传感器技术课件ch01-2静特性指标.ppt

1 一 传感器的静态模型 1 代数方程 x 输入量 y 输出量 a0 零位输出 a1 传感器线性输出的灵敏度 K 条件 不考虑传感器滞后 蠕变情况下 a2 an 非线性输出项待定常数 1 2传感器的静态数学模型及基本特性指标 静态 输入量随时间变化不大 2 2 特性曲线 3 二 传感器的静态特性指标 Hmax 正反行程输出的最大差值yF S 满量程输出量 线性度 滞后 重复性 灵敏度 分辨力 阈值 稳定性 漂移 精度 静态误差 4 2 线性度 非线性 传感器的实际输入 输出曲线 校准曲线 与拟合直线之间的吻合 偏离 程度 Lmax 校准曲线与拟合直线间的最大差值yF S 满量程输出值 选定拟合直线的过程 就是传感器的线性化过程 5 拟合直线的选定原则 保证尽量小的非线性误差计算与使用方便 选定拟合直线的方法 6 4 最小二乘法 与校准曲线的残差平方和最小 例1 6 用最小二乘法求拟合直线 教材P 14 分别对k和b求一阶导数 并令其 0 可求出b和k 设拟合直线 残差 7 5 硬件线性化方法 原理 以非线性矫正非线性 以畸制畸 方法一 两只非线性传感器差动方式非线性误差大小相等 极性相反 方法二 利用线性元件和非线性元件的串 并联 8 6 软件线性化方法 1 计算法 条件 传感器输出与被测量间有确定的数学表达式 方法 软件编写计算程序曲线拟合 2 查表法 条件 传感器输出与被测量间无法用函数拟合 9 3 插值法 原理 将查表法与计算法结合 方法 线性插值 抛物线插值 拉格朗日插值 牛顿插值 埃米特插值 10 3 重复性 传感器在同一工作条件下 输入量按同一方向作全量程连续多次测试时 所得特性曲线间一致程度的指标 置信系数 2 置信概率为95 4 各校准点输出值标准偏差的最大值 贝赛尔公式 11 4 灵敏度 5 分辨力 率 分辨力 能检测出的输入量的最小变化量 分辨率 分辨力 满量程输入值 12 6 稳定性 7 漂移 8 阈值 产生可测输出变化量时的最小输入量值 外界干扰下 输出量发生与输入量无关的变化 13 9 静态误差 精度 3 将非线性 滞后视为系统误差 重复性视为随机误差 14