傳感器與儀表工作性能

A02傳感器及儀表測量誤差分析-II

武漢電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院WuhanElectricPowerVocationalandTechnicalCollege工作性能傳感器與儀表傳感器與檢測技術(shù)

課程創(chuàng)新團(tuán)隊時間：2021.8.25傳感器及儀表的檢定目錄CONTNETS01傳感器的工作性能02儀表的工作性能03模塊訓(xùn)練與自測分類傳感器的工作性能01靈敏度02使用頻率范圍03動態(tài)范圍04相移傳感器的工作性能靈敏度和使用頻率范圍靈敏度：指沿著傳感器測量軸方向?qū)挝徽駝恿枯斎離可獲得的電壓信號輸出值u，即s=u/x。與靈敏度相關(guān)的一個指標(biāo)是分辨率，這是指輸出電壓變化量△u可加辨認(rèn)的最小機(jī)械振動輸入變化量△x的大小。為了測量出微小的振動變化，傳感器應(yīng)有較高的靈敏度傳感器的工作性能使用頻率范圍：指靈敏度隨頻率而變化的量值不超出給定誤差的頻率區(qū)間。其兩端分別為頻率下限和上限。為了測量靜態(tài)機(jī)械量，傳感器應(yīng)具有零頻率響應(yīng)特性。傳感器的使用頻率范圍，除和傳感器本身的頻率響應(yīng)特性有關(guān)外，還和傳感器安裝條件有關(guān)（主要影響頻率上限）。

動態(tài)范圍和相移動態(tài)范圍動態(tài)范圍即可測量的量程，是指靈敏度隨幅值的變化量不超出給定誤差限的輸入機(jī)械量的幅值范圍。在此范圍內(nèi)，輸出電壓和機(jī)械輸入量成正比，所以也稱為線性范圍。動態(tài)范圍一般不用絕對量數(shù)值表示，而用分貝做單位，這是因為被測振值變化幅度過大的緣故，以分貝級表示使用更方便一些。傳感器的工作性能相移指輸入簡諧振動時，輸出同頻電壓信號相對輸入量的相位滯后量。相移的存在有可能使輸出的合成波形產(chǎn)生崎變，為避免輸出失真，要求相移值為零或Π，或者隨頻率成正比變化。儀表的工作性能01靜態(tài)特性指標(biāo)02示值范圍、量程、測量范圍和動態(tài)范圍03靈敏限與死區(qū)04分辨率05測量系統(tǒng)的動態(tài)特性分類儀表的工作性能02靜態(tài)特性指標(biāo)靈敏度(S)定義儀器在靜態(tài)條件下響應(yīng)量的變化△y和與之相對應(yīng)的輸入量（又稱激勵）變化△x的比值。S=△y/△X

S=

y/x=常數(shù)儀表的工作性能靈敏度(S)的計算特例

如果激勵和響應(yīng)都是不隨時間變化的常量(或變化極慢，在所觀察的時間間隔內(nèi)可近似為常量),依據(jù)線性時不變系統(tǒng)的基本特性，則有：靜態(tài)特性指標(biāo)當(dāng)激勵與響應(yīng)的特性曲線呈非線性關(guān)系時，靈敏度的表達(dá)式為：儀表的工作性能示值范圍（標(biāo)稱范圍）

是顯示裝置上最大與最小示值的范圍。如0-10A電流表。

當(dāng)儀器有多檔量程時，用標(biāo)稱范圍取代示值范圍。

量程

指測量范圍兩極限值之差的模。

如：溫度計下限-30℃，上限80℃，則量程為110℃。示值范圍、量程、測量范圍和動態(tài)范圍

測量范圍

又稱工作范圍，指測量儀器的誤差處在規(guī)定極限內(nèi)的一組被測量的值。一般小于或等于標(biāo)稱范圍。如某儀器在強(qiáng)磁下，測量范圍比正常環(huán)境減小。

動態(tài)范圍

是儀器所能測量的最強(qiáng)信號和最弱信號之比。

測量范圍可以隨著輸入信號的衰減或增益而改變，但動態(tài)范圍不變，

動態(tài)范圍是對所有工作條件下的測量性能極限評價。儀表的工作性能靈敏限和死區(qū)靈敏限使儀表示值產(chǎn)生可察覺的最小變化△Ymin的最小輸入變化量△Xmin，稱為儀表的靈敏限。它說明儀表可測量的最小的輸入值△Xmin。如：在體重秤上逐步增加紙片，當(dāng)紙片累積到一定數(shù)量后體重秤上才有指示，這個指示就是體重秤的靈敏限。死區(qū)不會引起儀表示值變化的被測量的變化范圍稱為儀表的死區(qū)或不靈敏區(qū)。死區(qū)是針對靈敏限而言的輸入(激勵)范圍[0，△Ymin)。

儀表的工作性能02分辨率分辨力

指其指示裝置可以辨別所指示的緊密相鄰量值的能力。通常分辨力數(shù)值大于或等于靈敏限。

分辨力的計算

(1)數(shù)字測試系統(tǒng)

輸出顯示系統(tǒng)的最后一位所代表的輸入量。(2)模擬測試系統(tǒng)

輸出指示標(biāo)尺最小分度值的一半所代表的輸入量。

分辨率

分辨率是分辨力與整個測量范圍的百分比。表明測試裝置的相對分辨能力。儀表的工作性能分辨率=分辨力/測量范圍測量系統(tǒng)的動態(tài)特性測量系統(tǒng)的動態(tài)特性

系統(tǒng)對激勵（輸入）的響應(yīng)（輸出）特性。一個動態(tài)特性好的測量系統(tǒng)，其輸出隨時間變化的規(guī)律（變化曲線），將能同時再現(xiàn)輸入隨時間變化的規(guī)律（變化曲線），即具有相同的時間函數(shù)。

測量系統(tǒng)應(yīng)保證系統(tǒng)的信號輸出能精確地反映輸入。對于一個理想的測量系統(tǒng)應(yīng)具有確定的輸入與輸出關(guān)系。

指標(biāo)

響應(yīng)時間：測量儀器或測量系統(tǒng)的輸入量值在兩個規(guī)定常量值之間發(fā)生突然變化的瞬間，到與響應(yīng)示值達(dá)到其最終穩(wěn)定值的規(guī)定極限內(nèi)時的瞬間，這兩者間的持續(xù)時間。表達(dá)了測量儀表的指示速度。

儀表的工作性能模塊訓(xùn)練與自測

傳感器的工作性能分類有

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