传感器及实用检测技术课件 第1章.ppt

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1、第第1章传感器基础知识章传感器基础知识1.1传感器的概念传感器的概念 1.2传感器的分类传感器的分类 1.3传感器与检测系统传感器与检测系统 1.4传感器技术传感器技术 1.5传感器的基本特性传感器的基本特性 1.1传感器的概念传感器的概念1.1.传感器传感器定义：所谓传感器定义：所谓传感器(sensor),(sensor),是指将感受到的是指将感受到的物理量、化学量等信息物理量、化学量等信息,按照一定规律按照一定规律,转换成便于转换成便于测量和传输的信号的装置测量和传输的信号的装置。组成：传感器一般由敏感元件、转换元件和测组成：传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成量电路三部分组

2、成。图11传感器的组成示意图（1）敏感元件敏感元件(预变换器预变换器):):能够完成预变换的器件能够完成预变换的器件称为敏感元件称为敏感元件,又称预变换器。又称预变换器。如在传感器中各种类型的弹性元件常被称为敏感元件,并统称为弹性敏感元件。敏敏感元件与传感器的区别敏敏感元件与传感器的区别:传感器不但对被测变量敏感,而且能相应地以电信号,如电压、电流、频率等形式将其传送出去（2）转换元件转换元件:将敏感元件输出的非电量直接转换为将敏感元件输出的非电量直接转换为电量的器件称为转换元件。电量的器件称为转换元件。例如例如应变压力传感器中,弹性膜片是敏感元件,电阻应变片才是转换元件。有一些传感器,合二为

3、一,如压电晶体、热电偶等。（3）测量电路）测量电路:将转换元件输出的电量变成便于显示、记将转换元件输出的电量变成便于显示、记录、控制和处理的有用电信号的电路，称为测量电路。录、控制和处理的有用电信号的电路，称为测量电路。（测量电路的类型有电桥电路及其他特殊电路,如高阻抗输入电路、脉冲调宽电路、振荡回路等。)T0T0CBAT2.2.换能器换能器 定义：将信号从一种物理形式变换为另一种不定义：将信号从一种物理形式变换为另一种不同物理形式的装置称为换能器。同物理形式的装置称为换能器。自然界有六种形式的信号：机械、热、电、磁、自然界有六种形式的信号：机械、热、电、磁、化学、辐射（包括光、电磁波、微粒辐

4、射）。化学、辐射（包括光、电磁波、微粒辐射）。换能器与换能器与传感器的区别：传感器的区别：包括传感器、包括传感器、执行器执行器等等。但。但传感器传感器专用于信息的采集，执行器主要用于专用于信息的采集，执行器主要用于功率转换。功率转换。3.3.变送器变送器定义定义:是从传感器发展而来的是从传感器发展而来的,凡能输出标准信凡能输出标准信号的传感器都称为变送器。号的传感器都称为变送器。常用标准信号为常用标准信号为0 05V5V的电压信号或的电压信号或4 420mA20mA的电流信号的电流信号。数字变送器:以输出数字量为特征的满足某种传输协议(如现场总线协议)的变送器。4.4.转换器转换器定义：能将非

5、标准信号转换成标准信号或者能定义：能将非标准信号转换成标准信号或者能将不同标准的信号实现相互转换的装置称为转换器。将不同标准的信号实现相互转换的装置称为转换器。非标准信号变成标准信号的转换。使之与带有标准信号输入电路或接口的仪表配套。不同标准的信号的转换。例如,气/电转换、电/气转换,能把20100kPa的空气压力与010mA的电流相互转换。电/电转换。如420mA与010mA电流之间的转换。1.21.2传感器的分类传感器的分类 传感器的种类繁多,分类的方法也不尽相同，通常有按用途和按工作原理两种分类思路，具体见表11。表表1 11 1传感器常用的两种分类方式传感器常用的两种分类方式 1.1.

