生物医学传感-第2章课件

第第2章章 传感器基本知识传感器基本知识1*1 传感器定义传感器定义:能感受规定的被测量并按一定规律将其转换成有用能感受规定的被测量并按一定规律将其转换成有用信号输出的器件或装置。信号输出的器件或装置。根据传感器的功能要求，它一般由根据传感器的功能要求，它一般由敏感元件敏感元件、转换元件转换元件、电子电子线路线路三部分组成三部分组成上次课主要内容上次课主要内容传感器的发展方向传感器的发展方向开发新型传感器的途径开发新型传感器的途径生物医学传感器的分类生物医学传感器的分类医学上传感器的主要用途医学上传感器的主要用途*26:11 AM3第第2章章 传感器基本知识传感器基本知识3学习内容：学习内容：传感器的基本特性：静态特性、动态特性传感器的基本特性：静态特性、动态特性传感器的基本特性：静态特性、动态特性传感器的基本特性：静态特性、动态特性知识要点：知识要点：1 1、传感器的静态特性方程，传感器的静态特性方程，传感器的静态特性方程，传感器的静态特性方程，静态特性指标静态特性指标静态特性指标静态特性指标2 2 2 2、传感器的动态特性的一般数学模型、传感器的动态特性的一般数学模型、传感器的动态特性的一般数学模型、传感器的动态特性的一般数学模型3 3 3 3、传感器动态特性：、传感器动态特性：、传感器动态特性：、传感器动态特性：传递函数、动态响应及动态传递函数、动态响应及动态传递函数、动态响应及动态传递函数、动态响应及动态特性指标特性指标特性指标特性指标4在工程应用中，任何测量装置性能的优劣总要以一系列在工程应用中，任何测量装置性能的优劣总要以一系列的指标参数衡量，通过这些参数可以方便地知道其性能。的指标参数衡量，通过这些参数可以方便地知道其性能。这些指标又称之为这些指标又称之为特性指标特性指标。传感器的特性传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系主要是指输出与输入之间的关系。它通常。它通常根据输入根据输入(传感器所测量的量传感器所测量的量)的性质来决定采用何种指的性质来决定采用何种指标体系来描述其性能。标体系来描述其性能。当被测量当被测量(输入量输入量)为常量，或变化极慢时，一般采用静为常量，或变化极慢时，一般采用静态指标体系，其输入与输出的关系为态指标体系，其输入与输出的关系为静态特性静态特性；当被测量当被测量(输入量输入量)随时间较快地变化时，则采用动态指随时间较快地变化时，则采用动态指标体系，其输入与输出的关系为标体系，其输入与输出的关系为动态特性动态特性。*4概概 述述6:11 AM55传感器或测量系统功能框图传感器或测量系统功能框图传感器或测量系统功能框图传感器或测量系统功能框图不失真地完成信号的转换不失真地完成信号的转换不失真地完成信号的转换不失真地完成信号的转换6:11 AM6传感器特性传感器特性传感器特性传感器特性主要是指输出与输入间的关系主要是指输出与输入间的关系 静态特性：静态特性：静态特性：静态特性：输入量为常量，或变化极慢输入量为常量，或变化极慢 动态特性：动态特性：动态特性：动态特性：输入量随时间较快地变化时输入量随时间较快地变化时传感器的静态特性只是动态特性的一个特例传感器的静态特性只是动态特性的一个特例传感器的静态特性只是动态特性的一个特例传感器的静态特性只是动态特性的一个特例。2-1 2-1 传感器的静态特性传感器的静态特性 传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输入量为传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输入量为恒定值而不随时间变化时，其相应输出量亦不随时间变化，恒定值而不随时间变化时，其相应输出量亦不随时间变化，这时输出量和输入量之间的关系称为这时输出量和输入量之间的关系称为静态特性静态特性。(不考虑迟滞效应及蠕变效应的理想传感器不考虑迟滞效应及蠕变效应的理想传感器)传感器的静传感器的静态特性可由下列方程式表示态特性可由下列方程式表示：输出量和输入量之间的关系一般根据输出量和输入量之间的关系一般根据物理、化学、生物理、化学、生物学的物学的“效应效应”和和“反应定律反应定律”得到，具有各种函数关得到，具有各种函数关系。系。1.1.1.1.传感器的静态特性传感器的静态特性传感器的静态特性传感器的静态特性*7(2-(2-(2-(2-1)1)1)1)由（由（21）式可见，）式可见，表示静态特性通过原点。此，表示静态特性通过原点。此时静态特性是由线性项时静态特性是由线性项 和和 叠加而成，叠加而成，一般可分为以下一般可分为以下4中典型情况中典型情况,表现了传感器的四种静态特性。表现了传感器的四种静态特性。*8有以下四种情况有以下四种情况有以下四种情况有以下四种情况：（1 1）线性特性）线性特性（图（图a a）X 高次项为零，线性方程为：高次项为零，线性方程为：此时，此时，此时，此时，称为传感器的灵敏度称为传感器的灵敏度称为传感器的灵敏度称为传感器的灵敏度*9线性传感器线性传感器线性传感器线性传感器(2)(2)(2)(2)非线性项仅有奇次项非线性项仅有奇次项非线性项仅有奇次项非线性项仅有奇次项（图（图（图（图b b b b）注意，注意，在图在图 (b)(b)中中,原点附近较原点附近较大范围内输出、输入特性基本上大范围内输出、输入特性基本上是线性的。是线性的。另外另外，输出输入特性曲线关于，输出输入特性曲线关于原点对称（奇函数性质）原点对称（奇函数性质）:*10(3)(3)(3)(3)非线性项仅有偶次项非线性项仅有偶次项非线性项仅有偶次项非线性项仅有偶次项（图（图（图（图c c c c）注意，注意，在图在图 (c)(c)中中,相对相对线性范围中心偏离原点。线性范围中心偏离原点。另外另外，输出输入特性曲，输出输入特性曲线无对称性。线无对称性。