《傳感器基本特性》ppt課件-文庫(kù)吧
2024-12-30 08:40 本頁(yè)面
【正文】 靈敏度，即 xyS??? 它表示單位輸入量的變化所引起傳感器輸出量的變化 ， 很顯然 ， 靈敏度 S值越大 ， 表示傳感器越靈敏 。但是 靈敏度太高 ， 檢測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性將降低 。 二、傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo) 靈敏度、線性度、分辨率、遲滯、重復(fù)性、漂移 xyyS 0= －線性傳感器 =常數(shù) XY0 0x0y0/ xyS ??y?dxdyK ?非線性傳感器 XY0 0xdydxdyS /?dx%100m a x ????FSL YL?式中： ΔLmax—— 最大非線性絕對(duì)誤差； YFS —— 滿量程輸出值。 2. 線性度（非線性） 傳感器的實(shí)際輸入 輸出曲線（校準(zhǔn)曲線）與 擬合直線 之間的吻合（偏離）程度。 線性是傳感器的理性輸入－輸出特性。 因?yàn)榫€性特性有助于簡(jiǎn)化傳感器的理論分析、數(shù)據(jù)處理、制作標(biāo)定等。 非線性 作圖法求線性度演示 選定擬合直線的過程，就是傳感器的線性化過程。 ? 出發(fā)點(diǎn) 獲得最小的非線性誤差 擬合方法 ： ①理論擬合； ②過零旋轉(zhuǎn)擬合； ③端點(diǎn)連線擬合； ④端點(diǎn)連線平移擬合； ⑤最小二乘擬合； 幾種曲線擬合方法 ① 理論擬合 擬合直線為傳感器的理論特性，與實(shí)際測(cè)試值無關(guān)。 方法十分簡(jiǎn)單，但一般說 Δymax 較大。 x y Δymax ② 過零旋轉(zhuǎn)擬合 曲線過零的傳感器。擬合時(shí)，使 1 2 M a xy y y? ? ? ? ?x y Δy2 Δy1 ③ 端點(diǎn)連線擬合（端基法） ? 把輸出曲線兩端點(diǎn)的連線作為擬合直線 x y 0a0bmaxy?0y a K x??④ 端點(diǎn)連線平移擬合 ? 在端點(diǎn)連線擬合 基礎(chǔ)上使直線平移，移動(dòng)距離為原先的一半 2 1 3 M a xy y y y? ? ? ? ? ? ?y x Δymax Δy1 Δy2 Δy3 最小二乘法： 與校準(zhǔn)曲線的殘差平方和最小 例 用最小二乘法求擬合直線。 最小???nii12bkxy ??設(shè)擬合直線 )( bkxyi ii ????殘差 分別對(duì) k和 b求一階導(dǎo)數(shù)，并令其=0，可求出 b和 k 0 y yi x y=kx+b xI 最小二乘擬合法 將 k和 b代入擬合直線方程，即可得到擬合直線，然后求出殘差的最大值 Lmax即為非線性誤差。 20 40 60 80 10070080090010001100電阻 R隨溫度 t的變化規(guī)律必須用 MATLAB進(jìn)行曲線擬合 已知熱敏電阻數(shù)據(jù)： 溫度 t/℃ 電阻 R/? 765 826 873 942 1032 例 ：熱敏電阻電阻值的變化規(guī)律擬合 3. 遲滯 傳感器在 輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到?。ǚ葱谐蹋┳兓陂g其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象稱為 遲滯 。 傳感器在全量程范圍內(nèi)最大的遲滯差值與滿量程之比稱為 遲滯誤差 。遲滯誤差又稱為 回差 或 變差。 %100m a x ???FSH YH? 產(chǎn)生遲滯的 主要原因 ：由于傳感器敏感元件材料的 物理性質(zhì) 和 機(jī)械另部件 的缺陷所造成的 ， 如彈性敏感元件彈性滯后 、 運(yùn)動(dòng)部件摩擦 、 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的間隙 、 緊固件松動(dòng)等 。 遲滯會(huì)引起 重復(fù)性和分辨力變差 ， 測(cè)量盲區(qū) 。 4. 重復(fù)性 重復(fù)性是指?jìng)鞲衅?在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變化時(shí)，所得特性曲線不一致的程度。 重復(fù)性誤差屬于隨機(jī)誤差，常用標(biāo)準(zhǔn)差 σ計(jì)算，也可用正反行程中最大重復(fù)差值計(jì)算，即 %100)3~2( ???FSR Y??或 %100m a x ????FSR YR?1)(12?????nyynii?貝賽爾公式： 5. 分辨力（率） 分辨力： 指?jìng)鞲衅髂軝z出被測(cè)信號(hào)的最小變化量。當(dāng)被測(cè)量的變化小于分辨力時(shí)，傳感器對(duì)輸入量的變化無任何反應(yīng)。對(duì)數(shù)字儀表而言，如果沒有其他附加說明，可以認(rèn)為該表的 最后一位所表示的數(shù)值就是它的分辨力 。一般地說，分辨力的數(shù)值小于儀表的最大絕對(duì)誤差。 右表的分辨力為多少？ 分辨率： 將 分辨力除以儀表的滿量程 就是儀表的分辨率，分辨率常以百分比或幾分之一表示，是量綱為 1的數(shù)。 右表的 滿量程為 ，問：該表的分辨力、分辨率為多少？ 解： 分辨力 = 分辨率 =247。 ≈% 分辨力： 能檢測(cè)出的輸入量的最小變化量。 分辨率： 分辨力 /滿量程值。 6. 漂移 傳感器的漂移 :在輸入量不變的情況下，傳感器輸出量隨著時(shí)間變化，此現(xiàn)象稱為漂移 。 產(chǎn)生漂移的 原因： 一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)；二是周圍環(huán)境。 最常見的漂移是零點(diǎn)漂移和溫度漂移。 ： 用于描述儀表（已調(diào)零）在受外界環(huán)境影響后，輸出不再等于零，而有一定的漂移。 ： 指?jìng)鞲衅髟谕饨鐪囟认螺敵隽堪l(fā)生的變化。用溫度每變化 1℃ 引起的絕對(duì)誤差或相對(duì)誤差表示，又稱為溫度誤差系數(shù)。 儀表的零漂 Uin Iout 0 1mV 零漂 10mA 斜率不變 12mA K1＝ 10mA/mV K2 ＝ K1 零漂的校正方法： 測(cè)量之前，將儀表的 輸入端短路 ，調(diào)節(jié)儀表的“調(diào)零電位器”，使 儀表的輸出 為零。 K2 7. 可
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1