在系統(tǒng)檢測(cè)過程中，需要運(yùn)用到各種各樣的，傳感器的測(cè)量方法以及性能是檢測(cè)任務(wù)是否能夠順利完成的關(guān)鍵性因素。在實(shí)際操作過程中，需針對(duì)不同的檢測(cè)目的和具體情況進(jìn)行分析，然后找出切實(shí)可行的測(cè)量方法，再根據(jù)測(cè)量方法選擇合適的檢測(cè)技術(shù)工具，組成一個(gè)完整的檢測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。關(guān)于傳感器的測(cè)量方法主要有直接測(cè)量、間接測(cè)量和組合測(cè)量三種形式，本文就這三種測(cè)量方法為大家做下比較，看它們都適用于哪些檢測(cè)系統(tǒng)中。
直接測(cè)量
直接測(cè)量就是在使用傳感器儀表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，對(duì)儀表讀數(shù)不需要經(jīng)過任何運(yùn)算，就能直接表示測(cè)量所需要的結(jié)果。比方說，用磁電式電流表測(cè)量電路的電流，用彈簧管式壓力表測(cè)量鍋爐的壓力等這些都屬于直接測(cè)量。
直接測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量過程簡(jiǎn)單而迅速，缺點(diǎn)是測(cè)量精度不容易做到很高，這種測(cè)量方法在工程上被廣泛采用。
間接測(cè)量
在有些測(cè)量場(chǎng)合，被測(cè)量無(wú)法或不便于直接測(cè)量，這就要求在使用傳感器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，首先對(duì)與被測(cè)物理量有確定函數(shù)關(guān)系的幾個(gè)量進(jìn)行測(cè)量，然后將測(cè)量值代入函數(shù)關(guān)系式，經(jīng)過計(jì)算得到所需的結(jié)果，這種方法稱為間接測(cè)量。
間接測(cè)量比直接測(cè)量所需要測(cè)量的量要多，并且計(jì)算過程較為復(fù)雜，引起誤差的因素也較多，但如果對(duì)誤差進(jìn)行分析并選擇和確定優(yōu)化的測(cè)量方法，在比較理想的條件下進(jìn)行間接測(cè)量，測(cè)量結(jié)果的精度不一定低，有時(shí)還可得到較高的測(cè)量精度。間接測(cè)量一般用于不方便直接測(cè)量或者缺乏直接測(cè)量手段的場(chǎng)合。
組合測(cè)量
在應(yīng)用傳感器儀表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，若被測(cè)物理量必須經(jīng)過求解聯(lián)立方程組，才能得到最后結(jié)果，則稱這樣的測(cè)量為組合測(cè)量。在進(jìn)行組合測(cè)量時(shí)，一般需要改變測(cè)試條件，才能獲得一組聯(lián)立方程所需要的數(shù)據(jù)。
組合測(cè)量是一種特殊的精密測(cè)量方法，操作手續(xù)較復(fù)雜，花費(fèi)時(shí)間很長(zhǎng)，一般適用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)或特殊場(chǎng)合。
在日常生活中也有著廣泛的應(yīng)用，常見的如：自動(dòng)門，通過對(duì)人體紅外微波的傳感來控制其開關(guān)狀態(tài);煙霧報(bào)警器，通過對(duì)煙霧濃度的傳感來實(shí)現(xiàn)報(bào)警的目的;電子秤，通過力學(xué)傳感來測(cè)量人或其他物品的重量;水位報(bào)警，溫度報(bào)警、濕度報(bào)警等也都利用的是傳感器來完成其功能。
在二十一世紀(jì)，傳感器已無(wú)處不在，僅一個(gè)小小的智能手機(jī)中就存在著重力傳感器、光線傳感器、加速度傳感器、聚力傳感器、磁力傳感器、氣壓傳感器等多種傳感器。傳感器原理是什么呢?它在我們的日常生活中又有哪些應(yīng)用呢?
