传感器的特性

  使用传感器时，要根据其特性与功能目标选用。传感器的各种特性一般是根据输入和输出的对应联系来描绘的。传感器在稳态（静态或准静态）信号效果下，输入和输出的对应联系称为静态特性；在动态（周期或暂态）信号效果下，输入和输出的对应联系称为动态特性。

  灵敏度是描绘传感器的输出量（一般为电学量）对输入量（一般为非电学量）灵敏程度的特性参数。其界说为：传感器输出量的改动值与相应的被丈量（输入量）的改动值之比，用公式表明为

  可见，传感器校准曲线的斜率即为灵敏度。对线性传感器来说，灵敏度是一个常数；非线性传感器的灵敏度则随输入量改动。

  选用传感器首要考虑的是灵敏度，假如达不到丈量时所有必要的灵敏度，这种传感器不能选用。但灵敏度较高的传感器纷歧定是最好的传感器，这是由于它易受噪声的影响。除环境噪声外，还有来自传感器自身输出的噪声，有必要用信号与噪声的相互联系全面来衡量传感器。传感器输出信号中的信号重量与噪声重量的平方平均值之比，称为信噪比（Ｓ／Ｎ）。Ｓ／Ｎ 小，信号与噪声就难以辨明；若Ｓ／Ｎ ＝１，就彻底分辩不出信号与噪声，因而，Ｓ／Ｎ 至少也要大于１０。

  抱负的传感器输出与输入呈线性联系。可是，实践的传感器即便在量程规模内，输出与输入的线性联系严格来说也是不成立的，总存在必定的非线性。线性度是点评非线性程度的参数。其界说为：传感器的输出 输入校准曲线与理论拟合直线之间的最大差错与传感器满量程输出之比，称为该传感器的非线性差错或称线性度，也称非线性度。通常用相对差错表明其巨细：

  如图４．１所示。非线性差错巨细是以一拟合直线或抱负直线作为基准直线计算出来的，基准直线不同，所得出的线性度就纷歧样。因而不能抽象地提线性度或非线性差错，有必要阐明其所根据的基准直线。依照所根据的基准直线的不同，有理论线性度、端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。最常用的是最小二乘法线．灵敏度边界（阈值）

  输入改动 Δｘ时，输出改动 Δｙ；Δｘ变小，Δｙ也变小。可是一般来说，Δｘ 小到某一些程度，输出就不再改动了，这时的 Δｘ叫做灵敏度边界。

  如图４．２所示，Δｍａｘ ＝ｙ２ －ｙ１。这样输入和输出的联系就不是一一对应了，因而要尽量选用迟滞差小的传感器。

  大多数情况下传感器的输入信号是随时刻改动的，这时要求传感器时刻精确地盯梢输入信号，依照输入信号的改动规则输出信号。当传感器输入信号的改动缓慢时，是简单盯梢的，但随着输入信号的改动加速，传感器随动盯梢功能会逐步下降。输入信号改动时，引起输出信号也随之改动，这样的一个进程叫做呼应。动态特性就是指传感器关于输入量随时刻改动的呼应程度，也称为呼应特性。动态特性是传感器的重要特性之一。研讨传感器动态特性的办法是：当输入信号是阶跃函数时，用瞬态呼应法，即用时域规模内，呼应曲线的上升时刻、呼应时刻、过调量等参数作为鉴定目标；当输入信号是正弦函数时，用频率呼应法，其重要目标是频带宽度（带宽），带宽是指增益改动不超越某一规则分贝值的频率规模。