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传感器的灵敏度、分辨率和精度三者之间有何区别?

日期:2021/5/14 10:07:36
摘要:传感器灵敏度是输出——输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系,则灵敏度 S 是一个常数。否则,它将随输入量的变化而变化。当传感器的输出、输入量的量纲相同时,灵敏度可理解为放大倍数。

人们为了从外界获取信息,必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官,在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况,就需要传感器。因此可以说,传感器是人类五官的延长,又称之为电五官。

传感器早已渗透到诸如工业生产、农业、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其广泛的领域。可以毫不夸张地说,从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各种复杂的工程系统,几乎每一个现代化项目,都离不开各种各样的传感器。

在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。参数指标包括灵敏度、分辨率、精度等,但很多人都不是很清楚这三个参数的区别,导致使用时出现大大小小的问题,下面,我们就传感器的灵敏度、分辨率和精度三者的区别为大家简单介绍一下。

灵敏度

概念:是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y 对输入量变化△x 的比值,即输出、输入量的量纲之比。

传感器灵敏度是输出——输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系,则灵敏度 S 是一个常数。否则,它将随输入量的变化而变化。当传感器的输出、输入量的量纲相同时,灵敏度可理解为放大倍数。提高灵敏度,可得到较高的测量精度。但灵敏度愈高,测量范围愈窄,稳定性也往往愈差。

分辨率

概念:是指传感器可感受到的被测量的最小变化的能力。也就是说,如果输入量从某一非零值缓慢地变化。当输入变化值未超过某一数值时,传感器的输出不会发生变化,即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨率时,其输出才会发生变化。

分辨率通常理解为 A/D 转换精度或能感知的最小变化而精度通常指:A/D、传感电路其它因素等综合因素,误差除以显示所得的百分比。数字式仪表通常决定于 A/D 转换器的位数精度是传感器重复测量同一标准值的最大百分误差,是校准后衡量准确程度的指标分辨率要优于精度几倍。分辨率与传感器的稳定性有负相关性。

精度

概念:是指在真值附近正负三倍标准差的值与量程之比,是指测量值与真值的最大差异;分辨率——是指引起示值改变的最小测量值;应与灵敏系数分开(灵敏系数——指输出与输入之比) 。

一般的国产温度传感器的精度分 A、B 两个级别,国标规定如下:根据传感器的输出值与所测量的温度的真值的差来划分,A 级:不大于±(0.15℃+0.002*传感器量程);B 级:不大于±(0.30℃+0.005*传感器量程)。所以,如果要求测量精度较高,应该选用量程较小的传感器。分辨率,“通常决定于 A/D 转换器的位数”,或看其输出值的最后一位。

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