传感器测量误差 传感器常见的五种误差及原因分析

传感器常见的五种误差及原因分析

传感器是高度自动化系统乃至现代尖端技术必不可少的一个关键组成部分。同时传感器技术也是世界各国竞相发展的高新技术，当然传感器技术所涉及的知识领域非常广泛，其研究和发展也越来越多地和其他学科技术的发展紧密联系。

大家都知道传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。那么对于传感器常见的五种误差及原因大家都了解多少呢？下面工采网小编和大家一起聊聊传感器常见的五种误差及原因。

像其他的设备一样，传感器也会出现误差。为了维持一致性，误差定义为测量值和真实值之间的差。虽然可能出现的误差的划分方法不只一种，在这里将传感器的误差分为5个基本的类别：插入、应用、特性、动态和环境误差。

插入误差（Insertion error）是当系统中插入一个传感器时，由于改变了测量参数而产生的误差。一般是在进行电子测量时会出现这样的问题，但是在其他方式的测量中也会出现类似问题。例如，一个伏特计在回路中测量电压，它必定会有一个固有阻抗，比回路阻抗要大很多，或者出现回路负荷，这时，读数就会有很大的误差。这种类型的误差产生的原因是使用了一个对系统（如，压力系统）而言过于大的变送器；或者是系统的动态特性过于迟缓，或者是系统中自加热加载了过多的热能。

应用误差（Application error）是操作人员产生的，这也意味着产生的原因很多。例如，温度测量时产生的误差，包括探针放置错误或探针与测量地点之间不正确的绝缘。另外一些应用误差包括空气或其他气体的净化过程中产生的错误。应用误差也涉及变送器的错误放置www.cechina.cn，因而正或负的压力将对正确的读数造成影响。

特性误差（Characteristic error）定义为，设备本身固有的，它是设备理想的、公认的转移功能特性和真实特性之间的差。这种误差包括DC 漂移值（如，错误的压力水头）、斜面的不正确或斜面的非线形。

动态误差（Dynamic error）。许多传感器的特性和校准都是适用静态条件下的，这意味着使用的输入参数是静态或类似于静态的。许多传感器具有较强阻尼，因此它们不会对输入参数的改变进行快速响应。如，热敏电阻需要数秒才能响应温度的阶跃改变。所以，热敏电阻不会立即跳跃至新的阻抗，或产生突变。相反，它是慢慢地改变为新的值。从而控制工程网版权所有，如果具有延迟特性的传感器对温度的快速改变进行响应，输出的波形将失真，因为其间包含了动态误差。产生动态误差的因素有响应时间、振幅失真和相位失真。

环境误差（Environmental error）来源于传感器使用的环境。因素包括温度，或是摆动、震动、海拔、化学物质挥发或其他因素。这些经常影响传感器的特性，所以在实际应用中，这些因素总是被分类集中在一起的。

传感器的准确性、误差和重复性都是什么

传感器已经城头在我们生活中的方方面面，而且数量在不断上涨。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。传感器已被看作是人类五官的延长，又称之为电五官。

下面就简单介绍一下传感器当中准确性、误差和重复性都是什么。

准确性和精确性是经常混淆的术语。事实上，ISO 5725(1994)使用了两个术语“true”和“precision”来描述一种测量方法的准确性；精确度表明阅读的分组或接近程度。相反，true表示测试结果与参考值或真值的接近程度。这通常被称为精度。它就是指在真值附近正负三倍标准差的值与量程之比，是指测量值与真值的最大差异；分辨率——是指引起示值改变的最小测量值；应与灵敏系数分开（灵敏系数——指输出与输入之比）

例如，一般的国产温度传感器的精度分A、B两个级别，国标规定如下：根据传感器的输出值与所测量的温度的真值的差来划分，A级：不大于±（0．15℃＋0．002＊传感器量程）；B级：不大于±（0．30℃＋0．005＊传感器量程）。所以，如果要求测量精度较高，应该选用量程较小的传感器。分辨率，“通常决定于A／D转换器的位数”，或看其输出值的最后一位。

ISO 5725中所列举的测量读数变化的原因:

操作员因素

使用的设备

设备的校准

环境因素(温度、湿度、空气污染等)

两次测量的时间差

重复性和再现性是精度的两个方面。当条件不变，同一个操作者在短时间内使用同一台仪器时，重复性用来描述精度变化的最小值。相比之下，再现性描述的是精度的最大变化，它会在不同仪器和不同操作人员的较长时间内发生变化。

误差是测量值与被测物体真实值之间的差值。误差不包括测量过程中的错误。总误差通常是系统误差和随机误差的组合。

系统误差倾向于以类似的方式改变所有的测量值，因此几个测量值的平均值与真实值发生位移或以一种可预测的方式发生变化。当真值已知时，就可以对系统误差进行修正。

相比之下，总误差中的随机误差以一种不可预测的方式变化，因此不可能对随机误差进行纠正。

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