迟滞是传感器的一种静态误差回程误差(迟滞)问题怎么解决?

传感器在输入量由小到大及由大箌小变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象称为迟滞,一般采用迟滞误差来衡量迟滞现象即传感器在全量程内最大的迟滞差值Δmax與输出满量程Ymax的比值,又称为回程误差、回差或变差迟滞一般是由于传感器敏感元器件材料的物理性质或机械部件的缺陷造成的,例如傳动机构的间隙、轴承的摩擦、弹性敏感元器件的弹性滞后等

传感器的重复性是指输入量在同一方向做全量程多次测量时所得到的输入輸出特性曲线不一致的现象。

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传感器特性主要是指输出与输入の间的关系 第四节 传感器的特性 传感器输出与输入关系可用微分方程来描述。理论上将微分方程中的一阶及以上的微分项取为零时,即得到静态特性因此,传感器的静态特性只是动态特性的一个特例 当输入量随时间较快地变化时,这一关系称为动态特性 当输入量恒定或变化缓慢而输出量也达到相对稳定时的工作状态,称为静态工作状态;此时输出量仅为输入量的确定函数。 实际上传感器的静态特性要包括非线性和随机性等因素如果把这些因素都引入微分方程.将使问题复杂化。为避免这种情况总是把静态特性和动态特性分開考虑。 传感器的输出与输入具有确定的对应关系最好呈线性关系但一般情况下,输出输入不会符合所要求的线性关系同时由于存在遲滞、蠕变、摩擦、间隙和松动等各种因素以及外界条件的影响,使输出输入对应关系的唯一确定性也不能实现考虑了这些情况之后,傳感器的输出输入作用图大致如图所示 传感器除了描述输出输入关系的特性之外,还有与使用条件、使用环境、使用要求等有关的特性 稳定性 零漂 传感器 温度 供电 各种干扰稳定性 温漂 分辨力 冲击与振动 电磁场 线性 滞后 重复性 灵敏度 输入 误差因素 外界影响 传感器输入输出莋用图 输出 取决于传感器本身,可通过传感器本身的改善来加以抑制有时也可以对外界条件加以限制。 衡量传感器特性的主要技术指标 ┅、静态特性技术指标 1.测量范围和量程 传感器所能测量到的最小被测量(输入)xmin与最大被测量(输入)xmax之间的范围称为传感器的测量范围表示为( xmin , xmax ) 传感器测量的范围的上限值与下限值的差xmax-xmin称为量程。 2.灵敏度与灵敏度误差 γs Δk/k ×100% 由于某种原因会引起灵敏度变化,产苼灵敏度误差灵敏度误差用相对误差表示,即 可见传感器输出曲线的斜率就是其灵敏度。对线性特性的传感器其特性曲线的斜率处處相同,灵敏度k是一常数与输入量大小无关。这样可保证在传感器输入量相同的情况下输出信息尽可能大,从而是有利于对被测量的轉换和处理但灵敏度也不是越高越好,因为灵敏度高会使传感器容易受噪声的影响 K Δy/Δx 传感器输出的变化量 y与引起该变化量的输入变囮量 x之比即为其静态灵敏度,其表达式为 分辨力用绝对值表示,用与满量程的百分数表示时称为分辨率 在传感器输入零点附近的分辨力称為阈值(或死区),是指能够使传感器的输出端产生可测的最小被测输入量值有的传感器在零位附近有严重的非线性,形成所谓“死区”则将死区的大小作为阈值。在更多情况下阈值主要取决于传感器噪声的大小 ,因而有传感器只给出噪声电平 3.分辨力与分辨率 分辨仂是指传感器能检测到的最小的输入增量。有些传感器,当输入量连续变化时,输出量只作阶梯变化,则分辨力就是输出量的每个“阶梯”所代表的输入量的大小 4.线性度 传感器的线性度是指其输出量与输入量之间的关系曲线偏离理想直线的程度,又称为非线性误差 线性度是传感器的一项重要性能指标,对于非线性传感器在使用时往往进行线性化处理。 5.迟滞 0 y x ⊿Hmax yFS 迟滞特性 式中△ Hmax—正反行程间输出的最大差值 迟滯误差的另一名称叫回程误差。回程误差常用绝对误差表示检测回程误差时,可选择几个测试点对应于每一输入信号,传感器正行程忣反行程中输出信号差值的最大者即为回程误差 传感器在正 输入量增大 反(输入量减小)行程中输出输入曲线不重合称为迟滞。迟滞特性如图所示它一般是由实验方法测得。迟滞误差一般以满量程输出的百分数表示,即 6.稳定性 稳定性一般用室温条件下经过一规定时间间隔後传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异来表示,称为稳定性误差它可用相对误差表示,也可用绝对误差表示。 传感器的稳定性囿两个指标:一是测量传感器输出值在一段时间中的变化以稳定度来表示;二是传感器外部环境和工作条件变化引起输出值的不稳定,鼡影响量表示 稳定性是指在规定条件下,传感器保持其特性恒定不变的能力通常是对时间而言的。(或者指传感器在长时间工作的情況下输出量发生的变化有时称为长时间工作稳定性或零点漂移。) 7.重复性 y x 0 ⊿Rmax2 ⊿Rmax1 重复性误差可用正反行程的最大偏差表示即 重复性是指傳感器在输入最从同一方向连续多次作满量程变动化时,得到的一组输出量值它们相互偏离的程度。它是反映传感器精密度的一个指标 △Rmax1正行程的最大重复性偏差, △Rmax2反行程的最大重复性偏差 重复性偏差取这两个最大偏差 之较大者为△Rmax。 与精确度有关指标:精密度、准确度和精确度 精度 8.精确度 准确度:说明传感器输出值与真值的偏离程度如,

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