Dom > Razstava > Vsebine

Analiza razvrstitve napak senzorja

May 13, 2017

Dober senzor izpolnjuje naslednja pravila:

Je občutljiv na izmerjeno lastnost

Je neobčutljivo na katerokoli drugo znamko, ki bi jo verjetno naletela v svoji vlogi, in ne vpliva na izmerjeno premoženje.

Večina senzorjev ima funkcijo linearnega prenosa. Občutljivost se nato definira kot razmerje med izhodnim signalom in izmerjeno lastnostjo. Na primer, če senzor meri temperaturo in ima izhodno napetost, je občutljivost konstantna z enotami [V / K]. Občutljivost je naklon prenosne funkcije. Pretvarjanje električnega izhoda senzorja (na primer V) na izmerjene enote (npr. K) zahteva delitev električnega izhoda z naklonom (ali pomnožitvijo z njenim vzajemnim). Poleg tega se odmik pogosto doda ali odšteje. Na izhod, na primer, je treba dodati -40, če izid 0 V ustreza vnosu -40 C.

Za analogni senzorski signal, ki ga je treba obdelati ali uporabiti v digitalni opremi, ga je treba pretvoriti v digitalni signal z analogno-digitalnim pretvornikom.


Odstopanja senzorjev

Ker senzorji ne morejo ponoviti idealne funkcije prenosa, lahko pride do več vrst odstopanj, ki omejujejo natančnost senzorja:

Ker je obseg izhodnega signala vedno omejen, bo izhodni signal sčasoma dosegel najmanjšo ali največjo vrednost, če izmerjena lastnost presega omejitve. Območje celotnega obsega določa najvišje in najmanjše vrednosti izmerjene lastnosti.

Občutljivost se v praksi lahko razlikuje od navedene vrednosti. To se imenuje napaka občutljivosti. To je napaka na naklonu linearne funkcije prenosa.

Če se izhodni signal razlikuje od pravilne vrednosti s konstanto, ima senzor napako ali pristranskost. To je napaka v y-prestrezanju funkcije linearnega prenosa.

Nelinearnost je odstopanje funkcije prenosa senzorja iz funkcije prenosa ravni. Ponavadi je to opredeljeno z zneskom, ki se od proizvodnje razlikuje od idealnega vedenja v celotnem obsegu senzorja, ki je pogosto označen kot odstotek celotnega obsega.

Odstopanje zaradi hitrih sprememb izmerjene lastnosti skozi čas je dinamična napaka. Pogosto je to vedenje opisano z bode plotom, ki prikazuje napako občutljivosti in fazni premik kot funkcija frekvence periodičnega vhodnega signala.

Če se izhodni signal počasi spreminja neodvisno od izmerjene lastnosti, je to definirano kot drift. Dolgoročni odmik v mesecih ali letih je posledica fizičnih sprememb v senzorju.

Hrup je naključno odstopanje signala, ki se s časom spreminja.

Napaka histereze povzroči, da se izhodna vrednost spreminja glede na prejšnje vhodne vrednosti. Če je izhod senzorja drugačen, odvisno od tega, ali je bila določena vhodna vrednost dosežena s povečanjem v primerjavi z zmanjšanjem vnosa, ima senzor napako histereze.

Če ima senzor digitalni izhod, je izhod v bistvu približek izmerjene lastnosti. Ta napaka se imenuje tudi napaka kvantizacije.

Če se signal digitalno nadzoruje, lahko frekvenca vzorčenja povzroči dinamično napako ali če se vhodna spremenljivka ali dodani hrup občasno spreminja s frekvenco v bližini večkratnika stopnje vzorčenja, se lahko pojavijo napake za napake.

Senzor je lahko do neke mere občutljiv na druge lastnosti, ki niso merjene lastnosti. Na primer, na večino senzorjev vpliva temperatura njihovega okolja.

Vsa ta odstopanja se lahko razvrstijo kot sistemske napake ali naključne napake. Sistematične napake se lahko včasih kompenzirajo s pomočjo neke vrste strategije umerjanja. Hrup je naključna napaka, ki jo je mogoče zmanjšati z obdelavo signalov, kot je filtriranje, običajno na račun dinamičnega obnašanja senzorja.


Resolucija

Ločljivost senzorja je najmanjša sprememba, ki jo zazna v količini, ki jo meri. Ločljivost senzorja z digitalnim izhodom je ponavadi ločljivost digitalnega izhoda. Resolucija je povezana z natančnostjo merjenja, vendar niso enake. Natančnost senzorja je lahko bistveno slabša od njegove ločljivosti.