醫(yī)藥衛(wèi)生]25-26生物醫(yī)學(xué)傳感器-概述與傳感器特性(編輯修改稿)
2025-02-05 06:49 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 若 a0=0, 靜態(tài)特性的多項(xiàng)式代數(shù)方程通過(guò)原點(diǎn)，它由線性項(xiàng) a1x和非線性項(xiàng) x的高次項(xiàng)疊加而成?？赡苡兴姆N情況，代表四種靜態(tài)特性。 1）線性特性 在理想情況下， a0=0，且 a2,a3,…a n均為 0，線性方程為 此時(shí) 稱為 傳感器的靈敏度 。2）非線性項(xiàng)僅有奇次項(xiàng)當(dāng)只有 x的奇次項(xiàng)時(shí)，方程為 ：這時(shí)在原點(diǎn)附近相當(dāng)范圍內(nèi)輸出、輸入特性基本成線性。3）非線性項(xiàng)僅有偶次項(xiàng)只有 x的偶 次非線性項(xiàng)時(shí)曲線不對(duì)稱。4）一般情況即 對(duì)應(yīng)的曲線如 (d)所示。v實(shí)際應(yīng)用中，如果非線性項(xiàng)的 x方次不高，則在輸入量變化不大的范圍內(nèi)，可用 切線或割線來(lái)代替實(shí)際靜態(tài)特性 的某一段，使得傳感器的靜態(tài)特性近于線性，稱之為傳感器靜態(tài)特性的線性化。只要傳感器的非線性系數(shù)較小，測(cè)量范圍又不大時(shí)，就可這樣處理。v設(shè)計(jì)時(shí)把測(cè)量范圍選擇在最接近直線的那一小段，可使傳感器的靜態(tài)特性近于線性。不過(guò)這時(shí)的原點(diǎn)不是在零，以圖 (c)為例，如取 ab段，其原點(diǎn)在 c點(diǎn)。v靜態(tài)特性是在靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行校準(zhǔn)的216。 沒(méi)有加速度、振動(dòng)、沖擊，216。 環(huán)境溫度 20℃177。5℃ ，216。 相對(duì)濕度不大于 85％，216。 大氣壓為 177。8kPa 。 用一定等級(jí)的校準(zhǔn)設(shè)備對(duì)傳感器進(jìn)行反復(fù)測(cè)試，將得到的輸出 — 輸入數(shù)據(jù)列成表格或畫(huà)成曲線。 把被測(cè)量值的正行程輸出值和反行程輸出值的平均值連接起來(lái)的曲線稱為傳感器的 靜態(tài)校準(zhǔn)曲線 。LOGO衡量傳感器靜態(tài)特性的指標(biāo) 1．線性度 Linearity 線性度 也叫做傳感器特性曲線的 非線性誤差 。它用校準(zhǔn)曲線與擬合直線之間的最大偏差與滿量程輸出平均值之比的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示： 為校準(zhǔn)曲線與擬合直線間最大偏差； .(Full Scale)為傳感器滿量程輸出 (平均值 )， .=YmaxY0 可用理論直線作為擬合直線來(lái)確定傳感器的線性度， 即 Y=a1X； 也可用最小二乘法得到擬合直線得到最小二乘法線性度。 Hysteresisv用來(lái)描述傳感器的正向和反向特性的不一致性，即對(duì)應(yīng)于同一大小的輸入信號(hào)，其正、反行程的輸出信號(hào)不相等的程度。v用實(shí)驗(yàn)確定，等于輸出值在正、反行程間最大偏差 與滿量程輸出值 ： v它反映機(jī)械部分的不可避免的缺陷：軸承磨損，縫隙，螺絲松動(dòng)，元件腐蝕或破碎，灰塵等。 Repeatablityv表示傳感器在同一工作條件下，輸入朝同一方向作全量程連續(xù)多次變動(dòng)時(shí)，所得的特性曲線不一致的程度。 v重復(fù)性誤差是隨機(jī)誤差，計(jì)算：v?為相應(yīng)行程的標(biāo)準(zhǔn)誤差。各條特性曲線一致，重復(fù)性就好，誤差也小。 Sensitivityv在穩(wěn)態(tài)下 輸出變化對(duì)于輸入變化 的比值，線性傳感器的校準(zhǔn)曲線的斜率就是靈敏度。v非線性傳感器的靈敏度可用表示，數(shù)值上為最小二乘擬合曲線的斜率。 Accuracyv準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度 又稱 精確度精確度 或 精度精度 ，表示被測(cè)量的測(cè)量結(jié)果與約定真值間的一致程度。v準(zhǔn)確度是衡量?jī)x器、傳感器總誤差的一個(gè)尺度，它不考慮誤差的類型和原因，是測(cè)量精密度和正確度的綜合。 v在工程檢測(cè)中，為了簡(jiǎn)單地表示儀表或傳感器測(cè)量結(jié)果的可靠程度，引入一個(gè)儀表 精度等級(jí) A的概念。 A定義為儀表在規(guī)定工作條件下，其最大絕對(duì)允許誤差值相對(duì)儀表測(cè)量范圍的百分?jǐn)?shù)，即 A%=( ?A/)?100% ?A是在傳感器測(cè)量范圍內(nèi)的最大絕對(duì)允許誤差。 例如，壓力傳感器的精度等級(jí)分別為 、 、 、 、 、 、 。v在傳感器出廠檢驗(yàn)時(shí)，其精度等級(jí)代表的誤差是指?jìng)鞲衅鳒y(cè)量的最大誤差，亦即極限誤差。 Precisionv精密度 描述在同一測(cè)量條件下 ,測(cè)量?jī)x表的指示值不一致的程度 ,反映測(cè)量結(jié)果中隨機(jī)誤差的大小。 (結(jié)果可能偏離 ,但一致性好 ) 精密度由兩個(gè)因素確定：一、重復(fù)性；二、儀表能顯示的有效位數(shù)。v正確度 表示測(cè)量結(jié)果有規(guī)律地偏離真值的程度，反映測(cè)量結(jié)果中的系統(tǒng)誤差大小。
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