*11(4)(4)(4)(4)奇偶次项都有的非线性奇偶次项都有的非线性奇偶次项都有的非线性奇偶次项都有的非线性(图图图图d)d)d)d)非线性项方次不高，输入量变化不非线性项方次不高，输入量变化不大时，传感器静态特性的线性化：大时，传感器静态特性的线性化：用切线或割线代替实际的静态特性用切线或割线代替实际的静态特性曲线的某一段，使得传感器的静态曲线的某一段，使得传感器的静态特性近似线性。特性近似线性。一般传感器的非线性系数较小，一般传感器的非线性系数较小，测量范围不大时，可这样处理。测量范围不大时，可这样处理。*12 在设计传感器时，应将在设计传感器时，应将测量范围选取在静态特性最接测量范围选取在静态特性最接近直线的一小段近直线的一小段，静态特性可近似线性。此时原点可能，静态特性可近似线性。此时原点可能不在零点，以图不在零点，以图(c)(c)为例，如取为例，如取abab段，则其原点在段，则其原点在c c点。点。传感器静态特性的实际上是非线性的，造成后果：传感器静态特性的实际上是非线性的，造成后果：使其输出不能成比例地反映被测量的变化情况，而对动使其输出不能成比例地反映被测量的变化情况，而对动态特性也会有一定影响。态特性也会有一定影响。*13传感器的静态特性是在静态标准条件下校准的传感器的静态特性是在静态标准条件下校准的.校准方法：校准方法：在静态标准工作状态下，在静态标准工作状态下，1.1.利用一定精度等级的校准设备；利用一定精度等级的校准设备；2.2.对传感器进行反复循环测试，即可得到输出一输入数据；对传感器进行反复循环测试，即可得到输出一输入数据；3.3.将这些数据列成表格，再画出各被测量值的正行程输出值和将这些数据列成表格，再画出各被测量值的正行程输出值和反行程输出值的平均值连接起来的曲线，即反行程输出值的平均值连接起来的曲线，即传感器的静态校准传感器的静态校准曲线曲线。静态标准条件静态标准条件指：没有加速度、振动和冲击（除非指：没有加速度、振动和冲击（除非这些参数本身就是被测物理量），环境温度一般为室温这些参数本身就是被测物理量），环境温度一般为室温20205 5C C，相对湿度不大于，相对湿度不大于8585，大气压为，大气压为0.1MPa0.1MPa。*146:11 AM15 传感器的线性度传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度。2.2.衡量传感器静态特性的指标衡量传感器静态特性的指标一、线性度一、线性度(非线性误差非线性误差)定义：定义：定义：定义：在规定条件下在规定条件下,传感器传感器校准曲线校准曲线与与某一选定的拟某一选定的拟合直线合直线间的最大偏差与满量程间的最大偏差与满量程(F.S)(F.S)输出平均值的百分输出平均值的百分比比,称为线性度称为线性度 L L。*16采用拟合直线的方法不同，则其拟合后所得到的基准直采用拟合直线的方法不同，则其拟合后所得到的基准直线不同，计算出的线性度也会不一样。线不同，计算出的线性度也会不一样。所以要所以要特别注意特别注意：说明某传感器的线性度是多少时，：说明某传感器的线性度是多少时，不不能笼统的说线性度或非线性误差，必须同时说明所依据能笼统的说线性度或非线性误差，必须同时说明所依据的基准直线，即采用什么样的拟合方法。的基准直线，即采用什么样的拟合方法。注意：注意：*17 a)a)理论直线拟合理论直线拟合（理论线性度）（理论线性度）利用静态方程的第一种情况：利用静态方程的第一种情况：几种常用的拟合直线方法几种常用的拟合直线方法:特点特点：方法比较明确和方法比较明确和方便方便，但拟合精度较低但拟合精度较低*18b b）端基法端基法 把传感器校准数据的零点输出平均值把传感器校准数据的零点输出平均值a a0 0和满量程输和满量程输出平均值出平均值b b0 0连成的直线连成的直线abab作为传感器特性的拟合直线。作为传感器特性的拟合直线。方法简单，但因未考虑到方法简单，但因未考虑到所有校准点数据的分布，所有校准点数据的分布，拟合精度较低。拟合精度较低。端基线性度拟合直线端基线性度拟合直线式中式中 Y输出量输出量 X输入量输入量 a0Y轴上截距轴上截距 K直线直线a0b0的斜率的斜率*19c c）最小二乘法）最小二乘法假设拟合直线的方程式为假设拟合直线的方程式为：而实际测量了而实际测量了n n个点，则有个点，则有n n个校准数据个校准数据Y1Y1、Y2Y2、YnYn。自然就可知，每个数据点都与拟合直线有偏差，自然就可知，每个数据点都与拟合直线有偏差，i i（i i1 1，n n）。）。最小二乘法的原则就是使这些最小二乘法的原则就是使这些i i之和最小。之和最小。亦即使对亦即使对K和和a0的一阶偏导数等于零。来求出的一阶偏导数等于零。来求出K和和a0的表达式的表达式*20 xY=a0+KXy最小二乘法拟合直线最小二乘法拟合直线用最小二乘法原则拟合直线，可使拟合精度最高。用最小二乘法原则拟合直线，可使拟合精度最高。*21d)d)差动测量方法差动测量方法 两个完全相同的传感器，使之一个感受正向输入，一个两个完全相同的传感器，使之一个感受正向输入，一个同步感受大小相等的负向输入同步感受大小相等的负向输入:采用采用差动输出差动输出时，输出信号为两传感器输出的差值，则输时，输出信号为两传感器输出的差值，则输出量应为出量应为Y Y1 1Y Y2 2:可见采用此方法后，由于可见采用此方法后，由于消除了消除了X X偶次项偶次项而使非线性误而使非线性误差大大减小，差大大减小，灵敏度提高一倍灵敏度提高一倍，零点偏移也消除零点偏移也消除了了。*22二、迟滞二、迟滞 迟滞：迟滞：是指在相同工作条件下作全测量范围校准时，是指在相同工作条件下作全测量范围校准时，在在同一次校准中对应同一输入量的正行程和反行程其输出同一次校准中对应同一输入量的正行程和反行程其输出值间的最大偏差值间的最大偏差。它是。