一、簡(jiǎn)介
傳感器是一種檢測(cè)裝置，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)其的定義為：能感受規(guī)定的被測(cè)量件并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成。傳感器可完成信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄、控制等多重要求，具有微型化、數(shù)字化、智能化等多種功能，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的第一環(huán)。
二、工作原理
傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、變換電路、輔助電源四部分構(gòu)成，如下圖所示。其中，敏感元件直接接收測(cè)量，用于輸出被測(cè)量有關(guān)的物理量信號(hào)，敏感元件主要包括熱敏、光敏、濕敏、氣敏、力敏、聲敏、磁敏、色敏、味敏、放射性敏感等十大類;轉(zhuǎn)換元件用于將敏感元件輸出的物理量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào);
變換電路用于將轉(zhuǎn)換元件輸出電信號(hào)進(jìn)行放大、調(diào)制等處理;輔助電源用于為系統(tǒng)(主要是敏感元件和轉(zhuǎn)換元件)提供能量。
三、應(yīng)用
傳感器在手機(jī)中的應(yīng)用：重力傳感器，在極品飛車、天天跑酷等游戲中有著近乎完美的體現(xiàn);加速度傳感器，例如手機(jī)的搖一搖功能就是對(duì)手機(jī)的加速度進(jìn)行感應(yīng);光線傳感器，例如手機(jī)的自動(dòng)調(diào)光功能;距離傳感器，例如接電話時(shí)手機(jī)離開耳朵屏幕變亮，手機(jī)貼近耳朵屏幕變黑。手機(jī)中的傳感器數(shù)不勝數(shù)，很多功能都是利用傳感器來實(shí)現(xiàn)的，在此小編就不一一列舉了。
一、傳感器的靜態(tài)特性:
傳感器的靜態(tài)特性是指對(duì)靜態(tài)的輸入信號(hào)，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。因?yàn)檫@時(shí)輸入量和輸出量都和時(shí)間無(wú)關(guān)，所以它們之間的關(guān)系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個(gè)不含時(shí)間變量的代數(shù)方程，或以輸入量作橫坐標(biāo)，把與其對(duì)應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度、靈敏度、分辨力和遲滯等。
二、傳感器的動(dòng)態(tài)特性:
所謂動(dòng)態(tài)特性，是指?jìng)鞲衅髟谳斎胱兓瘯r(shí)，它的輸出的特性。在實(shí)際工作中，傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用它對(duì)某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)來表示。這是因?yàn)閭鞲衅鲗?duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得，并且它對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)與它對(duì)任意輸入信號(hào)的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系，往往知道了前者就能推定后者。經(jīng)常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)有階躍信號(hào)和正弦信號(hào)兩種，所以傳感器的動(dòng)態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示。
三、傳感器的線性度:
通常情況下，傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實(shí)際工作中，為使具有均勻刻度的讀數(shù)，常用一條擬合直線近似地代表實(shí)際的特性曲線、線性度(非線性誤差)就是這個(gè)近似程度的一個(gè)性能指標(biāo)。擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點(diǎn)相連的理論直線作為擬合直線;或?qū)⑴c特性曲線上各點(diǎn)偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線，此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線
四、傳感器的靈敏度:
靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對(duì)輸入量變化△x的比值。它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系，則靈敏度S是一個(gè)常數(shù)。否則，它將隨輸入量的變化而變化。靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如，某位移傳感器，在位移變化1mm時(shí)，輸出電壓變化為200mV，則其靈敏度應(yīng)表示為200mV/mm。當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時(shí)，靈敏度可理解為放大倍數(shù)。提高靈敏度，可得到較高的測(cè)量精度。但靈敏度愈高，測(cè)量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。
五、傳感器的分辨力:
分辨力是指?jìng)鞲衅骺赡芨惺艿降谋粶y(cè)量的最小變化的能力。也就是說，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過某一數(shù)值時(shí)，傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化，即傳感器對(duì)此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當(dāng)輸入量的變化超過分辨力時(shí)，其輸出才會(huì)發(fā)生變化。通常傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨力并不相同，因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨力的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿量程的百分比表示，則稱為分辨率。
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