传感器主要技术参数介绍
02 FEB 2018
      传感器的技术参数是表示一个传感器性能优劣的客观依据。看懂技术参数,有助于正确选型和使用该产品。传感器的技术参数分为静态参数和动态参数两类:静态参数主要考核被测静止不变条件下传感器的性能,具体包括分辨力、重复性、灵敏度、线性度、回程误差、阈值、蠕变、稳定性等;动态参数主要考察被测量在快速变化条件下传感器的性能,主要包括频率响应和阶跃响应等。
由于传感器的技术参数众多,各种资料文献叙述角度不同,使得不同人有不同的理解,甚至产生误解和歧义。小编网上搜集了不少对传感器的几个主要技术参数的详细介绍。

分辨力与分辨率 
定义:分辨力(Resolution)是指传感器能够检测出的被测量的最小变化量。分辨率(Resolution) 是指分辨力与满量程值之比。
分辨力特点
1、分辨力是传感器的最基本的参数,它表示了传感器对被测量的分辨能力。传感器的其他技术参数都是以分辨力作为最小单位来描述的。对于具有数显功能的传感器以及仪器仪表,分辨力决定了测量结果显示的最小位数。例如:电子数显卡尺的分辨力是0.01mm,其示指误差为±0.02mm。
2、分辨力是一个具有单位的绝对数值。例如,某温度传感器的分辨力为0.1℃,某加速度传感器的分辨力是0.1g等。
3、分辨率是与分辨力相关而且极为相似的概念,都表征了传感器对被测量的分辨能力。
二者主要区别在于:分辨率是以百分数的形式表示传感器的分辨能力,它是相对数,没有量纲。例如上述温度传感器的分辨力为0.1℃,满量程为500℃,则其分辨率为0.1/500=0.02%。

什么是重复性?
定义:传感器的重复性(Repeatability)是指在同一条件下、对同一被测量、沿着同一方向进行多次重复测量时,测量结果之间的差异程度。也称重复误差、再现误差等。

重复性有哪些特征?
1、传感器的重复性必须是在相同的条件下得到的多次测量结果之间的差异程度。如果测量条件发生变化,测量结果之间的可比性消失,不能作为考核重复性的依据。
2、传感器的重复性表征了传感器测量结果的分散性和随机性。而产生这种分散性和随机性的原因,是因为传感器内部和外部不可避免地存在各种各样的随机干扰,导致传感器的最终测量结果表现为随机变量的特性。
3、重复性的定量表述方法,可以采用随机变量的标准差。
4、对于多次重复测量情形而言,如果以全部测量结果的平均值作为最终测量结果,则可以得到更高的测量精度。因为平均值的标准差显著小于每个测量结果的标准差。

线性度 
定义:线性度(Linearity)是指传感器输入输出曲线与理想直线的偏离程度。

理想的传感器输入输出关系应该是线性,其输入输出曲线应该是一条直线。但是,生产出来的传感器或多或少都存在各种各样的误差,导致实际的输入输出曲线并非是理想的直线,而是一条曲线。线性度就是表征了传感器实际特性曲线与离线直线之间的差异程度,也称非线性度或非线性误差。

由于在不同大小的被测量情况下传感器实际特性曲线与理想直线之间的差异是不同的,因此常常以全量程范围内二者差异的最大值与满量程值之比。显然,线性度也是一个相对量。

由于对于一般测量场合而言,传感器的理想直线是未知的,无从获取。为此,常常采用折中的办法,即直接利用传感器的测量结果计算出与理想直线较为接近的拟合直线。具体计算方法包括端点连线法、最佳直线法、最小二乘法等。

采样频率 
定义:采样频率(Sample Rate)是指传感器在单位时间内可以采样的测量结果的多少。
采样频率特征
1、采样频率反映了该传感器的快速反应能力,是动态特性参数中最重要的一个。对于被测量快速变化的场合,采样频率是必须要充分考虑的技术参数之一。依据香农采样定律,传感器的采样频率应不低于被测量变化频率的2倍。
2、随着采用频率的不同,传感器的精度参数也相应有所变化。一般而言,采样频率越高,测量精度越低。而传感器给出的最高精度往往是在最低采样速度下甚至是在静态条件下得到的测量结果。因此,在传感器选型时必须兼顾精度与速度两个参数。