6、按被测量分类（用途按被测量分类（用途)如输入量为温度、压力、位移、速度、加速度、湿度等非电量时,则相应的传感器称为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器、湿度传感器等。这种分类方法给使用者提供了方便,容易根据测量对象选择所需要的传感器,也便于初学者应用。2.2.按测量原理分类（工作原理）按测量原理分类（工作原理）主要是基于电磁原理和固体物理学理论主要是基于电磁原理和固体物理学理论。如根据变电阻的原理根据变电阻的原理,相应的有电位器式、应变式传感器;根据变磁阻的原理根据变磁阻的原理,相应的有电感式、差动变压器式、电涡流式传感器;根据半导体有关理论根据半导体有关理论,相应的有

7、半导体力敏、热敏、光敏、气敏等固态传感器。这是传感器研究人员所常用的分类方式。这种分类方式有助于减少传感器的类别数,并使传感器的研究与信号调理电路直接相关。3.3.其他分类其他分类 (1)(1)按是否需要激励能源分类有：无源传感器按是否需要激励能源分类有：无源传感器和有源传感器和有源传感器有源传感器：有源传感器：其特点在于敏感元件本身能将非其特点在于敏感元件本身能将非电量直接转换成电信号电量直接转换成电信号,例如超声波换能器(压/电转换)、热电偶(热/电转换)、光电池(光/电转换)等。无源传感器：无源传感器：敏感元件本身无能量转换能力敏感元件本身无能量转换能力,必须采用外加激励源对其进行激励必

8、须采用外加激励源对其进行激励,才能得到输出才能得到输出信号。信号。如湿敏电容、热敏电阻、压敏电阻等都属于这类传感器。能量控制型传感器：能量控制型传感器：由于被测量仅能在传感器中起能量控制作用,因此无源传感器也称为能量控无源传感器也称为能量控制型传感器。制型传感器。提示注意：提示注意：由于需要为敏感元件提供激励源,无源传感器通常需要比有源传感器用更多的引线无源传感器通常需要比有源传感器用更多的引线。传感器的总体灵敏度也会受到激励信号幅度的影响敏度也会受到激励信号幅度的影响。此外,激励源的存在可能增加在易燃易爆气体环境中引起爆炸的危险爆炸的危险,在某些特殊场合需要引起足够的重视。（2 2）根据输出

9、信号的类型分类）根据输出信号的类型分类,可以将传感器分为模拟传感器与数字传感器模拟传感器与数字传感器。准数字传感器准数字传感器：模输出为方波信号,其频率或占空比随被测参量变化而变化的传感器称为准数字传感器。由于这类信号可直接输入到微处理器内,利用微处理器内的计数器即可获得相应的测量值。1.3传感器与检测系统传感器与检测系统1.测控系统框图测控系统框图一个检测系统的首要任务就是测量,而测量测量的目的两个的目的两个:其一、是用于客体对象的监测显示其一、是用于客体对象的监测显示。例如对室内环境温 度/湿度的测量、环境中大气压力及空气污染物的测量、院中病人状态的监测等;其二、则是用于控制其二、则是用于

10、控制。图12检测控制系统构成示意图 2.2.传感器在系统中的作用传感器在系统中的作用传感器一般处于测控系统的两个部分传感器一般处于测控系统的两个部分:一、一、是位于输入端是位于输入端,与被测对象接触与被测对象接触,采集系统监采集系统监测信息测信息;二、二、是位于输出端是位于输出端,采集输出量的变化并将之送采集输出量的变化并将之送回反馈通道回反馈通道,实现控制量的调节。实现控制量的调节。传感器的性能好坏直接影响系统性能。如果传感器不能灵敏地感受被测量,或者不能把感受到的被测量精确地转换成电信号,其他仪表和装置的精确度再高也无意义。3.3.信号调理信号调理所谓信号调理所谓信号调理,即对传感器的输出

