Quines són les característiques dels sensors físics?

1. Característiques estàtiques dels sensors

Les característiques estàtiques dels sensors fan referència a la relació entre la sortida i l’entrada de sensors per als senyals d’entrada estàtica. Com que tant l’entrada com la sortida són independents del temps, la relació entre ells, és a dir, les característiques estàtiques dels sensors, es pot descriure mitjançant una equació algebraica sense variables de temps o per una corba característica dibuixada amb l’entrada com a coordenada horitzontal i la sortida corresponent com a coordenada vertical. Els principals paràmetres que caracteritzen les característiques estàtiques dels sensors són: linealitat, sensibilitat, histèresi, repetibilitat, deriva, etc.

(1) Linealitat: es refereix al grau en què la corba de relació real entre la sortida i l’entrada del sensor es desvia de la línia recta ajustada. Es defineix com la relació de la desviació màxima entre la corba característica real i la línia recta ajustada dins de la gamma completa fins al valor de sortida a escala completa.

(2) Sensibilitat: la sensibilitat és un indicador important de les característiques estàtiques dels sensors. Es defineix com la relació de l’increment de la sortida amb l’increment corresponent de l’entrada que provoca l’increment. S representa la sensibilitat.

(3) Histèresi: El fenomen que la corba característica d’entrada-sortida del sensor no es solapen quan l’entrada canvia de petit a gran (traç positiu) i de gran a petit (traç invers) s’anomena histèresi. Per al mateix senyal d’entrada, el senyal de sortida del sensor en els traços positius i inversos no és igual. Aquesta diferència s’anomena diferència d’histèresi.

(4) Repetibilitat: la repetibilitat es refereix al grau d'incoherència de la corba característica obtinguda quan l'entrada del sensor canvia contínuament en la mateixa direcció durant tot el rang.

(5) Drift: La deriva del sensor es refereix al canvi de la sortida del sensor al llarg del temps quan l’entrada es manté sense canvis. Aquest fenomen es diu Drift. Hi ha dues raons per a la deriva: un són els paràmetres estructurals del propi sensor; L’altra és l’entorn circumdant (com la temperatura, la humitat, etc.).

2. Característiques dinàmiques dels sensors

Les anomenades característiques dinàmiques fan referència a les característiques de la sortida del sensor quan canvia l’entrada. En el treball real, les característiques dinàmiques del sensor sovint s’expressen per la seva resposta a determinats senyals d’entrada estàndard. Això es deu al fet que la resposta del sensor al senyal d’entrada estàndard és fàcil d’obtenir experimentalment i hi ha una certa relació entre la seva resposta al senyal d’entrada estàndard i la seva resposta a qualsevol senyal d’entrada. Sovint, conèixer el primer pot inferir el segon. Els senyals d’entrada estàndard més utilitzats són els senyals de pas i els senyals sinusoïdals, de manera que les característiques dinàmiques del sensor sovint es representen per resposta de pas i resposta de freqüència.

3. Linealitat del sensor

En circumstàncies normals, la sortida característica estàtica real del sensor és una corba més que una línia recta. En el treball real, per tal de fer que l'instrument tingui una lectura a escala uniforme, sovint s'utilitza una línia recta de muntatge per aproximar la corba característica real, i la linealitat (error no lineal) és un indicador de rendiment d'aquesta aproximació. Hi ha moltes maneres de seleccionar una línia recta. Per exemple, la línia recta teòrica que connecta els punts d’entrada zero i els punts de sortida a escala completa s’utilitza com a línia recta adequada; o la línia recta teòrica amb la suma més petita de quadrats de desviacions de cada punt de la corba característica s’utilitza com a línia recta adequada. Aquesta línia recta que s’adapta s’anomena els quadrats que s’ajusten a la línia recta.