Dom > Izložba > Sadržaj

Analiza klasifikacije pogrešaka mjerenja senzora

May 13, 2017

Dobar senzor poštuje sljedeća pravila:

Ona je osjetljiva na izmjerenu vrijednost

Nije osjetljivo na bilo koju drugu imovinu koja bi se mogla susresti u njenoj primjeni i ne utječe na izmjerenu vrijednost.

Većina senzora ima funkciju linearnog prijenosa. Osjetljivost se tada definira kao omjer između izlaznog signala i izmjerenog svojstva. Na primjer, ako senzor mjeri temperaturu i ima naponski izlaz, osjetljivost je konstanta s jedinicama [V / K]. Osjetljivost je nagib prijenosa. Pretvaranje električnog izlaza senzora (npr. V) na izmjerene jedinice (na primjer K) zahtijeva podjelu električnog izlaza nagibu (ili množenjem recipročno). Osim toga, često se dodaje ili oduzmije offset. Na primjer, mora se dodati -40 na izlaz ako 0 V izlaz odgovara ulazu -40 C.

Za analogni signal senzora koji će se obrađivati ili koristiti u digitalnoj opremi, treba pretvoriti u digitalni signal pomoću analogno-digitalnog pretvornika.


Odstupanja osjetnika

Budući da senzori ne mogu replicirati idealnu funkciju prijenosa, može se pojaviti nekoliko vrsta odstupanja koja ograničavaju točnost senzora:

Budući da je raspon izlaznog signala uvijek ograničen, izlazni signal će na kraju doseći minimalni ili maksimum kada izmjerena svojstva prijeđu granice. Raspon punog raspona definira maksimalne i minimalne vrijednosti izmjerenog svojstva.

Osjetljivost se u praksi može razlikovati od navedene vrijednosti. To se naziva greška osjetljivosti. Ovo je pogreška u nagibu linearne funkcije prijenosa.

Ako se izlazni signal razlikuje od ispravne vrijednosti konstanta, senzor ima pogrešku pogreške ili pristranost. Ovo je pogreška u y-presretanju linearne funkcije prijenosa.

Nelinearnost je odstupanje senzorske funkcije prijenosa od funkcije prijenosa pravocrtne linije. Obično se to definira količinom koja se razlikuje od idealnog ponašanja u cijelom području senzora, često zabilježen kao postotak cijelog raspona.

Odstupanje uzrokovano brzim promjenama mjerene imovine tijekom vremena dinamička je pogreška. Često se to ponašanje opisuje s bode parcele koja pokazuje pogrešku osjetljivosti i fazni pomak kao funkciju frekvencije periodičkog ulaznog signala.

Ako se izlazni signal polako mijenja neovisno o izmjerenom svojstvu, to se definira kao drift. Dugotrajni drift tijekom mjeseci ili godina uzrokovan je fizičkim promjenama u senzoru.

Buka je slučajna devijacija signala koja se mijenja u vremenu.

Pogreška histereze uzrokuje da se izlazna vrijednost razlikuje ovisno o prethodnim ulaznim vrijednostima. Ako se izlaz senzora razlikuje ovisno o tome je li određena ulazna vrijednost postignuta povećanjem ili smanjivanjem ulaza, senzor ima pogrešku histereze.

Ako senzor ima digitalni izlaz, izlaz je u biti aproksimacija izmjerene osobine. Ta se pogreška naziva i kvantizacijska pogreška.

Ako se signal prati digitalno, frekvencija uzorkovanja može uzrokovati dinamičku pogrešku, ili ako se ulazna varijabla ili dodana buka periodički mijenjaju na frekvenciji blizu višestrukog uzorkovanja, može doći do pogrešnih aliasinga.

Senzor može u određenoj mjeri biti osjetljiv na svojstva koja nisu svojstvo koje se mjeri. Na primjer, većinu senzora utječu temperatura okoline.

Sva ta odstupanja mogu se klasificirati kao sustavne pogreške ili slučajne pogreške. Sustavne pogreške ponekad se mogu nadoknaditi nekom strategijom umjeravanja. Buka je slučajna pogreška koja se može smanjiti obradom signala, kao što je filtriranje, obično na trošak dinamičkog ponašanja senzora.


rezolucija

Rješenje senzora je najmanji promjena koju može otkriti u količini koju mjeri. Rješenje senzora s digitalnim izlazom obično je rješenje digitalnog izlaza. Rezolucija se odnosi na preciznost s kojom je mjerenje napravljeno, ali one nisu iste. Točnost senzora može biti znatno lošija od njegove rezolucije.