11、信号进行再即对传感器的输出信号进行再加工加工,使其更适合于后续的信号传输及处理。使其更适合于后续的信号传输及处理。信号调理内容：信号放大、信号输出范围信号调理内容：信号放大、信号输出范围(如如10V,010V,05V5V等等)再调整、噪声抑制或最小化等。再调整、噪声抑制或最小化等。信号调理单元在测量系统中的位置如图信号调理单元在测量系统中的位置如图1 13 3所所示示。实际上,信号调理与检测电路之间的界限并不一定很清楚,有时还会合二为一,因此有些文献中也将电阻抗-电压转换电路,如电阻、电感、电容等的检测电路归为信号调理电路。图13信号调理在测量系统中的位置 图14典型的信号获取系统 4.4.系

12、统的模块化和接口系统的模块化和接口实际的测量系统是通过传感器、信号调理、数据采集、信号处理、数据显示、数据存储与传输等环节的有机组合实现的。将系统进行模块化、标准化是很必要的。相关技术人员就可以在不必深入了解每个功能模块的内部原理及结构的情况下,对整个系统进行设计、实现及维护,模块化的测量系统，如图15所示。图15模块化的测量系统 所谓接口所谓接口,是指实现两功能模块之间电气参数连是指实现两功能模块之间电气参数连接的部分。接的部分。接口电路可以工作在同一电气参数范围,如将传感器输出的模拟信号调整成标准输出信号;也可将信号从一种形式(如图16所示)变换到另一个形式,如模/数转换电路。图16测量系

13、统中可能涉及的物理量的形式 在传感器与测量系统的接口方面,传感器的输出阻抗决定了接口电路所需的输入阻抗接口电路所需的输入阻抗：传感器的输出为电压信号时传感器的输出为电压信号时,要求接口电路要求接口电路的输入阻抗高的输入阻抗高,以便使检测电压接近传感器的输出电压,如图17(a)所示。传感器的输出为电流信号时，则要求接口传感器的输出为电流信号时，则要求接口电路的输入阻抗低电路的输入阻抗低,以便使输入电流接近传感器的输出电流。(如图17(b)所示),电压传输 电流传输图17传感器输出信号形式与接口电路的阻抗 1.4传感器技术传感器技术1.4.1传感器技术学科特点传感器技术是当今世界的高新技术之一传感

14、器技术是当今世界的高新技术之一,也是也是当代科学技术发展的一个重要标志当代科学技术发展的一个重要标志,它与它与负责信息传输的通信技术通信技术,担负信息处理的计算机技术计算机技术构成现代信息技术的三大支柱三大支柱,没有传感器提供的可靠、准确的信息,通信和计算机技术就成为无源之水。传感器主要涉及三大学科知识：材料科学、传感器主要涉及三大学科知识：材料科学、检测技术和工艺制造技术检测技术和工艺制造技术 。图18传感器技术学科特点1.4.21.4.2传感器的材料传感器的材料 传感器的敏感原理是一些物理现象或化学现象,传感器所涉及的材料问题错综复杂,传感器材料的定义和分类至今没有统一和标准化。传感器材料

15、大致可分为两大类：敏感材料和辅助传感器材料大致可分为两大类：敏感材料和辅助材料材料。例如,电阻应变计主要需要四种材料。电阻敏感栅材料属敏感材料,基底、粘结剂和引出线三种属辅助材料。辅助材料是传感器不可缺少的组成部分辅助材料是传感器不可缺少的组成部分,直接影响传感器的特性、稳定性、可靠性和寿命。敏感材料是传感器材料的核心敏感材料是传感器材料的核心,它决定了传感器的作用机理。按照敏感材料的材质分类按照敏感材料的材质分类,可分为：半导体材可分为：半导体材料、敏感陶瓷材料、金属与合金材料、无机材料和料、敏感陶瓷材料、金属与合金材料、无机材料和有机材料、生化材料等。有机材料、生化材料等。1.4.31.4

