传感器的静态特性
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. 传感器静态特性的一般知识
传感器作为感受被测量信息的器件，总是希望它能按照一定的规律输出有用信号，因此需要研究其输出――输入的关系及特性，以便用理论指导其设计、制造、校准与使用。理论和技术上表征输出――输入之间的关系通常是以建立数学模型来体现，这也是研究科学问题的基本出发点。由于传感器可能用来检测静态量(即输入量是不随时间变化的常量)、准静态量或动态量(即输入量是随时间而变化的量)，理论上应该用带随机变量的非线性微分方程作为数学模型，但这将在数学上造成困难。由于输入信号的状态不同，传感器所表现出来的输出特性也不同，所以实际上，传感器的静、动态特性可以分开来研究。因此，对应于不同性质的输入信号，传感器的数学模型常有动态与静态之分。由于不同性质的传感器有不同的内在参数关系(即有不同的数学模型)，它们的静、动态特性也表现出不同的特点。在理论上，为了研究各种传感器的共性，本节根据数学理论提出传感器的静、动态两个数学模型的一般式，然后，根据各种传感器的不同特性再作以具体条件的简化后给予分别讨论。应该指出的是，一个高性能的传感器必须具备有良好的静态和动态特性，这样才能完成无失真的转换。
1. 传感器静态特性的方程表示方法
静态数学模型是指在静态信号作用下(即输入量对时间t的各阶导数等于零)得到的数学模型。传感器的静态特性是指传感器在静态工作条件下的输入输出特性。所谓静态工作条件是指传感器的输入量恒定或缓慢变化而输出量也达到相应的稳定值的工作状态，这时，输出量为输入量的确定函数。若在不考虑滞后、蠕变的条件下，或者传感器虽然有迟滞及蠕变等但仅考虑其理想的平均特性时，传感器的静态模型的一般式在数学理论上可用n次方代数方程式来表示，即
2n012nyaaxaxax （1-2）
式中 x――为传感器的输入量，即被测量；
y――为传感器的输出量，即测量值；
0a――为零位输出；
1a――为传感器线性灵敏度；
2a，3a，…，na――为非线性项的待定常数。
0a，1a，2a，3a，…，na――决定了特性曲线的形状和位置，一般通过传感器的校准试验数据经曲线拟合求出，它们可正可负。
在研究其特性时，可先不考虑零位输出，根据传感器的内在结构参数不同，它们各自可.
. 能含有不同项数形式的数学模型，理论上为了研究方便，式(1-2)可能有以下四种情况，如图1-7所示，这种表示输出量与输入量之间的关系曲线称为特性曲线。
(1) 理想的线性特性通常是所希望的传感器应具有的特性，只有具备这样特性才能正确无误地反映被测的真值，这时，传感器的数学模型如图1-7（a）所示。由图1-7(a)有
0230naaaa
因此得到
1yax
因为直线上任何点的斜率均相等，所以传感器的灵敏度为
1ySax常数
(2) 仅有偶次非线性项，如图1-7(c)所示。其数学模型为
24124yaxaxax
方程仅包含一次方项和偶次方项，因为它没有对称性，所以线性范围较窄。一般传感器设计很少采用这种特性。通常，实际特性可能不过零点。
(3) 仅有奇次非线性，如图1-7(b)所示。其数学模型为
35135yaxaxax
具有这种特性的传感器，一般在输入量x相当大的范围内具有较宽的准线性，这是较接近理想线性的非线性特性，它相对坐标原点是对称的，即()()yxyx，所队它具有相当宽的近似线性范围。通常，实际特性也可能不过零点。
图1-7 传感器的静态特性
351135ay=axby=ax+ax+ax+（）；（）；
2423124123cy=ax+ax+ax+dy=ax+ax+ax+（）；（）
.
