Czujnik statyczny
Charakterystyka statyczna czujnika odnosi się do korelacji między wyjściem i wejściem czujnika dla statycznego sygnału wejściowego. Ponieważ wielkość wejściowa i wielkość wyjściowa są niezależne od czasu, zależność między nimi, czyli charakterystyka statyczna czujnika, można opisać równaniem algebraicznym bez zmiennych czasowych lub rysując krzywą charakterystyczną z wielkością wejściową jako odcięta i odpowiadająca jej wielkość wyjściowa jako współrzędna. Głównymi parametrami charakteryzującymi charakterystykę statyczną czujnika są: liniowość, czułość, histereza, powtarzalność, dryft itp.
1. Liniowość: odnosi się do stopnia, w jakim rzeczywista krzywa zależności pomiędzy wyjściem i wejściem czujnika odbiega od dopasowanej linii prostej. Zdefiniowany jako stosunek maksymalnego odchylenia pomiędzy rzeczywistą krzywą charakterystyczną a dopasowaną linią w całym zakresie skali do sygnału wyjściowego w pełnej skali.
2. Czułość: Czułość jest ważnym wskaźnikiem charakterystyki statycznej czujnika. Definiuje się go jako stosunek przyrostu sygnału wyjściowego do odpowiedniego przyrostu sygnału wejściowego, który spowodował ten przyrost. S służy do wskazania czułości.
3. Histereza: Zjawisko polegające na tym, że charakterystyki wejściowe i wyjściowe czujnika nie pokrywają się podczas zmiany wielkości wejściowej z małej na dużą (skok dodatni) i wielkości wejściowej z dużej na małą (skok odwrotny). W przypadku sygnałów wejściowych o tej samej wielkości sygnały wyjściowe skoku czujnika do przodu i do tyłu nie są równe i tę różnicę nazywa się różnicą histerezy.
4. Powtarzalność: Powtarzalność odnosi się do stopnia, w jakim krzywe charakterystyczne uzyskane przez czujnik są niespójne, gdy wielkość wejściowa zmienia pełną skalę w tym samym kierunku kilka razy.
5. Dryft: Dryft czujnika odnosi się do zmiany sygnału wyjściowego czujnika w czasie, podczas gdy wielkość wejściowa pozostaje taka sama, co nazywa się dryfem. Istnieją dwie przyczyny dryftu: jedna to parametry strukturalne samego czujnika; Drugim jest otoczenie (takie jak temperatura, wilgotność itp.).
6. Rozdzielczość: Gdy sygnał wejściowy czujnika powoli wzrasta od wartości niezerowej, sygnał wyjściowy zmienia się zauważalnie po przekroczeniu pewnego przyrostu, a ten przyrost wejściowy nazywany jest rozdzielczością czujnika, czyli minimalnym przyrostem wejściowym.
7. Próg: Gdy sygnał wejściowy czujnika powoli wzrasta od wartości zerowej, sygnał wyjściowy zmienia się zauważalnie po osiągnięciu określonej wartości, a ta wartość wejściowa nazywana jest napięciem progowym czujnika.
Dynamika czujnika
Tak zwane charakterystyki dynamiczne odnoszą się do charakterystyki sygnału wyjściowego czujnika przy zmianie sygnału wejściowego. W praktyce charakterystykę dynamiczną czujnika często wyraża się w kategoriach jego reakcji na standardowy sygnał wejściowy. Dzieje się tak dlatego, że reakcję czujnika na standardowy sygnał wejściowy można łatwo znaleźć eksperymentalnie i istnieje pewna zależność pomiędzy jego reakcją na standardowy sygnał wejściowy a jego reakcją na dowolny sygnał wejściowy. Najczęściej używanymi standardowymi sygnałami wejściowymi są sygnał krokowy i sygnał sinusoidalny, dlatego charakterystyka dynamiczna czujnika wyraża się również w odpowiedzi krokowej i odpowiedzi częstotliwościowej.
Liniowość
Zazwyczaj rzeczywista charakterystyka statyczna czujnika jest krzywą, a nie linią prostą. W praktyce, aby miernik miał równomierny odczyt skali, często do przybliżenia rzeczywistej krzywej charakterystycznej stosuje się pasującą linię prostą, a liniowość (błąd nieliniowości) jest wskaźnikiem wydajności tego przybliżenia.
Istnieje kilka sposobów wyboru linii dopasowania. Na przykład teoretyczna linia prosta połączona przez wejście zerowe i punkt wyjściowy pełnej skali jest używana jako linia dopasowania; Lub teoretyczna linia prosta z najmniejszą sumą kwadratów odchyleń od każdego punktu krzywej charakterystycznej jest używana jako linia dopasowania, a ta linia dopasowania nazywana jest linią dopasowania najmniejszych kwadratów.
Wrażliwość
Czułość odnosi się do stosunku zmiany sygnału wyjściowego △y do zmiany wielkości wejściowej △x w ustalonej pracy czujnika.
Jest to nachylenie krzywej charakterystyki wyjściowej i wejściowej. Jeżeli istnieje liniowa zależność pomiędzy wyjściem i wejściem czujnika, wówczas czułość S jest stała. W przeciwnym razie będzie się różnić w zależności od ilości danych wejściowych.
Wymiar wrażliwości to stosunek wymiaru wyjścia do wielkości wejściowej. Przykładowo, jeśli napięcie wyjściowe czujnika przemieszczenia zmieni się o 1 mm, a napięcie wyjściowe zmieni się o 200 mV, jego czułość należy wyrazić jako 200 mV/mm.
Gdy wymiary wyjściowe i wejściowe czujnika są takie same, czułość można rozumieć jako powiększenie.
Zwiększona czułość skutkuje wysoką dokładnością pomiaru. Jednak im wyższa czułość, tym węższy zakres pomiarowy i gorsza stabilność.
Rezolucja
Rozdzielczość odnosi się do zdolności czujnika do dostrzeżenia najmniejszej mierzonej zmiany. Oznacza to, że sygnał wejściowy zmienia się powoli od wartości niezerowej. Gdy wartość zmiany wejścia nie przekroczy określonej wartości, wyjście czujnika nie ulegnie zmianie, to znaczy czujnik nie będzie w stanie rozróżnić zmiany tego wejścia. Jego sygnał wyjściowy zmienia się tylko wtedy, gdy sygnał wejściowy zmienia się bardziej niż rozdzielczość.
Ogólnie rzecz biorąc, rozdzielczość czujnika nie jest taka sama w każdym punkcie zakresu pełnej skali, dlatego jako miarę często używa się maksymalnej zmiany wielkości wejściowej, która może spowodować stopniową zmianę sygnału wyjściowego w zakresie pełnej skali. rozdzielczości. Metryki te nazywane są rozdzielczością wyrażoną jako procent pełnej skali. Rozdzielczość jest ujemnie skorelowana ze stabilnością czujnika.