16、.3检测技术检测技术检测技术是依据物理、化学、生物反应等机理,对信号采集、处理的技术对信号采集、处理的技术。它涉及电子技术、半导体技术、激光技术、光纤技术、声控技术、遥感技术、自动化技术、计算机应用技术等。1.4.41.4.4工艺加工技术工艺加工技术加工工艺是传感器从实验室走向实用的关键加工工艺是传感器从实验室走向实用的关键。由于传感器研究的跨学科性,现代加工制造技术中的各种工艺手段在传感器领域都有所体现。微机械微机械加工技术以及集成电路生产工艺在传感器领域的应加工技术以及集成电路生产工艺在传感器领域的应用用,为传感器的小型化、微型化乃至智能化提供了一个重要手段,可以实现大批量生产小型、可靠的

17、传感器,已经成为传感器生产的重要工艺手段。图19给出了迄今为止各种加工技术所能达到的精度和被加工物体的大小。从此图中可以看出,机械加工精度最高1m,集成电路的掩膜精度可达100nm,用移动原子的处理方法精度可达零点几纳米。图19应用不同加工方法得到的加工精度 传统的机械量传感器传统的机械量传感器,如位移、压力、流量传感器,其敏感元件的尺寸一般比较大,且往往由多个零部件组合而成,因此也有人称之为结构型传感器称之为结构型传感器,其生产过程的自动化程度依生产批量而定。这类传感器(即使是那些大批量生产的传感器)的加工工艺一般都包括人工调整环节。大量的生产厂家仍然采用机械加工结合手工调整的方式进行。总体

18、来说总体来说,传感器的加工工艺可概括为传感器的加工工艺可概括为:原材料原材料的物理化学分析与力学性能测试工艺的物理化学分析与力学性能测试工艺弹性体的锻弹性体的锻造、机加工及热处理工艺造、机加工及热处理工艺弹性体的稳定化处理工弹性体的稳定化处理工艺艺弹性体的整体清洗弹性体的整体清洗,贴片面的准备工艺贴片面的准备工艺应变应变计的筛选、配组工艺计的筛选、配组工艺应变计的粘贴、加压及固化应变计的粘贴、加压及固化工艺工艺组桥、布线及性能粗测工艺组桥、布线及性能粗测工艺线路补偿与调线路补偿与调整工艺整工艺传感器整机老化处理工艺传感器整机老化处理工艺防潮密封工艺防潮密封工艺性能检测与标定工艺。性能检测与标定

19、工艺。*1.5传感器的基本特性传感器的基本特性理想的传感器应该具有如下特点理想的传感器应该具有如下特点:(1)(1)传感器的输出量仅对特定的输入量敏感。传感器的输出量仅对特定的输入量敏感。(2)(2)传感器的输出量与输入量呈唯一的、稳定的传感器的输出量与输入量呈唯一的、稳定的对应关系对应关系,且最好是线性关系。且最好是线性关系。(3)(3)传感器的输出量可实时反映输入量的变化。传感器的输出量可实时反映输入量的变化。在实际应用中,传感器本身的结构、电子电路器件、电路系统结构以及各种环境因素的存在均可能影响到传感器的整体性能,具体如图110所示。图110影响传感器性能的因素 1.5.11.5.1静

20、态特性静态特性传感器的静态特性是指在稳态条件下,传感器的输出与输入的关系。典型的传感器静态特性曲线描述方式为 其中,y为输出量,x为输入量。理想的传感器输出输入特性是线性的,即输出与输入间的关系满足：y=f（x）y=a1x+a0其中，a0、a1为常数。这种线性特性无疑是最理想的特性。其优点在于：(1)可大大简化传感器的理论分析和设计计算。(2)为标定和数据处理带来很大方便,只要知道线性输出-输入特性上的两点(一般画零点和满度值)就可以确定其余各点避免了非线性补偿环节,后续仪表制作、安装、调试容易,提高了测量精度。(3)避免了非线性补偿环节,后续仪表制作、安装、调试容易,提高了测量精度。常用的传

