Sensor estático
Las características estáticas de un sensor se refieren a la correlación entre la salida y la entrada del sensor para la señal de entrada estática. Dado que la cantidad de entrada y la cantidad de salida son independientes del tiempo, la relación entre ellas, es decir, las características estáticas del sensor, se puede describir mediante una ecuación algebraica sin variables de tiempo, o dibujando una curva característica con la cantidad de entrada como la abscisa y la cantidad de salida correspondiente como ordenada. Los principales parámetros que caracterizan las características estáticas del sensor son: linealidad, sensibilidad, histéresis, repetibilidad, deriva, etc.
1. Linealidad: Se refiere al grado en que la curva de relación real entre la salida y la entrada del sensor se desvía de la línea recta de ajuste. Definido como la relación entre la desviación máxima entre la curva característica real y la línea ajustada en el rango de escala completa y la salida de escala completa.
2. Sensibilidad: La sensibilidad es un indicador importante de las características estáticas de un sensor. Se define como la relación entre el incremento de la producción y el incremento correspondiente de la entrada que causó el incremento. S se utiliza para indicar sensibilidad.
3. Histéresis: El fenómeno por el cual las curvas características de entrada y salida del sensor no coinciden durante el cambio de la cantidad de entrada de pequeña a grande (carrera positiva) y la cantidad de entrada de grande a pequeña (carrera inversa). Para señales de entrada del mismo tamaño, las señales de salida de las carreras de avance y retroceso del sensor no son iguales, y esta diferencia se denomina diferencia de histéresis.
4. Repetibilidad: La repetibilidad se refiere al grado en que las curvas características obtenidas por el sensor son inconsistentes cuando la cantidad de entrada cambia la escala completa en la misma dirección varias veces.
5. Deriva: La deriva del sensor se refiere al cambio de la salida del sensor a lo largo del tiempo mientras la cantidad de entrada permanece igual, lo que se denomina deriva. Hay dos razones para la deriva: una son los parámetros estructurales del propio sensor; El segundo es el entorno circundante (como temperatura, humedad, etc.).
6. Resolución: cuando la entrada del sensor aumenta lentamente desde un valor distinto de cero, la salida cambia visiblemente después de exceder un cierto incremento, y este incremento de entrada se denomina resolución del sensor, es decir, el incremento mínimo de entrada.
7. Umbral: cuando la entrada del sensor aumenta lentamente desde un valor cero, la salida cambia visiblemente después de alcanzar un cierto valor, y este valor de entrada se denomina voltaje umbral del sensor.
Dinámica de sensores
Las llamadas características dinámicas se refieren a las características de la salida del sensor cuando cambia la entrada. En la práctica, las características dinámicas de un sensor suelen expresarse en términos de su respuesta a alguna señal de entrada estándar. Esto se debe a que la respuesta del sensor a la señal de entrada estándar es fácil de encontrar experimentalmente y existe una cierta relación entre su respuesta a la señal de entrada estándar y su respuesta a cualquier señal de entrada. Las señales de entrada estándar más utilizadas son la señal escalonada y la señal sinusoidal, por lo que las características dinámicas del sensor también se expresan en respuesta escalonada y respuesta en frecuencia.
Linealidad
Normalmente, la salida característica estática real del sensor es una curva en lugar de una línea recta. En la práctica, para que el medidor tenga una lectura de escala uniforme, a menudo se utiliza una línea recta de ajuste para aproximar la curva característica real, y la linealidad (error de no linealidad) es un índice de rendimiento de esta aproximación.
Hay varias formas de seleccionar una línea adecuada. Por ejemplo, la línea recta teórica conectada por la entrada cero y el punto de salida de escala completa se utiliza como línea de ajuste; O la línea recta teórica con la suma más pequeña de cuadrados de las desviaciones de cada punto de la curva característica se utiliza como línea de ajuste, y esta línea de ajuste se llama línea de ajuste de mínimos cuadrados.
Sensibilidad
La sensibilidad se refiere a la relación entre el cambio en la salida △y y el cambio en la cantidad de entrada △x en el funcionamiento en estado estable del sensor.
Es la pendiente de la curva característica de salida y entrada. Si existe una relación lineal entre la salida y la entrada del sensor, entonces la sensibilidad S es una constante. De lo contrario, variará según la cantidad de entrada.
La dimensión de la sensibilidad es la relación entre la dimensión de la salida y la cantidad de entrada. Por ejemplo, si el voltaje de salida de un sensor de desplazamiento cambia en 1 mm y el voltaje de salida cambia en 200 mV, su sensibilidad debe expresarse como 200 mV/mm.
Cuando las dimensiones de salida y entrada del sensor son las mismas, la sensibilidad puede entenderse como aumento.
La mayor sensibilidad da como resultado una alta precisión de medición. Sin embargo, cuanto mayor sea la sensibilidad, más estrecho será el rango de medición y peor será la estabilidad.
Resolución
La resolución se refiere a la capacidad de un sensor para percibir el cambio más pequeño que se está midiendo. Es decir, si la entrada cambia lentamente desde un valor distinto de cero. Cuando el valor de cambio de entrada no excede un cierto valor, la salida del sensor no cambiará, es decir, el sensor no puede distinguir el cambio de esta entrada. Su salida cambia sólo cuando la entrada cambia más que la resolución.
Generalmente, la resolución del sensor no es la misma en cada punto del rango de escala completa, por lo que el cambio máximo en la cantidad de entrada que puede causar que la salida cambie en paso en el rango de escala completa se usa a menudo como medida. de resolución. Estas métricas se denominan resoluciones como porcentaje de la escala total. La resolución se correlaciona negativamente con la estabilidad del sensor.