. (4) 一般情况下传感器的数学模型应包括多项式的所有项数，即
23123yaxaxax
如图1-7(d)所示。这是考虑了非线性和随机等因素的一种传感器特性。
当传感器的特性出现了图1-7（b）、(c)、(d)所示的非线性的情况时，就必须采用线性补偿措施。
传感器及其元部件的静态特性方程除在多数情况下可用代数多项式表示以外，在一些情况下则以非多项式的函数形式来表示更为合适，如双曲线函数、指数函数、对数函数等。
2. 静态特性的曲线表示法
要使传感器和计算机联机使用，传感器的静态特性用数学方程表示是必不可少的，但是，为了直观地、一目了然地看出传感器的静态特性，使用图线（静态特性曲线）来表示静态特性显然是较优越的方式。图线能表示出传感器特性的变化趋势以及何处有最大或最小的输出，何处传感器灵敏度高，何处低。当然，也能通过其特性曲线，粗略地判别出是线性或非线性传感器。作曲线的步骤大体是：图纸选择、坐标分度、描数据点、描曲线、加注解说明。通常，传感器的静态特性曲线可绘在直角坐标中，根据需要，也可以采用对数或半对数坐标。x轴永远表示被测量，y轴则永远代表输出量。坐标的最小分格应与传感器的精度级别相应。分度过细，超出传感器的实际精度需要，将会造成曲线的人为起伏，表现出虚假精度和读出无效数字；分度过粗将降低曲线的读数精度，曲线表现得过于平直，可读性大为削弱。图1-8所示为同一特性的三种不同曲线表示。可以看出图1-8(a)分度比较合理，图1-8(b)纵轴分度过细，而图1-8(c)纵轴分度过粗。
图1-8 同一特性不同分度所绘曲线比较
3. 静态特性数据的列表表示法
列表法就是把传感器的输入输出数据按一定的方式顺序排列在一个表格之中。列表的优.
. 点是：简单易行；形式紧凑；各数据易于进行数量上的比较；便于进行其他处理，如绘制曲线、进行曲线拟合、进行插值计算，或求一组数据的差分或差商等。
4. 静态特性的求法
传感器的静态特性主要是通过校准试验来获取的。所谓校准试验，就是在规定的试验条件下，给传感器加上标准的输入量而测出其相应的输出量。在传感器的研制过程中，也可以通过其已知的元部件的静态特性，采用图解法或解析法而求出传感器可能具有的静态特性。
1．5．2 传感器的主要静态性能指标
传感器的静态特性是通过各静态性能指标来表示的，它是衡量传感器静态性能优劣的重要依据。静态特性是传感器使用的重要依据，传感器的出厂说明书中一般都列有其主要的静态性能指标的额定数值。
传感器可完成将某一输入量转换为可用信息，因此，总是希望输出量能不失真的反映输入量。在理想情况下，输出输入给出的是线性关系，但在实际工作中，由于非线性(高次项的影响)和随机变化量等因素的影响，不可能是线性关系。所以，衡量一个传感器检测系统静态特性的主要技术指标有：灵敏度、分辨率、线性度、迟滞（滞环）、重复性，以下分别介绍：
1. 灵敏度(sensitivity)
灵敏度（静态灵敏度）是传感器或检测仪表在稳态下输出量的变化量y与输入量的变化量x之比，用K表示，有
yKx
如果输入输出特性为线性的传感器或仪表，则
xyK
如果检测系统的输入输出特性为非线性，则灵敏度不是常数，而是随输入量的变化而改变，应以/dydx表示传感器在某一工作点的灵敏度。实际使用中，由于需要外加辅助电源的传感器的输出量与供给传感器的电源电压有关，因此，其灵敏度的表达式往往需要包括电源电压的因素。灵敏度是一个有单位的量，其单位决定于传感器输出量的单位和输入量的单位以及有关的电源电压的单位。
例如：某位移传感器，当电源电压为1V时，每1mm位移变化引起的输出电压变化为100mV，则其灵敏度可表示为100mV/（mm·V）。 .
. 例题：某铂丝热敏传感器。
（1）在小测量温度范围内，铂丝传感器阻值与温度可近似看作线性关系，如图1-9所示。有，
0(1)tRRT
灵敏度为：
0/tKdRdTR
其中，0R――是铂丝传感器在零度时的阻值，
t――是铂丝传感器的温度系数。
（2）将此铂丝传感器构成电桥进行温度测量，输出电压信号与温度的关系呈非线性关系，如图1-10所示，有：
2012UaaTaT
图1-9 铂丝热敏传感器温度特性 图1-10 铂丝非线性温度特性
其中0a、1a、2a是常数。
灵敏度可表示为：
122dUKaaTdT
工程上近似表示为：
1Ka
2. 分辨率
分辨率也称灵敏度阈值，即引起输出量产生可观测的微小变化所需的最小输入量的变化量。因为传感器的输入输出关系不可能都做到绝对连续，有时，输入量开始变化，但输出量.