21、感器的常用的传感器的1111个特性参数个特性参数：1测量范围、上下限及量程测量范围、上下限及量程 测量范围的最小值和最大值分别称为测量下限测量范围的最小值和最大值分别称为测量下限(Xmin)和测量上限和测量上限(Xman),简称下限和上限简称下限和上限,见图1-11.量程：是其测量上限值与下限值的代数差量程：是其测量上限值与下限值的代数差,即即：量程量程=测量上限值测量上限值-测量下限值。测量下限值。图1-11 测量上下限、量程、满量程输出值、灵敏度例如例如,某压力传感器的测量范围为某压力传感器的测量范围为-400+400mmHg400+400mmHg或表示为或表示为400mmHg400mmH

22、g，其量程为，其量程为800 mmHg800 mmHg。反之只给出量程反之只给出量程,却无法确定其上下限却无法确定其上下限及测量范围。及测量范围。2.2.满量程输出值（满量程输出值（Y YFSFS）满量程满量程 FSFS（Full SpanFull Span）对应的输出值记为）对应的输出值记为 Y YFSFS=Y Ymaxmax-Y Yminmin(见图见图1-11)1-11)3.3.零点迁移和量程迁移零点迁移和量程迁移 零点迁移：通常将零点的变化称为零点迁移。零点迁移：通常将零点的变化称为零点迁移。量程迁移：而量程的变化则称为量程迁移。量程迁移：而量程的变化则称为量程迁移。如图如图1 112

23、12所示所示(假设传感器特性是线性的假设传感器特性是线性的)。在实际使用中,由于测量要求或测量条件的变化,需要改变传感器的零点或量程,为此可以对传感器进行零点和量程的调整。图112零点迁移和量程迁移示意图由于受传感器测量范围和输入通道对输入信号由于受传感器测量范围和输入通道对输入信号的限制的限制,实际的特性曲线通常只限于正边形实际的特性曲线通常只限于正边形ABCDABCD内内部部,即用实线表示部分即用实线表示部分;虚线部分只是理论上的结果,无实际意义。因此,线段2的实际效果是传感器有效使用范围迁移到原来的25%100%,测量范围迁移到原来的075%。线段3的实际效果是传感器有效使用范围迁移到原

24、来的0100%,测量范围迁移到原来的070%。同理,考虑图中线段4所示的量程迁移情况,其理论上零点没有迁移,量程迁移到原来的140%,而实际上只保持了原来有效范围的071.4%,测量范围则仍为原来的0100%。4.4.灵敏度和分辨率灵敏度和分辨率灵敏度：是传感器的输出增量与输入增量之比灵敏度：是传感器的输出增量与输入增量之比,记为记为S S:S=Y/X=YFS/量程 灵敏度就是传感器特性直线段的斜率。灵敏度是有量纲的物理量。表示对应固定输入量的输出值。例如，某位移传感器灵敏度为100mV/mm，表示该传感器对应1mm的位移变化就有100mV的输出电压变化。对于非线性传感器,灵敏度可用其一阶导数

25、形式表示，分辨率：它是指输出能响应和分辨的最小输入分辨率：它是指输出能响应和分辨的最小输入量量。一般说仪表的灵敏度高,则其分辨率同样也高。容易与灵敏度混淆的是辨率容易与灵敏度混淆的是辨率。5.5.线性度线性度它是传感器特性曲线与其规定的拟合直线之间的最大偏是传感器特性曲线与其规定的拟合直线之间的最大偏差差maxmax与传感器满量程输出与传感器满量程输出Y YFSFS之比的百分数。之比的百分数。值得注意的是,线性度的具体值与具体采取的拟合直线计算方法有很大的关系,这一点从图113就可以看出来。同样的传感器数据,采用不同的拟合直线可得到不同的线性度指标。目前拟合直线的获得有多种标准,一般是以在标称

