitvoer.
2. Gevoeligheid: Gevoeligheid is een belangrijke indicator van de statische eigenschappen van een sensor. Het wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de toename van de uitvoer en de overeenkomstige toename van de invoer die de toename veroorzaakte. S wordt gebruikt om de gevoeligheid aan te geven.
3. Hysteresis: het fenomeen dat de ingangs- en uitgangskarakteristieken van de sensor niet samenvallen tijdens de verandering van de ingangshoeveelheid van klein naar groot (positieve slag) en de ingangshoeveelheid van groot naar klein (omgekeerde slag). Voor ingangssignalen van dezelfde grootte zijn de uitgangssignalen van de voorwaartse en achterwaartse slagen van de sensor niet gelijk, en dit verschil wordt het hysteresisverschil genoemd.
4. Herhaalbaarheid: Herhaalbaarheid heeft betrekking op de mate waarin de door de sensor verkregen karakteristieke curven inconsistent zijn wanneer de invoerhoeveelheid meerdere keren de volledige schaal in dezelfde richting verandert.
5. Drift: Drift van de sensor verwijst naar de verandering van de output van de sensor in de loop van de tijd, terwijl de inputhoeveelheid hetzelfde blijft, wat drift wordt genoemd. Er zijn twee redenen voor drift: de ene zijn de structurele parameters van de sensor zelf; De tweede is de omgeving (zoals temperatuur, vochtigheid, enz.).
6. Resolutie: Wanneer de invoer van de sensor langzaam toeneemt vanaf een waarde die niet nul is, verandert de uitvoer waarneembaar na het overschrijden van een bepaalde stapgrootte, en deze invoerstap wordt de resolutie van de sensor genoemd, dat wil zeggen de minimale invoerstap.
7. Drempel: wanneer de ingang van de sensor langzaam toeneemt vanaf een nulwaarde, verandert de uitgang merkbaar na het bereiken van een bepaalde waarde, en deze ingangswaarde wordt de drempelspanning van de sensor genoemd.
Sensordynamiek
De zogenaamde dynamische kenmerken hebben betrekking op de kenmerken van de uitgang van de sensor wanneer de ingang verandert. In de praktijk worden de dynamische eigenschappen van een sensor vaak uitgedrukt in termen van de reactie op een standaardingangssignaal. Dit komt omdat de reactie van de sensor op het standaardingangssignaal gemakkelijk experimenteel te vinden is, en er een bepaalde relatie bestaat tussen zijn reactie op het standaardingangssignaal en zijn reactie op elk ingangssignaal. De meest gebruikte standaardingangssignalen zijn stapsignalen en sinusoïdale signalen, dus de dynamische eigenschappen van de sensor worden ook uitgedrukt in staprespons en frequentierespons.
Lineariteit
Normaal gesproken is de daadwerkelijke uitvoer van de statische karakteristieken van de sensor een curve in plaats van een rechte lijn. Om de meter een uniforme schaalaflezing te geven, wordt in de praktijk vaak een passende rechte lijn gebruikt om de werkelijke karakteristieke curve te benaderen, en de lineariteit (niet-lineariteitsfout) is een prestatie-index van deze benadering.
Er zijn verschillende manieren om een paslijn te selecteren. De theoretische rechte lijn die is verbonden door de nulinvoer en het uitvoerpunt op volledige schaal wordt bijvoorbeeld gebruikt als de passende lijn; Of de theoretische rechte lijn met de kleinste som van de kwadraten van de afwijkingen van elk punt op de karakteristieke curve wordt gebruikt als de passende lijn, en deze passende lijn wordt de kleinste kwadraten passende lijn genoemd.
Gevoeligheid
Gevoeligheid verwijst naar de verhouding tussen de verandering in output △y en de verandering in inputhoeveelheid △x in de stabiele werking van de sensor.
Het is de helling van de karakteristieke curve van uitgang en ingang. Als er een lineair verband bestaat tussen de uitgang en ingang van de sensor, dan is de gevoeligheid S constant. Anders zal het variëren afhankelijk van de hoeveelheid invoer.
De dimensie van gevoeligheid is de verhouding tussen de dimensie van de output en de inputhoeveelheid. Als de uitgangsspanning van een verplaatsingssensor bijvoorbeeld met 1 mm verandert en de uitgangsspanning met 200 mV, moet de gevoeligheid ervan worden uitgedrukt als 200 mV/mm.
Wanneer de uitgangs- en ingangsafmetingen van de sensor hetzelfde zijn, kan de gevoeligheid worden opgevat als de vergroting.
De verhoogde gevoeligheid resulteert in een hoge meetnauwkeurigheid. Hoe hoger de gevoeligheid, hoe smaller het meetbereik en hoe slechter de stabiliteit.
Oplossing
Resolutie verwijst naar het vermogen van een sensor om de kleinste gemeten verandering waar te nemen. Dat wil zeggen, als de invoer langzaam verandert van een waarde die niet nul is. Wanneer de ingangsveranderingswaarde een bepaalde waarde niet overschrijdt, zal de uitgang van de sensor niet veranderen, dat wil zeggen dat de sensor de verandering van deze ingang niet kan onderscheiden. De uitvoer verandert alleen als de invoer meer verandert dan de resolutie.
Over het algemeen is de resolutie van de sensor niet op elk punt in het volledige bereik hetzelfde, dus de maximale verandering in de invoerhoeveelheid die ervoor kan zorgen dat de uitvoer stapsgewijs in het volledige bereik verandert, wordt vaak als maatstaf gebruikt. van resolutie. Deze statistieken worden resoluties genoemd als een percentage van de volledige schaal. Resolutie is negatief gecorreleerd met de stabiliteit van de sensor.