. 并不随之相应变化，而是输入量变化到一定程度时输出才突然产生一小的阶跃变化。这就出现了分辨率和阈值问题。从微观来看，传感器的特性曲线并不是十分平滑的，而是有许多微小的起伏。当输入量改变x时，输出量变化y，x变小，y也变小。但是一般来说，x小到某种程度，输出量就不再变化了，这时的x就是分辨率或灵敏度阈值。
存在灵敏度阈值的原因有两个。一个是输入的变化量通过传感器内部被吸收，因而反映不到输出端上去。典型的例子是螺丝或齿轮的松动。螺丝和螺帽，齿条和齿轮之间多少都有空隙，如果x相当于这个空隙的话，那么x是无法传递出去的。又例如，装有轴承的旋转轴，如果不加上能克服轴与轴之间摩擦的力矩的话，轴是不会旋转的。第二个原因是传感器输出存在噪声。如果传感器的输出值比噪声电平小，就无法把有用信号和噪声分开。如果不加上最起码的输入值（这个输入值所产生的输出值与噪声的电平大小相当）是得不到有用的输出值的，该输入值即灵敏度阈值，也叫灵敏阈、门槛灵敏度、或阈值。
对数字显示的测量系统，分辨率是数字显示的最后一位所代表的值。对指针式测量仪表，分辨率与人们的观察能力和仪表的灵敏度有关。举例说明：
（1）数字天平
如图1-11所示的数字天平分辨率是多少？
答：因为对数字显示的测量系统，分辨率是数字显示的最后一位所代表的值。所以，数字天平的分辨率是0.01g。
（2）已知人们所能观察的指针最小偏移量为0.3mm。如图1-12所示的指针式称重计的灵敏度S为10mm/Kg。则此称重计的分辨率是多少？
答：因为人们所能观察的指针最小偏移量y＝0.3mm。
称重计的灵敏度S＝10mm/Kg，所以，分辨率x＝y/S=0.3/10=0.03Kg。
图1-11 数字天平 图1-12 指针式称重计
3. 线性度
传感器简答总结
1：何为传感器的静态特性？主要技术指标是什么？答：传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系称为传感
器的静态特性；其主要指标有线性度、灵敏度、精确度、最小检测量和分辨力、迟滞、重复
性、零点漂移、温漂。
2：何为传感器的动态特性？主要技术指标是什么？答：（1）动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性；描述动态特性的指标：对一阶传感器：时间常数；对二阶传感器：固有频率、阻尼比。
3：什么是金属材料的应变效应？什么是半导体材料的压阻效应？答：①金属材料在受到外力作用时，产生机械变形，导致其阻值发生变化的现象叫
金属材料的应变效应。
（②半导体材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。
4：比较金属丝应变片和半导体应变片的相同和不同点。答：相同点：它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化
；不同点：金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体
材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。
5：什么事金属应变片的灵敏度系数？答：金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数；（
它与金属丝应变灵敏度函数不同，应变片由于由金属丝弯折而成，具有横向效应，使其灵敏
度小于金属丝的灵敏度）
6：采用应变片进行测量时为什么要进行温度补偿？常用温补方法有哪些？答：①因为金属的电阻本身具有热效应，从而使其产生附加的热应变；（②基底材料、应变片、粘接剂、盖板等都存在随温度增加而长度应变的线膨胀效应，若
它们各自的线膨胀系数不同，就会引起附加的由线膨胀引起的应变；常用的温度补偿法有单
丝自补偿，双丝组合式自补偿和电路补偿法。
7：固态压阻器件的结构特点是什么？受温度影响会产生那些温度漂移？如何进行补偿？答：（1）固态压阻器件的特点是：属于物性型传感器，是利用硅的压阻效应和微电子
传感器的特性有哪些
1、静态特性
指传感器本身具有的特征特点。研究的几个主要指标有：线性度、精度、重复性、温漂等，通俗讲就是：非线性误差大小、线性误差大小如何、多次应用好坏、受温度变化误差大小等等。
2、动态特性
指传感器在应用中输入变化时，它的输出的特性。用它对某些标准输入信号的响应来表示，即自控理论中的传递函数。实际工作中，便于工程项目中的采集、控制。
3、稳定性
稳定性表示传感器在一个较长的时间内保持其性能参数的能力。理想的情况是不论什么时候，传感器的特性参数都不随时间变化。但实际上，随着时间的推移，大多数传感器的特性会发生改变。这是因为敏感器件或构成传感器的部件，其特性会随时间发生变化，从而影响传感器的稳定性。
4、线性度
通常情况下，传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。在实际工作中，为使仪表具有均匀刻度的读数，常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度(非线性误差)就是这个近似程度的一个性能指标。拟合直线的选取有多种方法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线，此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。