它是描述传感器的正向和反向特性不描述传感器的正向和反向特性不一致的程度一致的程度，其数值用最大偏差或者最大偏差的一半与，其数值用最大偏差或者最大偏差的一半与满量程输出值的百分比表示：满量程输出值的百分比表示：迟滞特性迟滞特性*23迟滞的另一名称叫迟滞的另一名称叫回程误差回程误差。回程误差常用回程误差常用绝对误差绝对误差表示表示。检测回程误差时，可选择几个测试点。对应于每一输入信号，检测回程误差时，可选择几个测试点。对应于每一输入信号，传感器正行程及反行程中输出信号差值的最大者即为回程误传感器正行程及反行程中输出信号差值的最大者即为回程误差。差。产产产产生生生生迟迟迟迟滞滞滞滞这这这这种种种种现现现现象象象象的的的的主主主主要要要要原原原原因因因因是是是是：由由于于传传感感器器敏敏感感元元件件材材料料的的物物理理性性质质和和机机械械部部件件的的缺缺陷陷所所造造成成的的，例例如如弹弹性性敏敏感感元元件件弹弹性性滞滞后后、运运动动部部件件摩摩擦擦、传传动动机机构构的的间间隙隙、紧紧固固件件松动、元件腐蚀、灰尘积塞等。松动、元件腐蚀、灰尘积塞等。*24三、重复性三、重复性重复性：重复性：是指在同一工作条件下，是指在同一工作条件下，输入量按同一方向输入量按同一方向在全测量范围内连续变动多次所得特性曲线的不一致的在全测量范围内连续变动多次所得特性曲线的不一致的程度程度。重复性误差属于重复性误差属于随机误差随机误差，在数值上用各测量值正、反，在数值上用各测量值正、反行程标准偏差最大值的两倍或三倍与满量程行程标准偏差最大值的两倍或三倍与满量程 的百分的百分比。即：比。即：重复性重复性*25标准偏差标准偏差 用贝塞尔公式计算用贝塞尔公式计算：*26四、灵敏度四、灵敏度K 灵敏度：灵敏度：指到达稳定工作状态时输出变化量与引起指到达稳定工作状态时输出变化量与引起此变化的输入变化量之比。此变化的输入变化量之比。线性传感器线性传感器校准曲线的斜率校准曲线的斜率就就是静态灵敏度是静态灵敏度K K。非线性传感器的灵敏度用非线性传感器的灵敏度用dYdYdXdX表示，其数值等于所对应的表示，其数值等于所对应的最最小二乘法拟合直线的斜率小二乘法拟合直线的斜率。传感器的灵敏度传感器的灵敏度*27*286:11 AM29习习习习 题题题题1 1、测得某检测装置的一组输入输出数据如下测得某检测装置的一组输入输出数据如下x0.92.53.34.55.76.7y1.11.62.63.24.05.0试用最小二乘法用最小二乘法拟合直合直线，求其，求其线性度和灵敏度；性度和灵敏度；6:11 AM30习习习习 题题题题2 2 2 2、试求下列一组数据的各种线性度：试求下列一组数据的各种线性度：1)1)理论（绝对）线性度，给定方程为理论（绝对）线性度，给定方程为y=2.0 x;y=2.0 x;2)2)端点线性度；端点线性度；3)3)最小二乘线性度。最小二乘线性度。x123456y2.204.005.987.910.1012.05五、精密度和正确度五、精密度和正确度五、精密度和正确度五、精密度和正确度1 1）精密度精密度 是描述在同一测量条件下，测量仪表指示值是描述在同一测量条件下，测量仪表指示值不一致的程度，反应测量结果中的不一致的程度，反应测量结果中的随机误差的大小随机误差的大小。由两个因素确定：由两个因素确定：重复性、重复性、仪表能显示的有效位数。仪表能显示的有效位数。对某一稳定的被测量，由同一个测量者，用同一个对某一稳定的被测量，由同一个测量者，用同一个传感器，在相当短的时间内连续重复测量多次，其传感器，在相当短的时间内连续重复测量多次，其测量测量结果的分散程度结果的分散程度。精密度是精密度是随机误差大小随机误差大小的标志，精密度高，意味着的标志，精密度高，意味着随机误差小。随机误差小。*312 2）正确度正确度 说明传感器输出值与真值的偏离程度。说明传感器输出值与真值的偏离程度。如：如：某流量传感器的正确度为某流量传感器的正确度为0.3m0.3m3 3/s/s，表示该传感器，表示该传感器的输出值与真值偏离的输出值与真值偏离0.3m0.3m3 3/s/s。正确度是正确度是系统误差大小系统误差大小的标志，正确度高意味着系统误的标志，正确度高意味着系统误差小。差小。表示测量结果有规律的偏离真值的程度，它反映了表示测量结果有规律的偏离真值的程度，它反映了测量结果中测量结果中系统误差的大小系统误差的大小。注意：注意：精密度高不一定正确度高，同样，正确度高不一定精密度高不一定正确度高，同样，正确度高不一定精密度高。精密度高。*32六、准确度六、准确度六、准确度六、准确度 又称为又称为精确度精确度或或精度精度，表示测量的结果与约定真值间的一，表示测量的结果与约定真值间的一致程度。致程度。准确度是衡量仪器、传感器总误差的一个尺度，它不考虑准确度是衡量仪器、传感器总误差的一个尺度，它不考虑误差的类型和原因，误差的类型和原因，是精密度与正确度两者的综合是精密度与正确度两者的综合。精确度高。精确度高表示精密度和准确度都比较高。在最简单的情况下，可取两者表示精密度和准确度都比较高。在最简单的情况下，可取两者的代数和。的代数和。通常以测量误差的相对值表示。通常以测量误差的相对值表示。（a a）正确度高而精度低）正确度高而精度低 （b b）精度低而正确度高）精度低而正确度高 （c c）精度高）精度高*33精度等级精度等级精度等级精度等级，用，用，用，用A A A A来表示。来表示。来表示。来表示。A A A A定义定义定义定义为：仪表在规定工作条件下，为：仪表在规定工作条件下，为：仪表在规定工作条件下，为：仪表在规定工作条件下，其最大绝对允许误差值相对仪表测量范围的百分数，即：其最大绝对允许误差值相对仪表测量范围的百分数，即：其最大绝对允许误差值相对仪表测量范围的百分数，即：其最大绝对允许误差值相对仪表测量范围的百分数，即：A A为传感器测量范围内的为传感器测量范围内的最大绝对允许误差。最大绝对允许误差。注意：注意：1.所有属于同一类的传感器在外加输入未超所有属于同一类的传感器在外加输入未超过它们的额定范围，且工作在某些规定的测量条件下过它们的额定范围，且工作在某些规定的测量条件下时，将具有相同的测量误差。