了解传感器：常见技术参数

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01带宽

一般指传感器输出响应下降到其最大相应的根号二分之一或功率一半的信号范围，通俗点说就是传感器能够采样的范围，传感器对外界信号的响应范围的指标是其带宽，主要描述传感器的动态特性（能否跟得上被测量的变化频率），而有效带宽指传感器实际能保证测量精度的带宽，这里的带宽实际上是从频域去描述的。再换句话说，其实这东西跟频率响应是一回事，也就是传感器对外部信号的反应能力！从传递函数角度来看，大部分传感器都可以简化为一个一阶或二阶环节。

02灵敏度

灵敏度是指稳态运行下传感器的输出变化△y与输入变化△x之比。

一般在传感器的线性范围内，灵敏度越高通常意味着传感器信噪比越高，对应于被测变化的输出信号值越大，更有利于信号处理。但需要注意的是，传感器的灵敏度高，容易混入与测量无关的外界噪声，然后被放大系统放大，影响测量精度。因此，要求传感器本身应该具有高信噪比，以最小化从外部引入的干扰信号。

03零点漂移

传感器输入值为零，其输出值有一定程度的变化，即零点漂移。温漂是引起零漂最常见的因素。引起零漂的原因：敏感元件的老化、应力、电荷泄露、温度变化等等。

04分辨率

分辨率是指传感器在指定测量范围内可以检测到的微小变化，是传感器能检测到的待测量变化的最小值，例如使用米尺只能测毫米级别的距离，而使用千分尺则可以检测1/‰毫米级别。分辨率是有单位的绝对值。例如，如果温度传感器的分辨率为0.1摄氏度，满量程为500摄氏度，则其分辨率为0.1/500=0.02%。

05精度

准确度是指真值附近正负三倍标准差的值与量程比值，是指测量值与真值的差值。如果测量的目的是定性分析，可以选择重复精度高的传感器，但不应选择绝对值精度高的传感器。如果是定量分析必须得到的测量值，就要选择精度能满足要求的传感器。

（1）引起系统误差的原因：测量原理及算法固有误差、标定不准确、环境温度影响、材料缺陷等等；

（2）引起随机误差的原因：传动间隙、元器件老化等等。

06重复性

传感器的重复性是指，在相同条件下同方向重复多次测量时，测量结果之间的差异。又称重复误差、再现误差等。重复性误差越小，重复性越好，传感器的稳定性越好。

07频率响应特性

传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，它必须在允许的频率范围内保持不失真。其实传感器的响应总是有一定的延迟，希望延迟时间越短越好。频率响应高的传感器可测信号频率范围宽，而由于结构特性的影响，机械系统的惯性大，所以频响低的传感器可测信号频率较低。

08迟滞

简单来说就是传感器正反向时输入输出的映射曲线不一致，该现象即迟滞。产生迟滞的原因有：传感器敏感元件的材料特性、机械结构特性（摩擦、传动间隙等）等等。

09线性范围

传感器的线性范围是指输出与输入成比例的范围。理论上，在这个范围内，灵敏度保持不变，传感器的线性范围越宽，其测量范围就越大。但实际上，任何传感器都不可能是绝对线性的，它的线性是相对的。当要求的测量精度比较低时，在一定范围内，非线性误差小的传感器可以视为线性，便于测量。

010采样频率

采样频率是指传感器在单位时间内能够采样的测量结果的数量，反映了传感器的快速响应能力。采样频率是测量数据快速变化时必须充分考虑的技术指标。

随着采样频率的不同，传感器的精度指标也随之变化。一般来说，采样频率越高，测量精度越低。但是，传感器给出的精度往往是在采样速度下甚至是静态条件下得到的测量结果。因此，在选择传感器时，必须同时考虑精度和速度。

审核编辑 黄宇