5、重复性
重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度。各条特性曲线越靠近，说明重复性越好，随机误差就越小。
6、灵敏度
灵敏度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。它是输出一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。灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如，某位移传感器，在位移变化1mm时，输出电压变化为200mV,则其灵敏度应表示为200mV/mm.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。
7、分辨力
分辨力是指传感器可能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力时，其输出才会发生变化。通常传感器在满量程范围内各点的分辨力并不相同，因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的最大变化值作为衡量分辨力的指标。上述指标若用满量程的百分比表示，则称为分辨率。
传感器简答题(含答案)
第一章
1. 传感器的基本概念是什么？一般情况下由哪几部分组成？
答：（1）传感器是能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
（2）传感器通常由敏感元件、转换元件和测量电路组成，有的还需辅助电源。
2.传感器有几种分类形式，各种分类之间有什么不同？
答：一般常用的分类方法有四种：①按测量原理分类；②按输入信号分类；③按结构型和物理型分类；④按使用材料分类。
第二章
1. 何谓传感器的静态特性，传感器的主要静态特性有哪些？
答：（1）传感器的静态特性是指在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系。
（2）主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、漂移。
2. 何谓传感器的动态特性，怎样衡量传感器的动态特性？
答：（1）传感器的动态特性是指传感器对动态激励（输入）的响应（输出）特性，即输出对随时间变化的输入量的响应特性。
（2）传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来衡量。瞬态响应常采用阶跃信号作为输入，频率响应常采用正弦函数作为输入。
第三章
1. 试分析电位器式传感器的负载特性，什么是负载误差？如何减小负载误差？
答：（1）电位器输出端有负载时，其特性称为负载特性。负载电阻和电位器的比值为有限值，负载特性偏离理想空载特性的偏差称为电位器的负载误差。对于线性电位器，负载误差即为其非线性误差。
（2）减小负载误差方法：
①尽量减小负载系数，通常希望m＜0.1，为此可采用高输入阻抗放大器；
②将电位器工作区间限制在负载误差曲线范围内；
③将电位器空载特性设计成某种上凸特性，负载特性必然下降。
第四章
1. 简述电阻应变式传感器的温度误差原因，如何补偿。
答：（1）原因：①温度变化引起敏感栅金属丝电阻变化；
②试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同，两者随温度变化产生的形变不
等，使应变片产生附加应变。
传感器实验心得体会(精选7篇)
传感器实验心得体会（精选7篇）
传感器实验心得体会 篇1
传感器应用极其广泛，而且种类繁多，涉及的学科也很多，通过对传感器的学习让我基本了解了传感器的基本概念及传感器的静、动态特性电阻式、电容式、电感式、压电式、热电式、磁敏式、光电式传感器与光纤传感器的结构、工作原理及应用。传感器的特性主要是指输出入输入之间的关系。当输入量为常量或变化很慢时，其关系为静态特性。当输入量随时间变换较快时，其关系为动态特性。
传感器的`静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间的关系，即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移等。
所谓动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了。
前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。
传感器的作用主要是感受和响应规定的被测量，并按一定规律将其转换成有用输出，特别是完成非电量到电量的转换。传感器的组成并无严格的规定。一般说来，可以把传感器看做由敏感元件（有时又称为预变换器）和变换元件（有时又称为变换器）两部分组成。
敏感元件 在具体实现非电量到电量的变换时，并非所有的非电量都能利用现有的技术手段直接变换为电量，有些必须进行预变换，即先将待测的非电量变为易于转换成电量的另一种非电量。这种能完成预变换的器件称为敏感元件。
变换器