时，将具有相同的测量误差。传感器与测量仪表精度等级传感器与测量仪表精度等级A A以一系列标准百分数值来进行分以一系列标准百分数值来进行分档。（档。（0.0010.001，0.0050.005，0.020.02，0.050.05，0.10.1，0.20.2，0.30.3，0.50.5，1.01.0，1.51.5，2.52.5，4.04.0）*34 2.2.在实际应用中，并不是说在实际应用中，并不是说A A越小就越好，越小就越好，应当要根应当要根据测量时的具体情况来选择具有合适的测量精确度的传据测量时的具体情况来选择具有合适的测量精确度的传感器或仪器。感器或仪器。例例1 1：用量程为用量程为5 5安培，精确度等级为安培，精确度等级为0.50.5级的电流表测量级的电流表测量5 5安培安培和和2.52.5安培的电流，问其绝对误差各为多少？安培的电流，问其绝对误差各为多少？例例2 2：1.01.0级量程级量程0 0100V100V电压表，电压表，0.50.5级量程级量程0 0400V400V的电压表，的电压表，要测量要测量90V90V的电压哪一个较好的电压哪一个较好？*35另注意：另注意：被测值及其误差必须用一致的数值表示被测值及其误差必须用一致的数值表示。也即，。也即，测量的数值结果的有效数字不应超过考虑到结果的不确测量的数值结果的有效数字不应超过考虑到结果的不确定性而确定的可靠测量结果的有效数字。定性而确定的可靠测量结果的有效数字。例如：例如：测温，测温，202011是对的，是对的，而而20200.10.1，20.520.511和和20.520.51010是不正确的。是不正确的。*36七、灵敏七、灵敏限（分辨力）限（分辨力）灵敏限灵敏限是指输入量的变化不一致引起输出量任何可见变化是指输入量的变化不一致引起输出量任何可见变化的量值范围。是传感器的量值范围。是传感器能确切反映被测量的最低极限量能确切反映被测量的最低极限量，灵敏限灵敏限愈小，表示传感器检测微量的能力越高。愈小，表示传感器检测微量的能力越高。例如：某血压传感器当压力小于例如：某血压传感器当压力小于0.1333KPa0.1333KPa时无时无输出，则其灵敏限为输出，则其灵敏限为0.1333KPa0.1333KPa。在一些资料中，有时也把灵敏限称做在一些资料中，有时也把灵敏限称做“阈值阈值”。阈值阈值：当一个传感器的输入从零开始缓慢地增加时，当一个传感器的输入从零开始缓慢地增加时，只有在达到某一个最小值后，才能测得输出，这个最只有在达到某一个最小值后，才能测得输出，这个最小值就称为传感器的阈值。小值就称为传感器的阈值。*37*38八、零点漂移八、零点漂移（稳定性（稳定性/长时间工作稳定性）长时间工作稳定性）传感器无输入传感器无输入(或某一输入值不变或某一输入值不变)时，每隔一段时，每隔一段时间进行读数，其输出偏离零值时间进行读数，其输出偏离零值(或原指示值或原指示值)，即为，即为零点漂移零点漂移。测试时先将传感器输出调至零点或某一特定点，测试时先将传感器输出调至零点或某一特定点，相隔相隔4h4h、8h8h或一定的工作次数后，再读出输出值，前或一定的工作次数后，再读出输出值，前后两次输出值之差即为稳定性误差。后两次输出值之差即为稳定性误差。*39九、温度漂移（温漂）九、温度漂移（温漂）温漂表示温度变化时，传感器愉出值的偏离程度。温漂表示温度变化时，传感器愉出值的偏离程度。测试时先将传感器置于一定温度测试时先将传感器置于一定温度(如如20),20),将其输出调将其输出调至零点或某一特定点，使温度上升或下降一定的度数至零点或某一特定点，使温度上升或下降一定的度数(如如55或或10),10),再读出输出值，前后两次输出值之差即为温再读出输出值，前后两次输出值之差即为温度稳定性误差。度稳定性误差。*40十、测量范围（量程）十、测量范围（量程）由被测量的两个值所限定的范围，在这个范围内由被测量的两个值所限定的范围，在这个范围内测量是按规定精度进行的。测量是按规定精度进行的。也就是一般在允许误差范围内被测量值的范围。也就是一般在允许误差范围内被测量值的范围。1.1.1.1.传感器的静态特性方程传感器的静态特性方程传感器的静态特性方程传感器的静态特性方程传感器的四种静态特性传感器的四种静态特性2.2.衡量传感器静态特性的指标衡量传感器静态特性的指标 线性度、线性度、迟滞、迟滞、迟滞、迟滞、重复性、灵敏度、重复性、灵敏度、精密度和正确度、精密度和正确度、精密度和正确度、精密度和正确度、准确度、灵敏限准确度、灵敏限准确度、灵敏限准确度、灵敏限 、零点漂移、温漂、测量范围零点漂移、温漂、测量范围零点漂移、温漂、测量范围零点漂移、温漂、测量范围*412-2 2-2 传感器的动态特性传感器的动态特性 在医用传感器所检测的生理量中，多数信号都是在医用传感器所检测的生理量中，多数信号都是时间的函数。为了反应真实的人体信息，我们希望传时间的函数。为了反应真实的人体信息，我们希望传感器不仅能精确地测量感器不仅能精确地测量信号的幅值大小信号的幅值大小，而且需要能，而且需要能测量出测量出信号变化过程信号变化过程的波形，要求传感器能迅速准确的波形，要求传感器能迅速准确地响应信号幅值变化和无失真地再现被测信号随时间地响应信号幅值变化和无失真地再现被测信号随时间变化的波形，变化的波形，即即要求传感器不仅具有良好的静态特性，要求传感器不仅具有良好的静态特性，还应有良好的动态特性还应有良好的动态特性。*42 所谓动态特性是指传感器对于随时间变化的输入所谓动态特性是指传感器对于随时间变化的输入量的响应特性量的响应特性。对于任何传感器只要输入量是时间的对于任何传感器只要输入量是时间的函数，则其输出量也将是时间的函数，其间的关系要函数，则其输出量也将是时间的函数，其间的关系要用动态特性来说明。用动态特性来说明。为为了了说说明明传传感感器器的的动动态态特特性性，下下面面简简要要介介绍绍动动态态测测温温的的问问题题。