26、输出范围中和标定曲线的各点偏差平方之和最小(即最小二乘法原理)的直线作为拟合直线。但在研究或应用过程中,应参照具体标准进行计算。图113传感器的线性度 6.6.误差误差示值：传感器所测值称为示值示值：传感器所测值称为示值,它是被测真值的反映它是被测真值的反映。严格地说,被测真值只是一个理论值,因为无论采用何种传感器,测得的值都有误差。实际中通常采用适当精度的仪表测出的(或用特定的方法确定的)约定真值代替真值约定真值代替真值。例如使用国家标准计量机构标定过的标准仪表进行测量,其测量值即可作为约定真值。绝对误差：示值与公认的约定真值之差称为绝对误差绝对误差：示值与公认的约定真值之差称为绝对误差,也

27、就是通常所指的误差。也就是通常所指的误差。绝对误差绝对误差=示值示值-约定真值约定真值 相对误差：绝对误差与约定真值之比称为相对误差相对误差：绝对误差与约定真值之比称为相对误差,常常用百分数表示用百分数表示,即即引用误差：仪表量程取代约定真值则得到引用误差。虽引用误差：仪表量程取代约定真值则得到引用误差。虽然用相对误差来衡量精度比较合理然用相对误差来衡量精度比较合理,但仪表多应用在接近上但仪表多应用在接近上限值的量限值的量,因而如下式所示：因而如下式所示：100%100%可能造成传感器误差的来源很多可能造成传感器误差的来源很多,但基本上可分为五种类但基本上可分为五种类型型:介入误差、应用误差、

28、特性参数误差、动态误差及环境介入误差、应用误差、特性参数误差、动态误差及环境误差。误差。1)1)介入误差介入误差 来源于传感器敏感元件的介入对所测系统的环境改变造来源于传感器敏感元件的介入对所测系统的环境改变造成的误差。成的误差。2)2)应用误差应用误差指使用者对具体传感器原理缺乏了解或测量系统的设计指使用者对具体传感器原理缺乏了解或测量系统的设计缺陷所造成的差误。缺陷所造成的差误。3)3)特性参数误差特性参数误差顾名思义顾名思义,这指来源于传感器本身的特性参数误差这指来源于传感器本身的特性参数误差,这这类误差是传感器本身固有的。类误差是传感器本身固有的。4)4)动态误差动态误差 指测量快速变

29、化的参量时出现的误差。指测量快速变化的参量时出现的误差。是传感器对快变输入信号的反应能力的动态特性参数是传感器对快变输入信号的反应能力的动态特性参数。5)5)环境误差环境误差指各种环境因素带来误差。最常见的为温度、振动、冲指各种环境因素带来误差。最常见的为温度、振动、冲击、电磁场、化学腐蚀、电源电压波动等因素均可造成误差。击、电磁场、化学腐蚀、电源电压波动等因素均可造成误差。7.7.滞环、死区和回差滞环、死区和回差滞环：由于传感器内部的某些元件具有储能效应滞环：由于传感器内部的某些元件具有储能效应,使得使得检验所得的实际上升曲线和下降曲线常出现不重合的情况检验所得的实际上升曲线和下降曲线常出现

30、不重合的情况,从而使得传感器的特性曲线形成环状从而使得传感器的特性曲线形成环状,即称为滞环。即称为滞环。如图114(a)所示死区：指传感器具有储能效应，使得传感器输入在小到死区：指传感器具有储能效应，使得传感器输入在小到一定范围后不足以引起输出的任何变化一定范围后不足以引起输出的任何变化,而这一范围则称为而这一范围则称为死区。死区。死区也称为不灵敏区。死区也称为不灵敏区。其特性曲线如图114(b)所示。因此,存在死区的仪表要求输入值大于某一限度才能引起输出的变化,典型的特性曲线如图114(c)所示。图114滞环、死区、综合效应分析 回差回差:实际上升曲线和实际下降曲线间都存在差实际上升曲线和实

