了解傳感器：常見技術(shù)參數(shù)

來源：長(zhǎng)城計(jì)量?jī)x器，謝謝

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01帶寬

一般指傳感器輸出響應(yīng)下降到其最大相應(yīng)的根號(hào)二分之一或功率一半的信號(hào)范圍，通俗點(diǎn)說就是傳感器能夠采樣的范圍，傳感器對(duì)外界信號(hào)的響應(yīng)范圍的指標(biāo)是其帶寬，主要描述傳感器的動(dòng)態(tài)特性（能否跟得上被測(cè)量的變化頻率），而有效帶寬指?jìng)鞲衅鲗?shí)際能保證測(cè)量精度的帶寬，這里的帶寬實(shí)際上是從頻域去描述的。再換句話說，其實(shí)這東西跟頻率響應(yīng)是一回事，也就是傳感器對(duì)外部信號(hào)的反應(yīng)能力！從傳遞函數(shù)角度來看，大部分傳感器都可以簡(jiǎn)化為一個(gè)一階或二階環(huán)節(jié)。

02靈敏度

靈敏度是指穩(wěn)態(tài)運(yùn)行下傳感器的輸出變化△y與輸入變化△x之比。

一般在傳感器的線性范圍內(nèi)，靈敏度越高通常意味著傳感器信噪比越高，對(duì)應(yīng)于被測(cè)變化的輸出信號(hào)值越大，更有利于信號(hào)處理。但需要注意的是，傳感器的靈敏度高，容易混入與測(cè)量無關(guān)的外界噪聲，然后被放大系統(tǒng)放大，影響測(cè)量精度。因此，要求傳感器本身應(yīng)該具有高信噪比，以最小化從外部引入的干擾信號(hào)。

03零點(diǎn)漂移

傳感器輸入值為零，其輸出值有一定程度的變化，即零點(diǎn)漂移。溫漂是引起零漂最常見的因素。引起零漂的原因：敏感元件的老化、應(yīng)力、電荷泄露、溫度變化等等。

04分辨率

分辨率是指?jìng)鞲衅髟谥付y(cè)量范圍內(nèi)可以檢測(cè)到的微小變化，是傳感器能檢測(cè)到的待測(cè)量變化的最小值，例如使用米尺只能測(cè)毫米級(jí)別的距離，而使用千分尺則可以檢測(cè)1/‰毫米級(jí)別。分辨率是有單位的絕對(duì)值。例如，如果溫度傳感器的分辨率為0.1攝氏度，滿量程為500攝氏度，則其分辨率為0.1/500=0.02%。

05精度

準(zhǔn)確度是指真值附近正負(fù)三倍標(biāo)準(zhǔn)差的值與量程比值，是指測(cè)量值與真值的差值。如果測(cè)量的目的是定性分析，可以選擇重復(fù)精度高的傳感器，但不應(yīng)選擇絕對(duì)值精度高的傳感器。如果是定量分析必須得到的測(cè)量值，就要選擇精度能滿足要求的傳感器。

（1）引起系統(tǒng)誤差的原因：測(cè)量原理及算法固有誤差、標(biāo)定不準(zhǔn)確、環(huán)境溫度影響、材料缺陷等等；

（2）引起隨機(jī)誤差的原因：傳動(dòng)間隙、元器件老化等等。

06重復(fù)性

傳感器的重復(fù)性是指，在相同條件下同方向重復(fù)多次測(cè)量時(shí)，測(cè)量結(jié)果之間的差異。又稱重復(fù)誤差、再現(xiàn)誤差等。重復(fù)性誤差越小，重復(fù)性越好，傳感器的穩(wěn)定性越好。

07頻率響應(yīng)特性

傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測(cè)量的頻率范圍，它必須在允許的頻率范圍內(nèi)保持不失真。其實(shí)傳感器的響應(yīng)總是有一定的延遲，希望延遲時(shí)間越短越好。頻率響應(yīng)高的傳感器可測(cè)信號(hào)頻率范圍寬，而由于結(jié)構(gòu)特性的影響，機(jī)械系統(tǒng)的慣性大，所以頻響低的傳感器可測(cè)信號(hào)頻率較低。

08遲滯

簡(jiǎn)單來說就是傳感器正反向時(shí)輸入輸出的映射曲線不一致，該現(xiàn)象即遲滯。產(chǎn)生遲滯的原因有：傳感器敏感元件的材料特性、機(jī)械結(jié)構(gòu)特性（摩擦、傳動(dòng)間隙等）等等。

09線性范圍

傳感器的線性范圍是指輸出與輸入成比例的范圍。理論上，在這個(gè)范圍內(nèi)，靈敏度保持不變，傳感器的線性范圍越寬，其測(cè)量范圍就越大。但實(shí)際上，任何傳感器都不可能是絕對(duì)線性的，它的線性是相對(duì)的。當(dāng)要求的測(cè)量精度比較低時(shí)，在一定范圍內(nèi)，非線性誤差小的傳感器可以視為線性，便于測(cè)量。

010采樣頻率

采樣頻率是指?jìng)鞲衅髟趩挝粫r(shí)間內(nèi)能夠采樣的測(cè)量結(jié)果的數(shù)量，反映了傳感器的快速響應(yīng)能力。采樣頻率是測(cè)量數(shù)據(jù)快速變化時(shí)必須充分考慮的技術(shù)指標(biāo)。

隨著采樣頻率的不同，傳感器的精度指標(biāo)也隨之變化。一般來說，采樣頻率越高，測(cè)量精度越低。但是，傳感器給出的精度往往是在采樣速度下甚至是靜態(tài)條件下得到的測(cè)量結(jié)果。因此，在選擇傳感器時(shí)，必須同時(shí)考慮精度和速度。

審核編輯 黃宇