当当被被测测温温度度随随时时间间变变化化或或传传感感器器突突然然插插入入被被测测介介质质中中，以以及及传传感感器器以以扫扫描描方方式式测测量量某某温温度度场场的温度分布等情况时的温度分布等情况时，都存在动态测温问题。，都存在动态测温问题。*43动态测温动态测温 例如：例如：把一支热电偶从温度为把一支热电偶从温度为t0环境中迅速插入一个温度环境中迅速插入一个温度为为t1的恒温水槽中（插入时间忽略不计），这时热电偶测的恒温水槽中（插入时间忽略不计），这时热电偶测量的介质温度从量的介质温度从t0突然上升到突然上升到t1，而热电偶反映出来的温度从，而热电偶反映出来的温度从 t0变化到变化到 t1需要经历一段时间，即有一段过渡过程，如需要经历一段时间，即有一段过渡过程，如下图所示。热电偶反映出来的温度与其介质温度的差值就称下图所示。热电偶反映出来的温度与其介质温度的差值就称为动态误差。为动态误差。*44 造成热电偶输出波形失真和产生动态误差的原因，造成热电偶输出波形失真和产生动态误差的原因，是温度传感器有是温度传感器有热惯性热惯性（由传感器的比热容和质量大小（由传感器的比热容和质量大小决定）和决定）和传热热阻传热热阻，使得在动态测温时传感器输出总是，使得在动态测温时传感器输出总是滞后于被测介质的温度变化。如带有套管热电偶其热惯滞后于被测介质的温度变化。如带有套管热电偶其热惯性要比裸热电偶大得多。这种热惯性是热电偶固有的，性要比裸热电偶大得多。这种热惯性是热电偶固有的，它决定了热电偶测量快速变化的温度时会产生动态误差。它决定了热电偶测量快速变化的温度时会产生动态误差。影影响响动动态态特特性性的的“固固有有因因素素”任任何何传传感感器器都都有有，只只不不过过它们的表现形式和作用程度不同而已。它们的表现形式和作用程度不同而已。*45 为了分析传感器的动态特性，必须建立数学模型，为了分析传感器的动态特性，必须建立数学模型，用数学中的逻辑推理和运算方法来研究系统的用数学中的逻辑推理和运算方法来研究系统的动态响动态响应应。实际测量中，输入信号随时间的变化形式多种多实际测量中，输入信号随时间的变化形式多种多样，无法统一研究，所以通常只分析传感器在样，无法统一研究，所以通常只分析传感器在标准输标准输入信号作用下的输出入信号作用下的输出。标准输入信号标准输入信号包括包括正弦输入信正弦输入信号、阶跃输入信号和线性输入信号号、阶跃输入信号和线性输入信号等，其中前两种最等，其中前两种最常用。常用。*46 要精确的建立传感器的数学模型是很困难的。在工程要精确的建立传感器的数学模型是很困难的。在工程上总是采用一些近似方法，略去一些影响不大的因素。通上总是采用一些近似方法，略去一些影响不大的因素。通常把传感器看成常把传感器看成线性系统线性系统。对于对于线性系统的动态响应线性系统的动态响应研究，最广泛使用的数学模研究，最广泛使用的数学模型是型是线性常系数微分方程式线性常系数微分方程式。只要对微分方程求解，就。只要对微分方程求解，就可以得到动态特征指标。可以得到动态特征指标。用线性常系数微分方程来描述其用线性常系数微分方程来描述其输出量输出量 Y 与与输入量输入量 X 之间的关系。之间的关系。一动态特性的一般数学模型一动态特性的一般数学模型*47对于线性定常（时间不变）系统，其数学模型为高对于线性定常（时间不变）系统，其数学模型为高阶常系数线性微分方程，即阶常系数线性微分方程，即(2-9)(2-9)*48若用算子若用算子D D表示表示 利用拉氏变换，可以化为：利用拉氏变换，可以化为：只需对以上的微分方程求解只需对以上的微分方程求解,便可得到动态响便可得到动态响应及动态响应指标。应及动态响应指标。(2-10)(2-10)(2-11)(2-11)http:/ 因此因此,传感器动态特性的研究可归纳为传感器动态特性的研究可归纳为零阶传零阶传感器感器、一阶传感器一阶传感器和和二阶传感器二阶传感器等三种基本类型。等三种基本类型。这不仅因为绝大多数医用传感器的传递函数或这不仅因为绝大多数医用传感器的传递函数或数学模型具有这三种典型的形式，而且更复杂、更数学模型具有这三种典型的形式，而且更复杂、更高阶的传感器的特性也能用这三种类型近似表示。高阶的传感器的特性也能用这三种类型近似表示。绝大多数传感器输出与输入的关系均可用绝大多数传感器输出与输入的关系均可用零阶零阶、一阶一阶或或二阶二阶微分方程来描述。微分方程来描述。*50零阶传感器零阶传感器二阶传感器二阶传感器一阶传感器一阶传感器电位器式传感电位器式传感器、器、变面积式变面积式的电容传感器的电容传感器玻璃液体温度玻璃液体温度计、计、不带套管不带套管热电偶测温系统热电偶测温系统测血压、生理压测血压、生理压力传感器、加速力传感器、加速度型心音传感器等。度型心音传感器等。医用传感器的传递函数三种典型形式医用传感器的传递函数三种典型形式*511 1 1 1、零阶传感器、零阶传感器、零阶传感器、零阶传感器（比例系统）（比例系统）（比例系统）（比例系统）描述描述零阶零阶零阶零阶传感器微分方程为传感器微分方程为:即即其中其中K K为静态灵敏度为静态灵敏度(2-12)(2-12)设电位器的阻值沿长度设电位器的阻值沿长度L L是线性分布的，则输是线性分布的，则输出电压出电压V Vo o和电刷位移之和电刷位移之间的关系为间的关系为:它对任何频率输入均无时间滞后。不过由于存在寄生电容和它对任何频率输入均无时间滞后。不过由于存在寄生电容和电感，高频时会引起少量失真，影响动态性能电感，高频时会引起少量失真，影响动态性能。【例例1】线性电位器就是一个零阶传感器线性电位器就是一个零阶传感器。(2-13)(2-13)*522 2、一阶传感器、一阶传感器（惯性系统）（惯性系统）描述一阶传感器的描述一阶传感器的一阶微分方程为：一阶微分方程为：(2-14)(2-14)(2-15)(2-15)用算子用算子D D表示，则为：表示，则为：时间常数时间常数具有时间的量纲，它反映传感器的惯具有时间的量纲，它反映传感器的惯性的大小，性的大小，静态灵敏度静态灵敏度则说明其静态特性。