能将感受到的非电量变换为电量的器件称为变换器，例如，可以将位移量直接变换为电容、电阻及电感的电容变换器、电阻变换器及电感变换器，能直接把温度变换为电势的热电偶变换器。显然，变换器是传感器不可缺少的重要组成部分。
简述五种传感器静态特征的主要指标
简述五种传感器静态特征的主要指标
静态特性的主要技术指标有：线性度、量测范围和量程、迟滞和重复性、灵敏度、分辨力和阈值、稳定性、漂移和静态误差。
线性度是描述传感器静态特性的一个重要指标，以被测输入量处于稳定状态为前提。在规定条件下，传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差（ΔYmax）与满量程输出（Y）的百分比，称为线性度（线性度又称为“非线性误差”），该值越小，表明线性特性越好。
灵敏度（Sensitivity）是指某方法对单位浓度或单位量待测物质变化所致的响应量变化程度，它可以用仪器的响应量或其他指示量与对应的待测物质的浓度或量之比来描述。
分辨力是指引起相应示值产生可觉察到变化的被测量的最小变化。放大负片时，表示成为大致同标的清晰度和颗粒性的术语。
测量范围指计量器具所能够测量的最小尺寸与最大尺寸之间的范围。测量范围的小值和值分别称为测量下限和测量上限，仪表的量程用来表示其测量范围的大小，是其测量上限值与下限值的代数差，即量程等于测量上限值减测量下限值，给出仪表的测量范围便知限及量程，反之只给出仪表的量程，却无法确定其限及测量范围。
静态误差是指当测量器件的测量值(或输入值)不随时间变化时，测量结果(或输出值)会有缓慢的漂移，这种误差称为静态输入误差，或称静态误差。
传感器静态特性的指标及公式
传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。
传感器在稳态信号（x（t）=常数）作用下，其输出—输入关系称为传感器的静态特性，y=f（x）。因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以 它们之间的关系，即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。传感器静 态特性指标：线性度，灵敏度，分辨率（力），迟滞，重复性，精度，量程等。
（1）线性度：指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。定义为在全量程范围内实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差值与满量程输出值之比。
理想输出—输入线性特性传感器（系统）优点：
·简化传感器理论分析和设计计算；
·方便传感器的标定和数据处理；
·显示仪表刻度均匀，易于制作、安装、调试，提高测量精度；
·避免非线性补偿环节。
实际传感器输出—输入特性一般为非线性，即y=a0+a1 x+a2 x2+a3 x3+…+an
xn；式中，a0----零位输出，零点漂移（零漂）；a1----传感器线性灵敏度，常用K表示； a2、a3、L、an-----待定系数。 线性度（非线性误差）（Linearity）
（1）理想线性：y=a1x，灵敏度Sn=y/x=a1=常数（K）
（2）具有偶次项非线性：y=a1x+a2x2+a4x4+L
（3）具有奇次项非线性：y=a1x+a3x3+a5x5+L
（4）普遍情况：y=a1x+a2x2+a3x3+a4x4+L
（2）灵敏度：灵敏度是传感器静态特性的一个重要指标。其定义为输出量的增量与引起该增量的相应输入量增量之比。用S表示灵敏度。灵敏度是指传感器在稳态下的输出变化与输入变化的比值，用Sn表示，如下图所示，具有输出/输入量纲。
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传感器静态特性的指标及公式 2
传感器静态特性的指标及公式
1. 灵敏度(Sensitivity)
灵敏度是指传感器输出量对输入量变化的响应程度，也可以理解为传感器输出信号的变化量与输入量变化的比值，通常用一定范围内最大输出变化与输入量变化的比值表示。灵敏度的计算公式如下：
S=∆Y/∆X
其中，S为灵敏度，∆Y为输出量的变化值，∆X为输入量的变化值。
2. 线性度(Linearity)
线性度是指传感器输出量与输入量之间的线性关系程度，即输出量的变化是否与输入量的变化成正比。线性度可以通过传感器的线性度误差来描述，通常用百分比或者绝对值来表示。线性度的计算公式如下：
L=，(Y实测-Y理论)/Y理论，×100%
其中，L为线性度，Y实测为实际测量输出量，Y理论为理论预期输出量。
3. 零偏误差(Zero Offset Error)
零偏误差是指在无输入量时，传感器的输出量和零点之间的差值。零偏误差可以通过传感器的测量输出量和零输入量的差值来计算，常表达为绝对值或者百分比。零偏误差的计算公式如下：
E=，Y测-Y零，×100%
其中，E为零偏误差，Y测为实际测量输出量，Y零为零输入量。 4. 分辨力(Resolution)
分辨力是指传感器能够分辨最小输入量变化的能力，通常是输出量变化的最小有效值。分辨力可以通过量程与分辨率的比值来计算，分辨率可以是数字量的最小变化值，也可以是模拟量的最小变化量。分辨力的计算公式如下：
R=量程/分辨率
其中，R为分辨力，量程为传感器的工作范围，分辨率为传感器输出量的最小变化值。
