物理传感器怎么区别
传感器的分类有许多,相同传感器能够经过不同办法进行分类。有一类是从丈量意图进行区别传感器。这样传感器可分为物理型传感器,化学型传感器等。下面就物理型传感器做一个简略的剖析介绍,物理型传感器又能够分为结构型传感器和物性型传感器。
结构型传感器是以结构(如形状、尺度等)为根底,使用某些物理规则来感触(灵敏)被丈量,井将其转换为电信号完成丈量的。例如电容式压力传感器,有必要有按规则参数规划制成的电容式灵敏元件,当被测压力效果在电容式灵敏元件的动极板上时,引起电容空隙的改动导致电容值的改动,然后完成对压力的丈量。又比方谐振式压力传感器,有必要规划制造一个适宜的感触被测压力的谐振灵敏元件,当被测压力改动时,改动谐振灵敏结构的等效刚度,导致谐振灵敏元件的固有频率发生改动,然后完成对压力的丈量。
物性型传感器便是使用某些功用资料本身所具有的内涵特性及效应感触(灵敏)被丈量,并转换成可用电信号的传感器。例如使用具有压电特性的石英晶体资料制成的压电式传感器,便是使用石英晶体资料本身具有的正压电效应而完成对压力丈量的;使用半导体资料在被测压力效果下引起其内部应力改动导致其电阻值改动制成的压阻式传感器,便是使用半导体资料的压阻效应而完成对压力丈量的。
一般来说,物理型传感器对物理效应和灵敏结构都有必定要求,但侧重点不同。结构型传感器着重要依托精细规划制造的结构才干保证其正常作业;而物性型传感器则主要依据资料本身的物理特性、物理效应来完成对被丈量的感应。近年来,由于资料科学技术的飞速发展与前进,物理型传感器使用越来越广泛。这与该类传感器便于批量生产、本钱较低及易于小型化等持点密切相关。
物理传感器的特性
传感器静态特性
传感器的静态特性是指对静态的输入信号,传感器的输出量与输入量之间所具有相互联系。由于这时输入量和输出量都和时刻无关,所以它们之间的联系,即传感器的静态特性可用一个不含时刻变量的代数方程,或以输入量作横坐标,把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描绘。表征传感器静态特性的主要参数有:线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移等。
(1)线性度:指传感器输出量与输入量之间的实践联系曲线违背拟合直线的程度。界说为在全量程范围内实践特性曲线与拟合直线之间的最大误差值与满量程输出值之比。
(2)灵敏度:灵敏度是传感器静态特性的一个重要目标。其界说为输出量的增量与引起该增量的相应输入量增量之比。用S表明灵敏度。
(3)迟滞:传感器在输入量由小到大(正行程)及输入量由大到小(反行程)改动期间其输入输出特性曲线不重合的现象成为迟滞。关于同一巨细的输入信号,传感器的正反行程输出信号巨细不相等,这个差值称为迟滞差值。
(4)重复性:重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程接连屡次改动时,所得特性曲线不一致的程度。
(5)漂移:传感器的漂移是指在输入量不变的情况下,传感器输出量跟着时刻改动,此现象称为漂移。发生漂移的原因有两个方面:一是传感器本身结构参数;二是周围环境(如温度、湿度等)。
传感器动态特性
所谓动态特性,是指传感器在输入改动时,它的输出的特性。在实践作业中,传感器的动态特性常用它对某些规范输入信号的呼应来表明。这是由于传感器对规范输入信号的呼应容易用试验办法求得,而且它对规范输入信号的呼应与它对恣意输入信号的呼应之间存在必定的联系,往往知道了前者就能推定后者。最常用的规范输入信号有阶跃信号和正弦信号两种,所以传感器的动态特性也常用阶跃呼应和频率呼应来表明。
传感器的线性度
通常情况下,传感器的实践静态特性输出是条曲线而非直线。在实践作业中,为使外表具有均匀刻度的读数,常用一条拟合直线近似地代表实践的特性曲线、线性度(非线性差错)便是这个近似程度的一个性能目标。 拟合直线的选取有多种办法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上各点误差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线,此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。