则说明其静态特性。通常传感器中若含有通常传感器中若含有单个储能元件单个储能元件（如电感，电容等），在（如电感，电容等），在微分方程中会出现微分方程中会出现Y Y的一阶导数，便可用一阶微分方程式表示的一阶导数，便可用一阶微分方程式表示。*53图图2-8 2-8 温度计温度计的物理模型的物理模型 *543 3、二阶传感器、二阶传感器二阶传感器的数学模型：二阶传感器的数学模型：(2-19)(2-19)用算子用算子D D表示为：表示为：K 传感器的传感器的静态灵敏度静态灵敏度，0 0 传感器的无阻尼传感器的无阻尼固有频率固有频率，传感器的传感器的阻尼系数阻尼系数，*55图图2-9 2-9 液体耦合导管液体耦合导管-压力传感器压力传感器 【例例3 3】测量心内压的液体耦合导管测量心内压的液体耦合导管-压力传感器，由经血管插压力传感器，由经血管插入心内的入心内的充液导管充液导管和体外的和体外的膜片压力传感器膜片压力传感器组成组成,如图如图2-9a2-9a所示。所示。设导管和压力室中液体的等效质量设导管和压力室中液体的等效质量为为m，弹性元件的弹性系数为，弹性元件的弹性系数为k，液体的粘性阻尼为，液体的粘性阻尼为c，当导管端的受到压力为，当导管端的受到压力为P（t）作用）作用时，通时，通过液体耦合导管导致传感器膜片偏移产生一体积位移过液体耦合导管导致传感器膜片偏移产生一体积位移V V（t t）。该）。该系统的状态可用下列微分方程式表示：系统的状态可用下列微分方程式表示：(2-20)(2-20)*56 许多医用传感器都是二阶传感器，如测许多医用传感器都是二阶传感器，如测血压及其它生理压力的弹性压力传感器，加血压及其它生理压力的弹性压力传感器，加速度型心音传感器，微震颤传感器等速度型心音传感器，微震颤传感器等振动型振动型传感器传感器，它们都含有质量，它们都含有质量m m和弹簧和弹簧k k以及阻尼以及阻尼器器c c，其物理模型均可表示图，其物理模型均可表示图2-102-10所示的弹所示的弹簧质量阻尼系统。其动态特性都可用二簧质量阻尼系统。其动态特性都可用二阶微分方程来描述：阶微分方程来描述：(2-23)(2-23)*57二、传递函数二、传递函数二、传递函数二、传递函数 传递函数是传递函数是输出量和输入量之间关系的数学表示。如果传输出量和输入量之间关系的数学表示。如果传递函数巳知，那么由任一输入量求出相应输出量。递函数巳知，那么由任一输入量求出相应输出量。传递函数的传递函数的定义是输比信号与输入信号之比定义是输比信号与输入信号之比。若用算子若用算子D D表示表示 ，得到算子形式的传递函数：得到算子形式的传递函数：(2-24)(2-24)需注意：需注意：需注意：需注意：算子形式的传递函数只是输入信号与输出信号之间算子形式的传递函数只是输入信号与输出信号之间关系的关系的数学表达式数学表达式，书写时一定写成，书写时一定写成 ,不能只写不能只写 ，更，更不能理解为不能理解为 随时间而变化的瞬时比。随时间而变化的瞬时比。*58 引入传递函数概念，为了解一个复杂的系统传递信息创引入传递函数概念，为了解一个复杂的系统传递信息创造了方便，这时造了方便，这时不需要了解复杂系统的具体内容不需要了解复杂系统的具体内容，只要给，只要给系统一个输入系统一个输入X X(t t)，得到系统对，得到系统对X X(t t)的响应的响应Y Y(t t)，传感器，传感器的特性就可确定的特性就可确定。*59 同样，如果用拉氏变换法，同样，如果用拉氏变换法，传感器的传递函数用传感器的传递函数用H（s）表示，把输出的拉氏变换）表示，把输出的拉氏变换 Y(s)与输入与输入 的拉氏变换的拉氏变换 X(s)之比为传递函数之比为传递函数:(2-25)(2-25)就传递函数来说，就传递函数来说，拉氏变换形式的传递函数和算子形拉氏变换形式的传递函数和算子形式的传递函数可以互相转换式的传递函数可以互相转换。这两种形式的传递函数都可这两种形式的传递函数都可以用来描述传感器系统的动态特性，有时统称为系统的传以用来描述传感器系统的动态特性，有时统称为系统的传递函数。递函数。*60三、动态响应特性三、动态响应特性三、动态响应特性三、动态响应特性 传感器的动态响应就是传感器的动态响应就是传感器对输入的动态信号传感器对输入的动态信号（周期信号、瞬变信号、随机信号）产生的输出（周期信号、瞬变信号、随机信号）产生的输出，即微分方程式（即微分方程式（2-92-9）的解，）的解，与输入类型有关与输入类型有关。瞬态响应瞬态响应 稳态响应稳态响应 对系统进行测试时，常用的两种标准输入对系统进行测试时，常用的两种标准输入正弦信号输正弦信号输入入和和阶跃信号输入阶跃信号输入。这是由于任何周期函数都可以用傅。这是由于任何周期函数都可以用傅里叶级数把它分成各次谐波分量，并把它近似表示为这里叶级数把它分成各次谐波分量，并把它近似表示为这些正弦量之和；而阶跃信号则是最基本的瞬变信号。些正弦量之和；而阶跃信号则是最基本的瞬变信号。*61 输入信号为正弦波输入信号为正弦波X(t)X(t)AsinAsin t t，由，由于暂态响应的影响，于暂态响应的影响，Y(t)Y(t)开始不是正弦波，开始不是正弦波，随着时间的增长，暂态响应逐渐哀减直至消随着时间的增长，暂态响应逐渐哀减直至消失时，输出才是正弦波（如图）。失时，输出才是正弦波（如图）。输出量输出量Y(t)Y(t)与输入量与输入量X(tX(t）的）的频率相同频率相同，但但幅值不等幅值不等，并有，并有相位差相位差。而且，而且，Y(t)Y(t)幅值和相位随输入信号频率幅值和相位随输入信号频率 而变，即而变，即Y(t)=BsinY(t)=Bsin（t+t+）。）。1 1、正弦输入时的频率响应、正弦输入时的频率响应*62 所谓所谓频率响应（频率特性）频率响应（频率特性）是指在稳定状态下，是指在稳定状态下，B/A B/A（幅（幅值比）和相位值比）和相位 随频率随频率 而变化的状况。