5. 稳定性(Stability)
稳定性是指传感器输出量在一定环境条件下长时间内保持不变的能力，通常用输出量的标准差来衡量。稳定性可以通过传感器长时间测量得到的输出量数据的标准差来计算，也可以通过计算测量输出量序列的方差来估计。稳定性的计算公式如下：
S=√[Σ(Yi-Ȳ)²/(N-1)]
其中，S为稳定性，Yi为第i个测量输出量，Ȳ为所有测量输出量的平均值，N为测量次数。
压力传感器静态特性与动态特性的对比有什么不同
传感器有很多特性，所谓特性也就是传感器所独有的性质，压力传感器作为传感器中最普遍的一种传感器也有很多特性，压力传感器的特性一般可分为静态特性和动态特性。
压力传感器的静态特性是指对静态的输入信号，压力传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之 间的关系，即压力传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征压力传 感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、分辨力和迟滞等。
所谓动态特性，是指压力传感器在输入变化时，它的输出的特性。在实际工作中，压力传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是 因为压力传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前者就能推 定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以压力传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。
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实验三 差动变面积式电容传感器的静态特性
实验三 差动变面积式电容传感器的静态特性
实验目的：了解差动变面积式电容传感器的原理及其特性。
实验原理：电容式传感器有多种形式,本仪器中是差动变面积式的电容传感器。该传感器由两组定片和一组动片组成。当安装于振动台上的动片上、下改变位置,与两组静片之间的重叠面积发生变化,极间电容也发生相应变化,成为差动电容。上层定片与动片形成的电容定为C1,下层定片与动片形成的电容定为C2,如将C1 和C2 接入桥路作为相邻两臂时,桥路的输出电压与电容量的变化有关,即与振动台的位移有关。
所需单元及部件：电容传感器、电容放大器、差动放大器、低通滤波器、F/V表、测微头。
有关旋钮的初始位置：差动放大器增益旋钮置于中间，F/V表置于2V档，
实验步骤：
(1)按图２接线。
图２
（2）F/V表打到20V,调节测微头,使输出为零。
（3）转动测微头,每次0.25mm,记下此时测微头的读数及电压表的读数,直至电容动片与上(或下)静片覆盖面积最大为止。
X(mm)
V(mv)
退回测微头至初始位置,并开始以相反方向旋动,同上法,记下X(mm)及V(mv)值。
X(mm)
V(mv)
（4）计算系统灵敏度S。S=△V/△X（式中△V为电压变化,△X为相应的梁端位移（变化）,并作出V-X关系曲线。
（5）断开主副电源,拔掉连接线,将测微头旋转离开振动台,将连接线整理好,清理桌面,将凳子放回原处,检查东西是否缺少,整理完毕,方可离开实验室。
差动变面积式电容传感器的静态特性（实物连接图）
传感器的基本特性
传感器的基本特性
传感器的基本特件是指传感器的输出与输入之间的关系。由1—传感器洲量的参数一般有
两种形式：一种是不随时间的变化而变化(或变化极其缓慢)的稳态信号，另“种是随N间的
变化而变化的动态信号。因此传感器的基本特性分为静态特性和动态特性。
件感器的静态特性与指标如下：
传感器的静态特件是指化感器输入信号处T低定状态时，其输出与输入之间呈现的关系。
表不力
式中，y—一传感器输出量i
f一传感器输人员
AL)——传感器的零位输出；
A J——传感器的灵敏座，A：，A√”，A n为非线件项系数。
衡量静态待件的主要指标有精确度、稳定件、灵敏度、线性度、迟滞和可靠性等。
(1)精确皮 精确度足反映测旦系统小系统误差和随机误差的综合评走指标。与精确度
有关的指挪有精密度、准确皮利精确度。
①精密度。说刚测量系统指示值的分散租皮。精密度反映j’随机误差的大小，精密度高
则随机误差小。
②准确度。说叫测量系统的输山值偏离真值的程度。避确度炬系统误差大小的标志．脏
确度高则系统误差小。
②精确度。是准确度与ATMEL代理商精密度两者的总和，常用仪表的基本误差表不。精确度而表示精 密度和难确度都而。
Iql—4个的肘市例子有助十对牌确皮、精密度和精确度3个概念的理解。图(a)表不准
确度；苟而精密度低；图(b)大示精密度尚而淮确度低；阎(c)表不准确度和精密度部高。即它的
桔确陵尚。 (2)稳定性 传感器的稳定性常用稳定度和影响系数表尔。
①稳定度。是指在规定I：作条件范围和规定时间内，传感器性能保持不变的能力。传感
器在工作时，内部随机变动的因素很多，例如发生周期性变动、漂移或机械部分的摩擦等都会
引起输出值的变化。
稳定度 般用甫复件的数值羽I观测时间的长短表示。例如，某传感器输出电压值每小时变化1．5rnv。可4成稳定度为1．5n、v儿。