傳感器技術(shù)規(guī)格,你懂多少?
傳感器技術(shù)規(guī)格,你懂多少?
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技術(shù)規(guī)格主要為用戶提供產(chǎn)品技術(shù)和產(chǎn)品功能方面的信息。由于沒有法律要求或行業(yè)標準來強制規(guī)定技術(shù)規(guī)格的內(nèi)容和形式,因此每家制造商的技術(shù)規(guī)格都不盡相同。在分析技術(shù)規(guī)格的數(shù)據(jù)時,了解重要的細節(jié)、差異以及需要注意的問題至關(guān)重要。
精確度 vs 精度
“精確度”和“精度”兩個術(shù)語的含義是不同的,對測量型傳感器來說,必須對二者進行正確區(qū)分。
精確度包括測量范圍內(nèi)的線性誤差、遲滯誤差和重復(fù)性誤差(或重復(fù)精度)。 測量值或多或少總是接近于最終的平均值,可用“散布圓”來表示。不過,精確度并不能用于描述 多次測量平均值與真實值之間的誤差,此類誤差用“精度”來表示。
精確度用以平均值為圓心的散布圓來表示?!熬取敝付啻螠y量平均值與真實值之間的誤差。
最大測量誤差 vs 單獨的標準測量誤差
不同供應(yīng)商對傳感器規(guī)格的定義也不同。有的供應(yīng)商提供最大測量誤差,而有的則提供單獨的標準測量誤差。不過,這兩種變量是截然不同的。
標準測量誤差用散布圓半徑(精確度)來表示,而最大測量誤差是固定誤差(精度)與標準測量誤差(精確度)之和。
由于所執(zhí)行的通用規(guī)格不同,參數(shù)值相同的兩種傳感器,其性能可能天壤之別。如果兩種傳感器均以0.1%全量程(FS)來標示,其中一種未明確固定誤差。而且,測量值與真實值之間的關(guān)系也未標明。因此,標準測量誤差為0.1% FS的傳感器極有可能對應(yīng)的是最大測量誤差為0.5% FS的傳感器。為了使最大測量誤差達到0.1% FS,傳感器必須要精確得多,例如:0.05% FS的標準測量誤差(精確度,散布圓)加上0.05% FS的固定誤差。
如果數(shù)據(jù)表沒有明確規(guī)定是最大測量誤差還是標準測量誤差,則必須使用小字進行說明,以便區(qū)別。問題的關(guān)鍵在于零點誤差和滿量程誤差是否包含在技術(shù)規(guī)范中。例如:
根據(jù)標準測量誤差規(guī)定的技術(shù)規(guī)格包括線性誤差(根據(jù)最小值設(shè)定,BFSL)以及遲滯誤差和重復(fù)性誤差;根據(jù)最大測量誤差規(guī)定的技術(shù)規(guī)格包括零點誤差、滿量程誤差、線性誤差(極限點設(shè)定之后)以及遲滯誤差和重復(fù)性誤差(EN 61298-2)。
誤差定義
無論是標準測量誤差,還是最大測量誤差,都必須進一步考慮誤差的定義。誤差也有兩種常見的定義方式。
測量過程中使用到大量傳感器,每個傳感器都進行相應(yīng)的多次測量。 如果以“典型”誤差來定義,只有68%(1s)的傳感器符合技術(shù)規(guī)格。 這意味著有32%的傳感器都不符合制造商提供的技術(shù)規(guī)格。
如果是以“最大”誤差來定義的,則為高質(zhì)量產(chǎn)品,因為從統(tǒng)計角度看,有99.7%(3s)的測量型傳感器都符合這一技術(shù)規(guī)格。 因此,在這種情況下,幾乎所有傳感器都符合制造商的技術(shù)規(guī)格。
溫度影響
標準測量誤差和/或最大測量誤差的規(guī)定與參考溫度有關(guān),通常是20°C。不過,在大多數(shù)情況下,傳感器的工作溫度都不穩(wěn)定,或者偏離了20°C,這會對標準測量誤差造成相應(yīng)的影響,對最大測量誤差的影響更大。這是由于傳感器的性能只能針對一個溫度值進行調(diào)節(jié)。因此,在變化的溫度下,零點誤差和滿量程誤差(極限點或最小值設(shè)定)都會發(fā)生變化。
“零點溫度系數(shù)”用于描述溫度在壓力為零的情況下對標準測量誤差或最大測量誤差的影響。 一般而言,零點溫度系數(shù)用%FS/10°C表示。如果一只傳感器的初始最大測量誤差為0.1%FS(20°C下),若傳感器的零點溫度系數(shù)為0.05%FS/10°C,那么傳感器在40°C的工作溫度下所對應(yīng)的最大測量誤差則是0.2%FS。
“滿量程溫度系數(shù)”用于描述溫度在滿量程的情況下對標準測量誤差或最大測量誤差的影響。 通常情況下,滿量程溫度系數(shù)用%FS/10°C表示。滿量程溫度系數(shù)與零點溫度系數(shù)合起來相當(dāng)于精確度的下降值。
滿量程溫度系數(shù) → 標準測量誤差
零點溫度系數(shù) → 對固定誤差的影響
從上圖中可看出,真實值(藍點)與多次測量的平均值(紅點)之間的距離對應(yīng)的便是固定誤差。散布圓(標準測量誤差)反映的是精確度,是多次測量值(灰點)構(gòu)成的點云。最后,最大測量誤差則用綠色虛線所構(gòu)成的圓弧來表示,具體取決于散布圓和固定誤差。零點溫度系數(shù)對固定誤差有影響,而滿量程溫度系數(shù)對標準測量誤差有影響,二者合起來則表示溫度對最大測量誤差有影響。
來源:傳動網(wǎng)
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