传感器常用技术参数
随着传感器在工业生产、农业种植、环境保护等领域的渗透和广泛应用,市场上的传感器产品种类繁多,原理和结构千差万别。如何根据特定的测量目的、测量对象和测量环境合理选择传感器是测量一定量时首先要解决的问题。在选择合适的传感器时,能够理解传感器的技术参数和专业术语可以帮助我们正确选择和使用产品。
1.决议
分辨率是指传感器在指定测量范围内可以检测到的最小变化量。与分辨率不同,分辨率以百分比的形式表示传感器的分辨率,百分比是一个相对数字;分辨率是一个以单位表示的绝对值。例如,如果温度传感器的分辨率为0.1℃,全量程为500℃,则其分辨率为0.1/500=0.02%。
2.灵敏度
灵敏度是指输出变化的比率△ 传感器的y对输入的变化△ x在稳态操作条件下。通常,在传感器的线性范围内,灵敏度越高,与测量变化相对应的输出信号的值就越大,这更有利于信号处理。然而,需要注意的是,传感器的灵敏度高,与测量无关的外部噪声也容易混入,这些噪声会被放大系统放大,影响测量精度。因此,要求传感器本身应具有高信噪比,并使从外部引入的干扰信号最小化。
3.线性范围
传感器的线性范围是指输出与输入成比例的范围。理论上,在这个范围内,灵敏度保持不变。传感器的线性范围越宽,其范围就越大,并且可以确保一定的测量精度。然而,在现实中,没有一个传感器能够保证绝对的线性,它的线性也是相对的。当所需的测量精度相对较低时,在一定范围内,具有较小非线性误差的传感器可以近似为线性,以便于测量。
4.稳定性
传感器在使用一段时间后保持其性能不变的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定性的因素,除了传感器本身的结构外,主要是传感器使用的环境。因此,为了使传感器具有良好的稳定性,它们必须具有较强的环境适应性。
在选择传感器之前,应对其使用环境进行调查,并根据具体使用环境选择合适的传感器,或采取适当措施减少环境的影响。
5.重复性
传感器的可重复性是指在相同条件下、在相同方向上对同一被测对象进行的多次重复测量之间的测量结果差异程度。也称为重复误差、再现误差等。重复性误差越小,其重复性越好,传感器的稳定性越好。
6.准确性
准确度是指真实值附近标准偏差的正负三倍与范围的比值,是指测量值与真实值之间的最大差值。如果测量目的是定性分析,则应选择重复性精度高的传感器,不建议选择绝对量精度较高的传感器;如果需要获得准确的测量值进行定量分析,则需要选择精度水平满足要求的传感器。
7.频率响应特性
传感器的频率响应特性决定了测量的频率范围,并且必须在允许的频率范围内保持无失真。事实上,传感器的响应总是有一定的延迟,希望延迟时间越短越好。传感器的频率响应很高,因此可测量的信号频率范围很广。然而,由于结构特性的影响,机械系统的惯性较大,因此具有低频响应的传感器具有较低的可测量信号频率。
8.采样频率
采样频率是指传感器每单位时间可以采样的测量结果数量,反映了传感器的快速响应能力。对于测量变化迅速的情况,采样频率是必须充分考虑的技术指标之一。
随着采样频率的不同,传感器的精度指标也相应变化。一般来说,采样频率越高,测量精度越低。传感器提供的最高精度通常是在最低采样速度下或甚至在静态条件下获得的测量结果。因此,在选择传感器时,必须同时考虑精度和速度。