传感器的概念和特性

　　的概念

　　传感器是一种常见的却又很重要的器件，它是感受规定的被测量的各种量并按一定规律将其转换为有用信号的器件或装置。对于传感器如称重传感器来说，按照输入的状态，输入可以分成静态量和动态量。我们可以根据在各个值的稳定状态下，输出量和输入量的关系得到传感器的静态特性。传感器的静态特性的主要指标有线性度、迟滞、重复性、灵敏度和准确度等。传感器的动态特性则指的是对于输入量随着时间变化的响应特性。动态特性通常采用传递函数等自动控制的模型来描述。通常，传感器接收到的信号都有微弱的低频信号，外界的干扰有的时候的幅度能够超过被测量的信号，因此消除串入的噪声就成为了一项关键的传感器技术。

　　称重传感器是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。用传感器应先要考虑传感器所处的实际工作环境，这对正确选用传感器非常重要，它直接关系到传感器是否能正常工作以及它的安全和使用寿命，乃至整个衡器的可靠性和安全性。

　　位移传感器是利用各种元件检测对象物的物理变化量，通过将该变化量换算为距离，来测量从传感器到对象物的距离位移的机器。根据使用元件不同，分为光学式位移传感器、超声波位移传感器、拉绳位移传感器等。

　　传感器的特性

　　传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系。通常把传感器的特性分为两种：静态特性和动态特性。

　　静态特性是指输入不随时间而变化的特性，它表示传感器在被测量各个值处于稳定状态下输入输出的关系。

　　动态特性是指输入随时间而变化的特性，它表示国际光电产业资讯 摘编 传感器对随时间变化的输入量的响应特性。

　　一般来说，传感器的输入和输出关系可用微分方程来描述。理论上，将微分方程中的一阶及以上的微分项取为零时，即可得到静态特性。因此传感器的静特性是其动特性的一个特例。

　　传感器除了描述输入与输出量之间的关系特性外，还有与使用条件、使用环境、使用要求等有关的特性。

　　1、传感器的静特性

　　传感器的输入-输出关系:输入(外部影响：冲振、电磁场、线性、滞后、重复性、灵敏度、误差因素)—传感器—输出(外部影响：温度、供电、各种干扰稳定性、温漂、稳定性(零漂)、分辨力、误差因素)。

　　人们总希望传感器的输入与输出成唯一的对应关系，而且最好呈线性关系。但一般情况下，输入输出不会完全符合所要求的线性关系，因传感器本身存在着迟滞、蠕变、摩擦等各种因素，以及受外界条件的各种影响。

　　传感器静态特性的主要指标有：线性度、灵敏度、重复性、迟滞、分辨率、漂移、稳定性等。

　　2、传感器的动特性

　　动特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。

　　很多传感器要在动态条件下检测，被测量可能以各种形式随时间变化。只要输入量是时间的函数，则其输出量也将是时间的函数，其间关系要用动特性来说明。设计传感器时要根据其动态性能要求与使用条件选择合理的方案和确定合适的参数;使用传感器时要根据其动态特性与使用条件确定合适的使用方法，同时对给定条件下的传感器动态误差作出估计。总之，动特性是传感器性能的一个重要方面，对其进行研究与分析十分必要。总的来说，传感器的动特性取决于传感器本身，另一方面也与被测量的形式有关。

　　(1)规律性的：1、周期性的：正弦周期输入、复杂周期输入;2、非周期性的：阶跃输入、线性输入、其他瞬变输入

　　(2)随机性的：1、平稳的：多态历经过程、非多态历经过程;2、非平稳的随机过程。

　　在研究动态特性时，通常只能根据“规律性”的输入来考虑传感器的响应。复杂周期输入信号可以分解为各种谐波，所以可用正弦周期输入信号来代替。其它瞬变输入不及阶跃输入来得严峻，可用阶跃输入代表。因此，“标准”输入只有三种;正弦周期输入、阶跃输入和线性输入。而经常使用的是前两种。