帶你認識基本的圖爾克TURCK傳感器特性參數

圖爾克TURCK傳感器的關鍵性能參數有多種，其中最為基本的特性參數有：量程、靈敏度、線性度、遲滯、重復性、精度、分辨率、零點漂移、帶寬，本文將對這些參數進行一一介紹。

每個圖爾克TURCK傳感器都有自身的測量范圍，被測量處在這個范圍內時，傳感器的輸出信號才是有一定的準確性的。

圖爾克TURCK傳感器的量程XFS、滿量程輸出值YFS、測量上限Xmax、測量下限Xmin的關系見下圖。

圖爾克TURCK傳感器的靈敏度是指其輸出變化量ΔY與輸入變化量ΔX的比值，可以用k表示。對于一個線性度非常高的傳感器來說，也可認為等于其滿量程輸出值YFS與量程XFS的比值。

靈敏度高通常意味著傳感器的信噪比高，這將會方便信號的傳遞、調理及計算。

圖爾克TURCK傳感器的線性度又稱非線性誤差，是指傳感器的輸出與輸入之間的線性程度。理想的傳感器輸入-輸出關系應該是呈線性的，這樣使用起來才最為方便。但實際中的傳感器都不具備這種特性，只是不同程度的接近這種線性關系。

實際中有些圖爾克TURCK傳感器的輸入-輸出關系非常接近線性，在其量程范圍內可以直接用一條直線來擬合其輸入-輸出關系。有些傳感器則有很大的偏離，但通過進行非線性補償、差動使用等方式，也可以在工作點附近一定的范圍內用直線來擬合其輸入-輸出關系。

選取擬合直線的方法很多，上圖表示的是用最小二乘法求得的擬合直線，這是擬合精度最高的一種方法。實際特性曲線與擬合直線之間的偏差稱之為傳感器的非線性誤差δ,其最大值與滿量程輸出值YFS的比值即為線性度γL。

當輸入量從小變大或從大變小時，所得到的傳感器輸出曲線通常是不重合的。也就是說，對于同樣大小的輸入信號，當傳感器處于正行程或反行程時，其輸出值是不一樣大的，會有一個差值ΔH，這種現象稱為傳感器的遲滯。

產生遲滯現象的主要原因包括圖爾克TURCK傳感器敏感元件的材料特性、機械結構特性等，例如運動部件的摩擦、傳動機構間隙、磁性敏感元件的磁滯等等。

遲滯誤差γH的具體數值一般由實驗方法得到，用正反行程最大輸出差值ΔHmax的一半對其滿量程輸出值YFS的比值來表示。

一個圖爾克TURCK傳感器即便是在工作條件不變的情況下，若其輸入量連續多次地按同一方向（從小到大或從大到小）做滿量程變化，所得到的輸出曲線也是會有不同的，可以用重復性誤差γR來表示。

重復性誤差是一種隨機誤差，常用正行程或反行程中的最大偏差ΔYmax的一半對其滿量程輸出值YFS的比值來表示。

在測試測量過程中，出現誤差是不可避免的。誤差主要有系統誤差和隨機誤差這兩種。

引起系統誤差的原因諸如測量原理及算法固有的誤差、儀表標定不準確、環境溫度影響、材料缺陷等，可以用準確度來反映系統誤差的影響程度。

引起隨機誤差的原因有：傳動部件間隙、電子元件老化等，可以用精密度來反映隨機誤差的影響程度。

精度則是一種反應系統誤差和隨機誤差的綜合指標，精度高意味著準確度和精密度都高。

一種較為常用的評定傳感器精度方法是用線性度、遲滯和重復性這三項誤差值的方根來表示。

傳感器的分辨率代表它能探測到的輸入量變化的最小值。比如一把直尺，它的最小刻度為1mm，那么它是無法分辨出兩個長度相差小于1mm的物體的區別的。

有些采用離散計數方式工作的傳感器，例如光柵尺、旋轉編碼器等，它們的工作原理就決定了其分辨率的大小。有些采用模擬量變化原理工作的傳感器，例如熱電偶、傾角傳感器等，它們在內部集成了A/D功能，可以直接輸出數字信號，因此其A/D的分辨率也就限制了傳感器的分辨率。

有些采用模擬量變化原理工作的傳感器，例如電流傳感器、電渦流位移傳感器等，其輸出為模擬信號，從理論上來講它們的分辨率為無限小。但實際上，當被測量的變化值小到一定程度時，其輸出量的變化值和噪聲是處于同一水平的，已沒有意義了，這也相當于限制了傳感器的分辨率。

在圖爾克TURCK傳感器的輸入量恒為零的情況下，傳感器的輸出值仍然會有一定程度的小幅變化，這就是零點漂移。引起零點漂移的原因有很多，比如傳感器內敏感元件的特性隨時間而變化、應力釋放、元件老化、電荷泄露、環境溫度變化等。其中，環境溫度變化引起的零點漂移是最為常見的現象。

在實際應用中，大量的被測量是時間變化的動態信號，比如電流值的變化、物體位移的變化、加速度的變化等。這就要求傳感器的輸出量不僅要能夠精確地反映被測量的大小，還要能跟得上被測量變化的快慢，這就是指傳感器的動態特性。

從傳遞函數的角度來看，大多數傳感器都可以簡化為一個一階或二階環節，因此，通?？梢杂脦拋泶蟾欧从吵銎鋭討B特性。

如下圖所示，在傳感器的帶寬范圍內，其輸出量的幅值在一定范圍內有個小幅變化（最大衰減為0.707）。因此，當輸入值做正弦變化時，通常認為輸出值是可以正確反映輸入值的，但是當輸入值變化的頻率更高時，輸出值將會產生明顯的衰減，導致較大的測量失真。