而变化的状况。正弦输入时的传感器正弦输入时的传感器频率传递函数频率传递函数为：为：X(t)Asint 正弦输入时，传递函数是一个复数正弦输入时，传递函数是一个复数量，其幅值为输出幅值对输入幅值之比量，其幅值为输出幅值对输入幅值之比（B/AB/A），相角），相角 为输出相位与输入相位为输出相位与输入相位之差，之差，大多数传感器均存在滞后，所以大多数传感器均存在滞后，所以其相角为负值其相角为负值。(b)(b)图中的曲线称为图中的曲线称为幅频特性幅频特性；(c)(c)图曲图曲线称为线称为相频特性相频特性。两者合在一起称为传。两者合在一起称为传感器的感器的频率特性频率特性。*631 1）零阶传感器的传递函数及频率特性）零阶传感器的传递函数及频率特性 由上式可知，零阶传感由上式可知，零阶传感器其器其输出和输入成正比输出和输入成正比，并，并且且与频率无关与频率无关，因此无幅值，因此无幅值和相位失真问题，和相位失真问题，零阶传感零阶传感器具有理想的动态特性器具有理想的动态特性。*642 2）一阶传感器的传递函数和频率特性）一阶传感器的传递函数和频率特性*653 3）二阶传感器的传递函数及频率特性）二阶传感器的传递函数及频率特性传递函数：传递函数：幅频特性：幅频特性：相频特性：相频特性：（2-352-35）*66(1)(1)当当/0 01 1时，被测参数频时，被测参数频率远小于其固有频率，率远小于其固有频率，测量动态测量动态参数和静态参数是一致的参数和静态参数是一致的。(2)(2)当当/0 01 1，被测参数的，被测参数的频率远高于其固有频率时，频率远高于其固有频率时，传传感器没有响应。感器没有响应。(3)(3)当当/0 01 1，且，且 0 0时，时，传感传感器出现谐振器出现谐振。幅频有极大值，其。幅频有极大值，其结果输出信号波形的幅值和相位结果输出信号波形的幅值和相位都严重失真。都严重失真。*67(4)(4)阻尼比阻尼比 对频率特性有很大影响，对频率特性有很大影响，增大，幅频特性的最增大，幅频特性的最大值逐渐减小大值逐渐减小。当。当 1 1时，幅频特性曲线是一条递减的曲线，时，幅频特性曲线是一条递减的曲线，不再有凸峰出现。由此可见，幅频特性平直段的宽度与不再有凸峰出现。由此可见，幅频特性平直段的宽度与 密密切相关。当切相关。当 0.7070.707时，幅频特性的平直段最宽。时，幅频特性的平直段最宽。*68 习题习题1 1 某压力传感器属于二阶系统，其固某压力传感器属于二阶系统，其固有频率为有频率为1000Hz,1000Hz,阻尼比为临界值的阻尼比为临界值的50%,50%,当当500Hz500Hz的简谐压力输入后，试求其幅值误差的简谐压力输入后，试求其幅值误差和相位滞后和相位滞后(假设静态灵敏度假设静态灵敏度K=1K=1）。）。2.2.阶跃输入时的阶跃响应阶跃输入时的阶跃响应阶跃信号是最基本的瞬变信号。阶跃信号是最基本的瞬变信号。通常描述传感器动态性能指标的方法通常描述传感器动态性能指标的方法是给传感器输入一个阶跃信号，并给定初是给传感器输入一个阶跃信号，并给定初始条件。求出传感器微分方程的特解，以始条件。求出传感器微分方程的特解，以此作为动态特性指标的描述和表示法。此作为动态特性指标的描述和表示法。单位阶跃输入单位阶跃输入 1 1）零阶传感器的阶跃响应）零阶传感器的阶跃响应K*702 2）一阶传感器的阶跃响应）一阶传感器的阶跃响应一阶传感器的拉氏传递函数：一阶传感器的拉氏传递函数：*71求拉氏反变换得：求拉氏反变换得：上式画成曲线如图上式画成曲线如图b所示。所示。可以看出，输出初始值为零。可以看出，输出初始值为零。随时间推移，随时间推移，Y接近接近1，当，当t=时，时，Y=0.63。是时间常数，是时间常数，越小，响应就越快。故越小，响应就越快。故时间常时间常数值是决定响应速度的重要参数值是决定响应速度的重要参数数。*723 3）二阶传感器的阶跃响应）二阶传感器的阶跃响应 具有具有惯性质量惯性质量、弹簧弹簧和和阻尼阻尼器器的振动系统是典型的二阶系统，的振动系统是典型的二阶系统，其传递函数为：其传递函数为：*73 按阻尼比按阻尼比 不同，阶跃响应可分为三种情况不同，阶跃响应可分为三种情况：*74*75*76二阶传感器系统的动态特性常用阶跃响应曲线的参二阶传感器系统的动态特性常用阶跃响应曲线的参数来表示数来表示图图2-22 2-22 二阶传感器系统动态特性的特征值二阶传感器系统动态特性的特征值YAYB*77上升时间上升时间t tr r：输出由稳态值的：输出由稳态值的l0l0变化到稳态值的变化到稳态值的9090所用的时间。二阶传感器系统中所用的时间。二阶传感器系统中t tr r随随 的增大而增大，当的增大而增大，当 0.70.7时，时，t tr r2/2/0 0。稳定时间稳定时间t ts s：系统从阶跃输入开始到系统稳定在稳态值：系统从阶跃输入开始到系统稳定在稳态值的给定百分比时所需的最小时间。对稳态值给定百分比的给定百分比时所需的最小时间。对稳态值给定百分比为为5 5的二阶传感器系统，在的二阶传感器系统，在 0.70.7时，时，t ts s最小最小(3/(3/0 0)t tr r和和t ts s都是反映系统响应速度的参数。都是反映系统响应速度的参数。二阶传感器阶跃响应的典型性能指标：二阶传感器阶跃响应的典型性能指标：*78峰值时间峰值时间t tp p：阶跃响应曲线达到第一个峰值所需时间：阶跃响应曲线达到第一个峰值所需时间。衰减度衰减度：瞬态过程中振荡幅值衰减的速度。瞬态过程中振荡幅值衰减的速度。Y YA A 过冲值，过冲值，也即输出最大值，也即输出最大值，Y YB B 为为Y YA A出现一个周期后的值。若出现一个周期后的值。若Y YB BYYA A,则则 11，表示衰减很快，该系统稳定，震荡很快停止。，表示衰减很快，该系统稳定，震荡很快停止。