传感器的数量在整个地球表面和人们生活周遭空间激增,提供世界各种数据讯息。这些价格亲民的传感器是物联网发展和我们的社会正面临数字化革命背后的驱动力,然而连接和获取来自传感器的数据并不总是直线前进或那么容易,
本文将介绍传感器技术指标,因为技术指标是表征一个产品性能优劣的客观依据,看懂技术指标,有助于正确选型和使用该产品。
传感器的技术指标分为静态指标和动态指标两类:静态指标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;动态指标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。
1、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。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%。
2、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。解读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。
3、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。解读3: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。
4、稳定性:
定义:稳定性(Stability)是指传感器在一段时间内保持其性能的能力。解读3:稳定性指标的定量表示方法,既可以采用绝对误差,也可以使用相对误差。例如,某应变式力传感器的稳定性为0.02%/12h。
5、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。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指标。
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