传感器与检测技术复习：静态特性分析

"二工大传感器复习题" 本文主要涵盖了传感器与检测技术的基础知识，包括传感器的定义、共性、组成以及传感器的静态特性及其主要评价指标。此外，还涉及了如何计算传感器的非线性误差、迟滞和重复性误差。 1. 传感器的基本概念 - 传感器是一种能感受规定被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。它通常由敏感元件和转换元件两部分构成，前者负责感知输入信号，后者将感知到的信号转化为可读、传输或处理的电信号。 2. 传感器的共性 - 传感器的共性在于它们都是基于物理定律或物质的物理、化学或生物特性，将非电量信号转换为电量信号。例如，将位移、速度、加速度、力等非电量参数转化为电压、电流、频率等电量输出。 3. 传感器的组成 - 传感器基本组成包括敏感元件、转换元件，有时还需要信号调理与转换电路以及辅助电源。敏感元件直接接触被测量，而转换元件则将敏感元件感受到的信号转换为电信号。 4. 传感器的静态特性 - 静态特性是指传感器在稳态信号作用下，输入和输出之间的关系，不考虑时间因素。衡量静态特性的主要指标有： - 线性度：描述传感器输出与输入之间是否保持线性关系。 - 灵敏度：表示单位输入变化引起的输出变化量。 - 分辨率：传感器能检测到的最小输入变化。 - 迟滞：传感器在同一输入下正反行程输出的不同，反映了传感器的响应一致性。 - 重复性：在相同条件下多次测量同一输入时，输出的一致性。 - 漂移：在无输入变化的情况下，传感器输出随时间的变化。 5. 计算传感器性能指标 - 非线性误差：通过比较实际特性曲线与拟合直线的最大误差来计算，通常采用最小二乘法求拟合直线。 - 迟滞误差：通过比较同一输入下正反行程的输出差值计算。 - 重复性误差：分析多个循环测量同一输入时，输出的波动范围。 案例中的表格数据展示了压力传感器在不同压力下的输出值，可以用于计算上述性能指标。通过这些指标，我们可以评估传感器的精度和稳定性，从而选择适合特定应用的传感器。在实际工程中，理解并掌握这些基础知识对于设计、选择和使用传感器至关重要。