傳感器偏差

在較廣泛的定義中，傳感器是一種設(shè)備、模塊或子系統(tǒng)，其目的是檢測(cè)環(huán)境中的事件或變化并向其他電子設(shè)備（通常是計(jì)算機(jī)處理器）發(fā)送信息。該傳感器始終與其他電子設(shè)備一起使用。傳感器用于日常物品，例如觸敏電梯按鍵（觸覺(jué)傳感器）和通過(guò)觸摸底座變暗或變亮的燈，還有許多大多數(shù)人從未意識(shí)到的應(yīng)用。

傳感器偏差

由于傳感器無(wú)法達(dá)到理想的傳遞函數(shù)，可能會(huì)出現(xiàn)幾種類型的偏差，從而遏制了傳感器的精度：

? 1.由于輸出信號(hào)的范圍總是有限的，當(dāng)被測(cè)特性高于限度時(shí)，輸出信號(hào)終會(huì)達(dá)到較小值或較大值。 滿量程范圍定義了測(cè)量屬性的較大值和較小值。

? 2.靈敏度實(shí)際上可能與指定值不同。這稱為靈敏度偏差。這是線性傳遞函數(shù)的斜率偏差。

? 3.如果輸出信號(hào)與準(zhǔn)確值相差一個(gè)常數(shù)，則傳感器存在偏移偏差或偏差。 這是線性傳遞函數(shù)的 y 截距偏差。

? 4.非線性是傳感器傳遞函數(shù)與線性傳遞函數(shù)的偏差。通常，這由傳感器整個(gè)范圍的輸出與理想行為的差異量來(lái)定義，通常表示為整個(gè)范圍的百分比。

? 5.隨著時(shí)間的推移，因測(cè)量屬性的快速變化而引起的偏差是一種動(dòng)態(tài)偏差。 這種行為通常用波特圖來(lái)描述，它表明靈敏度偏差和相移是周期性輸入信號(hào)頻率的函數(shù)。

? 6.如果輸出信號(hào)變化緩慢且與被測(cè)特性無(wú)關(guān)，則定義為漂移。數(shù)月或數(shù)年的長(zhǎng)期漂移是由傳感器的物理變化引起的。

? 7.噪音是信號(hào)隨時(shí)間的隨機(jī)偏差。

? 8.滯后偏差造成輸出值根據(jù)先前的輸入值發(fā)生變化。如果傳感器的輸出根據(jù)輸入增加或減少到特定輸入值而變化，則傳感器存在滯后偏差。

? 9.如果傳感器具有數(shù)字輸出，則輸出基本上是測(cè)量屬性的近似值。這種偏差也稱為量化偏差。

? 10.如果對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字監(jiān)控，則采樣頻率可能會(huì)造成動(dòng)態(tài)偏差，或者如果輸入變量或附加噪音以接近采樣率倍數(shù)的頻率周期性變化，則可能會(huì)出現(xiàn)混疊偏差。

? 11.傳感器可能在某種程度上對(duì)測(cè)量屬性以外的屬性敏銳。例如，大多數(shù)傳感器都受其環(huán)境溫度的影響。

? 所有這些偏差都可以歸類為系統(tǒng)偏差或隨機(jī)偏差。有時(shí)可以通過(guò)某種校準(zhǔn)策略來(lái)補(bǔ)償系統(tǒng)偏差。噪音是一種隨機(jī)偏差，可以通過(guò)信號(hào)處理（如濾波）來(lái)減少，通常以改變傳感器的動(dòng)態(tài)特性為代價(jià)。