31、际下降曲线间都存在差值值,其最大的差值称为回差其最大的差值称为回差,亦称变差亦称变差,或或来回变差来回变差。通常以回差与满量程输出值之比的百分数来表通常以回差与满量程输出值之比的百分数来表示这一特性参量迟滞示这一特性参量迟滞:8.8.重复性和再现性重复性和再现性重复性重复性:在同一工作条件下在同一工作条件下,同方向连续多次对同一输入同方向连续多次对同一输入值进行测量所得的多个输出值之间相互一致的程度称为重复值进行测量所得的多个输出值之间相互一致的程度称为重复性。性。实际上实际上,常选用上升曲线的最大离散程度和下降曲线的常选用上升曲线的最大离散程度和下降曲线的最大离散程度两者中的最大值与满量程输

32、出值之比的百分数最大离散程度两者中的最大值与满量程输出值之比的百分数来表示重复性来表示重复性(或称重复性误差）或称重复性误差）:再现性：指不同时间以相同条件测量同一被测量所得测再现性：指不同时间以相同条件测量同一被测量所得测量结果的一致性程度。量结果的一致性程度。包括仪表实际上升曲线和实际下降曲线之间的最大离散包括仪表实际上升曲线和实际下降曲线之间的最大离散程度。程度。图115重复性和再现性9.9.精确度精确度 精确度：正确度精密度精确度：正确度精密度 通常用精度等级来表示精确度的高低。通常用精度等级来表示精确度的高低。精度等级：精度等级：用允许的最大引用误差去掉百分号用允许的最大引用误差去掉

33、百分号(%)(%)后的后的数字来划分等级。数字来划分等级。按工业规定按工业规定,精确度划分成若干等级精确度划分成若干等级,如如0.10.1级、级、0.20.2级、级、0.50.5级、级、1.01.0级、级、1.51.5级、级、2.52.5级等。精度等级级等。精度等级的数字越小的数字越小,精度越高。精度越高。一种常见的做法是一种常见的做法是:综合考虑室温下传感器的综合考虑室温下传感器的线性度、线性度、滞后（滞后（迟滞、迟滞、回差）及重复性回差）及重复性三方面的误差三方面的误差,按下式计算出按下式计算出传感器的精度传感器的精度:10.10.可靠性可靠性它是衡量传感器能够正常工作并发挥其功能的程度。

34、它是衡量传感器能够正常工作并发挥其功能的程度。简单地来说,如果有100台同样的传感器,工作1000小时后约有99台仍能正常工作,则可以说这批仪表工作1000小时后的可靠度是99%。基于以上分析,综合考虑常规要求,即在要求平均无故障工作时间尽可能长的同时,平均故障修复时间尽可能短的情况下引出综合性指标引出综合性指标有效度有效度,其定义如下:11.11.稳定性稳定性下面仅列出主要的三个指标下面仅列出主要的三个指标,具体定义请参考其他相关具体定义请参考其他相关文献。文献。(1)(1)时间零漂时间零漂:传感器的输出零点随时间发生漂移的情况。传感器的输出零点随时间发生漂移的情况。(2)(2)零点温漂零点温漂:传感器的输出零点随温度变化发生漂移的传感器的输出零点随温度变化发生漂移的情况。情况。(3)(3)灵敏度温漂灵敏度温漂:传感器的灵敏度随温度变化发生漂移的传感器的灵敏度随温度变化发生漂移的情况。情况。表表12某电容式位移传感器的技术数据某电容式位移传感器的技术数据 1.5.21.5.2动态特性动态特性它是指传感器对于随时间变化的输入量的响应特性它是指传感器对于随时间变化的输入量的响应特性,是传是传感器的输出值能够真实地跟随变化着的输入量能力的反映。感器的输出值能够真实地跟随变化着的输入量能力的反映。传感器的动态特性是传感器在测量中非常重要的特性。