《无线传感网技术》 课件 第2章传感器.ppt

（7）分辨力、分辨率分辨力是指能检测出的输入量的最小变化量的能力，即传感器能检测到的最小输入增量?Xmin。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。在输入零点附近的分辨力称为阈值，即产生可测输出变化量时的最小输入量值。如图2.4所示左图为非线性、右图为线性输出结果，其中的x0均表示可以开始检测的的最小输入值。数字式传感器一般用分辨率表示，分辨率是指分辨力/满量程输入值。图2.4传感器输出的阈值示例（8）迟滞迟滞是指在相同工作条件下作全测量范围校准时，在同一次校准中对应同一输入量的正行程和反行程间的最大偏差。它表示传感器在正(输入量增大)、反(输入量减小)行程中输出/输入特性曲线的不重合程度，数值用最大偏差(△Amax)或最大偏差的一半与满量程输出值的百分比来表示，它们分别如下所示：传感器的动态性能是指传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。它是传感器的输出值能真实再现变化着的输入量的能力反映，即传感器的输出信号和输入信号随时间的变化曲线希望一致或相近。传感器X(t)y(t)传感器传感器传感器2、反映传感器动态特性的性能指标y(t)传感器X(t)y(t)传感器对于线性系统动态响应研究，最广泛使用的数学模型是普通线性常系数微分方程。只要对微分方程求解，就可以得到动态性能指标。动态模型微分方程脉冲输入正弦输入阶跃输入任意输入常见的动态输入动态响应特性的主要指标脉冲响应函数h(t)传递函数H(S)频率响应函数H(jω)阶跃响应函数ｇ(t)对任意输入的响应函数y(t)传感器的响应特性良好，意味着传感器在所测的频率范围内满足不失真测量的条件。另外，实际传感器的响应过程总有一定的延迟，但希望延迟的时间越小越好。2.3.2传感器选型的原则现代传感器在原理和结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象和测量环境合理选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器的型号确定之后，与之相配套的测量方法和设备也就可以确定了。测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。1、根据测量对象与环境确定类型根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的输出方法，有线或非接触测量；传感器的来源，国产还是进口；价格能否承受，是否自行研制。2、灵敏度的选择通常在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值会比较大，这有利于信号处理。但传感器的灵敏度较高时，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，从而导致影响测量精度。因此，选用传感器本身应具有较高的信噪比，尽量减少从外界引入干扰信号。传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对方向性要求较高时，应选择在其它方向上灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。3、频率响应特性传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应时间总有一定的延迟，通常希望延迟时间越短越好。传感器的频率响应越高，则可测的信号频率范围就越宽。由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因而传感器频率低，则可测信号的频率就较低。在动态测量中，应根据信号的特点，以免产生过大的误差。4、线性范围传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。理论上在此范围内，灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽，则它的量程就越大，并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看它的量程是否满足要求。但在实际上，任何传感器都不能保证绝对的线性，它的线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内可将非线性误差较小的传感器近似看作是线性的，这会给测量工作带来很大的方便。5、稳定性传感器在使用一段时间后，它的稳定性会受到影响。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身的结构以外，还包括传感器的使用环境。因此，要使传感器具有良好的稳定性，需要有较强的环境适应能力。6、精度精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量准确程度的一个环节。传