*79衰减振荡周期衰减振荡周期T T：超调量超调量 p p：通常用过渡过程中超过稳态值的最大值通常用过渡过程中超过稳态值的最大值(过过冲值冲值)与稳态值之比的百分数表示。它与与稳态值之比的百分数表示。它与 有关，有关，愈大，愈大，P P愈小。愈小。*80 习题习题2 2 某温度传感器为时间常数某温度传感器为时间常数 =3s=3s 的的一阶系统，当传感器受突变温度作用后，一阶系统，当传感器受突变温度作用后，试求传感器指示出温差的试求传感器指示出温差的1/31/3和和1/21/2所需的所需的时间。时间。习题习题3 3 某传感器为一阶系统，当受阶跃函数某传感器为一阶系统，当受阶跃函数作用时，在作用时，在t=0t=0时，输出为时，输出为10mV;t10mV;t时，时，输出为输出为100mV;100mV;在在t=5st=5s时，输出为时，输出为50mV,50mV,试求试求该传感器的时间常数。该传感器的时间常数。2-3 2-3 传感器的干扰与噪声传感器的干扰与噪声 在实际检测系统中在实际检测系统中,生物医学信号大都是生物医学信号大都是很微弱的低频信很微弱的低频信号号，传感器的，传感器的工作环境也是比较复杂的工作环境也是比较复杂的,并且其与电路之间的并且其与电路之间的连接具有一定的距离连接具有一定的距离,这时需要传送信号的电缆电阻和传感器这时需要传送信号的电缆电阻和传感器的内阻以及放大电路等产生的噪声的内阻以及放大电路等产生的噪声,再加上环境噪声都会对放再加上环境噪声都会对放大电路造成干扰大电路造成干扰,影响传感器的正常工作。因此影响传感器的正常工作。因此,必须采取有针必须采取有针对性的措施来提高传感器抗干扰和噪声的能力，对性的措施来提高传感器抗干扰和噪声的能力，干扰和噪声的干扰和噪声的抑制和消除是传感器设计中要解决的一项关键问题。抑制和消除是传感器设计中要解决的一项关键问题。干扰和噪声的区别，目前还没有统一的定义，本书干扰和噪声的区别，目前还没有统一的定义，本书定义为：定义为：干扰：外部原因对传感器造成的不良影响；干扰：外部原因对传感器造成的不良影响；噪声：传感器内部元件所引起的。噪声：传感器内部元件所引起的。*82一、一、干扰干扰(1)(1)机械干扰机械干扰:是由于机械的振动或冲击是由于机械的振动或冲击,使传感器系统的敏感和转换元使传感器系统的敏感和转换元件发生振动、变形件发生振动、变形,使连接导线发生位移等使连接导线发生位移等,这些都将影响传这些都将影响传感器电路的正常工作。感器电路的正常工作。主要是采取主要是采取减振措施来解决减振措施来解决。(2)(2)音响干扰音响干扰:一般功率不大一般功率不大,特别是在医院和生物医学实验是环境中。特别是在医院和生物医学实验是环境中。可采用可采用隔音材料隔音材料做传感器的壳体，或将其放在做传感器的壳体，或将其放在真空容器真空容器中使中使用。用。*83(3)(3)热干扰热干扰:设备和元器件在工作时产生的热量所引起的温度波动设备和元器件在工作时产生的热量所引起的温度波动以及环境温度的变化等会引起以及环境温度的变化等会引起传感器电路的元器件参数发传感器电路的元器件参数发生变化生变化,从而影响了传感器电路的正常工作。易受此影响的从而影响了传感器电路的正常工作。易受此影响的传感器有：电容式、电感式、金属热电阻式、热电偶式传传感器有：电容式、电感式、金属热电阻式、热电偶式传感器等。感器等。通常采取的方法有通常采取的方法有热屏蔽、恒温措施、对称平衡结构、热屏蔽、恒温措施、对称平衡结构、温度补偿技术温度补偿技术等。等。(4)(4)电和磁干扰电和磁干扰:a a、静电干扰：静电感应、静电干扰：静电感应 b b、电磁干扰：电磁波污染、电磁干扰：电磁波污染屏蔽技术屏蔽技术：用低电阻材料或高磁导率材料制成容器：用低电阻材料或高磁导率材料制成容器,将需要将需要防护的部分包起来。这种防静电或电磁感应所采取的措施称防护的部分包起来。这种防静电或电磁感应所采取的措施称为为“屏蔽屏蔽”。屏蔽的目的是隔断场的耦合。屏蔽的目的是隔断场的耦合,既抑制各种场的既抑制各种场的干扰。屏蔽可分为干扰。屏蔽可分为静电屏蔽静电屏蔽、电磁屏蔽和磁屏蔽电磁屏蔽和磁屏蔽。*84接地技术接地技术：一类接地称为保护接地：一类接地称为保护接地,可以保证人员和设备的可以保证人员和设备的安全安全;另一类接地称为屏蔽接地另一类接地称为屏蔽接地,采用屏蔽层接地采用屏蔽层接地,能起到良能起到良好的抗干扰作用。好的抗干扰作用。滤波：滤波：它是一种只允许某一频带信号通过或阻止某一频带它是一种只允许某一频带信号通过或阻止某一频带信号通过的一种抑制干扰措施。滤波方式有无源滤波、有信号通过的一种抑制干扰措施。滤波方式有无源滤波、有源滤波和数字滤波。源滤波和数字滤波。(5)(5)光干扰光干扰:半导体元器件在光线的作用下会激发出电子半导体元器件在光线的作用下会激发出电子空空穴对穴对,使半导体元器件产生电势或引起电阻值的变化。使半导体元器件产生电势或引起电阻值的变化。可采用可采用光屏蔽光屏蔽来抑制。来抑制。(6)(6)湿度的干扰湿度的干扰:环境湿度的增大会使绝缘电阻下降、漏电流环境湿度的增大会使绝缘电阻下降、漏电流增加增加,这样电路的参数就会发生变化。这样电路的参数就会发生变化。可采取可采取防潮措施防潮措施,如浸漆、环氧树脂或硅橡胶封灌等。如浸漆、环氧树脂或硅橡胶封灌等。*85(7)(7)尘埃干扰尘埃干扰:环境灰尘的加重环境灰尘的加重,也会造成漏电流增加也会造成漏电流增加,电路的电路的参数发生改变。参数发生改变。可以采取可以采取将传感器密封将传感器密封起来起来,以及增加其它的防尘措施。以及增加其它的防尘措施。(8)(8)化学干扰化学干扰:化学物品中的酸、碱及腐蚀性气体等通过腐蚀化学物品中的酸、碱及腐蚀性气体等通过腐蚀作用损坏元器件作用损坏元器件,造成传感器电路不能正常工作。造成传感器电路不能正常工作。一般采取的措施是一般采取的措施是密封和保持传感器的清洁。密封和保持传感器的清洁。(9)(9)射线辐射干扰射线辐射干扰:射线会使气体电离、半导体激发出