Quali sono le caratteristiche dei sensori fisici?

1. Caratteristiche statiche dei sensori

Le caratteristiche statiche dei sensori si riferiscono alla relazione tra l'output e l'input di sensori per i segnali di input statici. Poiché sia ​​l'input che l'output sono indipendenti dal tempo, la relazione tra loro, cioè le caratteristiche statiche dei sensori, può essere descritta da un'equazione algebrica senza variabili di tempo o da una curva caratteristica disegnata con l'input come coordinata orizzontale e l'output corrispondente come coordinata verticale. I parametri principali che caratterizzano le caratteristiche statiche dei sensori sono: linearità, sensibilità, isteresi, ripetibilità, deriva, ecc.

(1) Linearità: si riferisce al grado in cui la curva di relazione effettiva tra l'output e l'input del sensore si discosta dalla linea retta montata. È definito come il rapporto tra la deviazione massima tra la curva caratteristica effettiva e la linea retta montata all'interno dell'intervallo a livello completo rispetto al valore di uscita su vasta scala.

(2) Sensibilità: la sensibilità è un indicatore importante delle caratteristiche statiche dei sensori. È definito come il rapporto tra l'incremento dell'uscita e l'incremento corrispondente dell'input che causa l'incremento. S rappresenta la sensibilità.

(3) Istesi: il fenomeno che la curva caratteristica di input-output del sensore non si sovrappone quando l'ingresso cambia da piccola a grande (corsa positiva) e da grande a piccola (corsa inversa) è chiamato isteresi. Per lo stesso segnale di ingresso, il segnale di uscita del sensore nei colpi positivi e inversi non è uguale. Questa differenza è chiamata differenza di isteresi.

(4) Ripetibilità: la ripetibilità si riferisce al grado di incoerenza della curva caratteristica ottenuta quando l'ingresso del sensore cambia continuamente nella stessa direzione nell'intero intervallo.

(5) Drift: la deriva del sensore si riferisce al cambiamento dell'uscita del sensore nel tempo quando l'ingresso rimane invariato. Questo fenomeno si chiama deriva. Ci sono due ragioni per la deriva: uno è i parametri strutturali del sensore stesso; L'altro è l'ambiente circostante (come temperatura, umidità, ecc.).

2. Caratteristiche dinamiche dei sensori

Le cosiddette caratteristiche dinamiche si riferiscono alle caratteristiche dell'uscita del sensore quando l'ingresso cambia. Nel lavoro reale, le caratteristiche dinamiche del sensore sono spesso espresse dalla sua risposta a determinati segnali di input standard. Questo perché la risposta del sensore al segnale di ingresso standard è facile da ottenere sperimentalmente e c'è una certa relazione tra la sua risposta al segnale di ingresso standard e la sua risposta a qualsiasi segnale di ingresso. Spesso, conoscere il primo può dedurre il secondo. I segnali di input standard più comunemente usati sono i segnali del passaggio e i segnali sinusoidali, quindi le caratteristiche dinamiche del sensore sono spesso rappresentate dalla risposta del passaggio e dalla risposta in frequenza.

3. Linearità del sensore

In circostanze normali, l'uscita caratteristica statica effettiva del sensore è una curva piuttosto che una linea retta. Nel lavoro reale, al fine di fare in modo che lo strumento abbia una lettura in scala uniforme, viene spesso utilizzata una linea retta adeguata per approssimare la curva caratteristica effettiva e la linearità (errore non lineare) è un indicatore di prestazione di questa approssimazione. Esistono molti modi per selezionare una linea retta adeguata. Ad esempio, la linea retta teorica che collega i punti di uscita in ingresso zero e su vasta scala viene utilizzata come linea retta di adattamento; o la linea retta teorica con la più piccola somma di quadrati di deviazioni da ciascun punto della curva caratteristica viene utilizzata come linea retta adattabile. Questa linea retta adatta è chiamata linea retta che si adatta ai minimi quadrati.