關(guān)于物理傳感器的分類以及靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性分析

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，我們的物理傳感器也在快速發(fā)展，那么你知道物理傳感器的詳細(xì)資料解析嗎?接下來(lái)讓小編帶領(lǐng)大家來(lái)詳細(xì)地了解有關(guān)的知識(shí)。

物理傳感器如何區(qū)分

傳感器的種類很多，同樣的傳感器可以用不同的方式進(jìn)行分類。一類是從測(cè)量目的來(lái)區(qū)分傳感器。此類傳感器可分為物理傳感器、化學(xué)傳感器等。下面對(duì)物理傳感器進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析和介紹。物理傳感器可分為結(jié)構(gòu)傳感器和物理傳感器。

結(jié)構(gòu)傳感器是以結(jié)構(gòu)(如形狀、尺寸等)為基礎(chǔ)，利用一定的物理規(guī)律來(lái)感測(cè)(敏化)被測(cè)物，井將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)實(shí)現(xiàn)測(cè)量。例如，電容式壓力傳感器必須具有按規(guī)定參數(shù)設(shè)計(jì)的電容式敏感元件。當(dāng)被測(cè)壓力作用于電容敏感元件的活動(dòng)極板時(shí)，會(huì)引起電容間隙的變化，使電容值發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)壓力的測(cè)量。另一個(gè)例子是諧振壓力傳感器。

物性傳感器是利用某些功能材料的固有特性和效應(yīng)感知(靈敏度)被測(cè)量并轉(zhuǎn)換成可用電信號(hào)的傳感器。例如，由具有壓電特性的石英晶體材料制成的壓電傳感器，是利用石英晶體材料本身的正壓電效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力測(cè)量;利用半導(dǎo)體材料在被測(cè)壓力下產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的壓阻式傳感器是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)實(shí)現(xiàn)壓力測(cè)量，通過(guò)其電阻值的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力測(cè)量的。

物理傳感器的特性

傳感器靜態(tài)特性

傳感器的靜態(tài)特性是指?jìng)鞲衅鲗?duì)靜態(tài)輸入信號(hào)的輸出與輸入之間的相關(guān)性。因?yàn)榇藭r(shí)輸入和輸出與時(shí)間無(wú)關(guān)，它們之間的關(guān)系，即傳感器的靜態(tài)特性可以是一個(gè)沒(méi)有時(shí)間變量的代數(shù)方程，或者輸入為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的輸出為它由繪制在縱坐標(biāo)上的特性曲線描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度、靈敏度、滯后、重復(fù)性、漂移等。

(1)線性度：指?jìng)鞲衅鬏敵雠c輸入的實(shí)際關(guān)系曲線偏離擬合直線的程度。定義為實(shí)際特性曲線與擬合直線的最大偏差與滿量程范圍內(nèi)的滿量程輸出值的比值。

(2)靈敏度：靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的重要指標(biāo)。定義為輸出量的增量與引起增量的輸入量的相應(yīng)增量的比值。讓S表示靈敏度。

(3)遲滯：在輸入量由小變大(正行程)和由大變小(逆行程)變化過(guò)程中，傳感器的輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象成為遲滯現(xiàn)象。對(duì)于相同大小的輸入信號(hào)，傳感器的正負(fù)行程輸出信號(hào)是不相等的，這種差值稱為遲滯差。

(4)重復(fù)性：重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟谕环较蚨啻胃淖內(nèi)砍虝r(shí)得到的特性曲線的不一致程度。

(5)漂移：傳感器的漂移是指在輸入不變的情況下，傳感器的輸出隨時(shí)間的變化。這種現(xiàn)象稱為漂移。漂移的原因有兩個(gè)：一是傳感器自身的結(jié)構(gòu)參數(shù);另一個(gè)是周圍環(huán)境(如溫度、濕度等)。

傳感器動(dòng)態(tài)特性

所謂動(dòng)態(tài)特性是指當(dāng)輸入變化時(shí)傳感器輸出的特性。在實(shí)際工作中，傳感器的動(dòng)態(tài)特性往往用它對(duì)某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)來(lái)表示。這是因?yàn)閭鞲衅鲗?duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)很容易通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到，它對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)與其對(duì)任何輸入信號(hào)的響應(yīng)都存在一定的關(guān)系，而后者往往可以通過(guò)了解前者來(lái)推斷。最常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)是階躍信號(hào)和正弦信號(hào)，因此傳感器的動(dòng)態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來(lái)表示。

傳感器的線性度

通常情況下，傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是曲線而不是直線。在實(shí)際工作中，為了使儀表具有統(tǒng)一的刻度讀數(shù)，常采用擬合直線來(lái)近似實(shí)際特性曲線，而線性度(非線性誤差)就是這種近似程度的性能指標(biāo)。選擇擬合直線的方法有很多。例如，連接零輸入和滿量程輸出點(diǎn)的理論直線作為擬合直線; 或以特征曲線上各點(diǎn)的偏差平方和最小的理論直線作為擬合直線，該擬合直線稱為最小二乘擬合直線。

以上就是物理傳感器的有關(guān)知識(shí)的詳細(xì)解析，需要大家不斷在實(shí)際中積累經(jīng)驗(yàn)，這樣才能設(shè)計(jì)出更好的產(chǎn)品，為我們的社會(huì)更好地發(fā)展。