传感器分辨力似是而非的传感器技术指标辨析（2）：分辨力与分辨率

发布时间：2024-11-24 06:11:03

似是而非的传感器技术指标辨析（2）：分辨力与分辨率

技术指标，是表征一个产品性能优劣的客观依据。看懂技术指标，将有助于甄别产品质量好坏、正确选型和使用产品。由于传感器的技术指标众多，各种资料文献叙述角度不同，使得不同人有不同的理解，甚至产生误解和歧义。个别商家也将不同概念进行混淆、以乱视听。不同厂家给出的产品技术指标良莠不齐、鱼龙混杂。

本文针对传感器中的几个容易模糊混淆的技术指标进行详细的解读与辨析。

2. 分辨力与分辨率

定义：分辨力是指传感器能够检测出的被测量的最小变化量（英文为Resolution）；分辨率是指分辨力与满量程值之比（英文亦为Resolution）。

解读1 ：分辨力是传感器最基本的指标，它表征了传感器对被测量的分辨能力。分辨力的核心，在于表征被测量的一个最小变化量可以引起传感器的反应和输出。例如，某位移传感器的分辨力为0.1un，这意味着被测位移每产生一个0.1um 的变化，传感器都能反映并相应地输出测量结果。

解读 2：分辨力的含义是聚焦于被测量的，但是这个被测量又是未知的，使用者无从知晓该被测量到底是多少。因此，在实际的操作过程传感器使用者中往往直接利用传感器的显示结果来进行估算。特别是对于具有数字式传感器，按道理，其分辨力决定了测量结果显示的最小位数及数字。例如：某电子数显位移传感器具有3位小数，其最后一位数字为0～9中的任意一个，则可以粗略认为其分辨力应该是0.001mm（即1um）。但是，实际传感器的最小显示位数不一定是真实的分辨力，甚至低于分辨力。例如，前述的电子数显位移传感器虽然具有3位小数，其实际的分辨力可能只有0.002mm甚至0.005mm。因此，不能仅凭传感器的现实位数来决定其分辨力到底如何，一般的传感器厂家也不会做此承诺。因此，对于传感器用户而言，在选用传感器时，不可盲目相信传感器显示数据的位数。 对于传感器生产商而言，单纯地增加数据的位数也并不代表可以提升传感器的分辨力，应该将显示数据规则为0.002mm或0.005mm的倍数。

分辨力0.001mm

解读 3：分辨力是一个具有单位的绝对数值。例如，某温度传感器的分辨力为0.01℃，某称重传感器的分辨力是0.01g，某速度传感器的分辨力是0.01Hz等。

温度传感器分辨力0.01℃

称重传感器分辨力0.01g

速度传感器分辨力0.001Hz

解读 4：分辨率是与分辨力相关而且极为相似的概念，都表征了传感器对被测量的分辨能力。二者主要区别在于：分辨率是以百分数的形式表示传感器的分辨能力，它是相对数，没有量纲。例如上述温度传感器的分辨力为0.1℃，满量程为500℃，则其分辨率为0.1/500=0.02%。有时，为了明确该分辨率的概念是针对满量程的百分数，还会在百分数后加上“F.S”的标注，意为满量程（Full Scale）。

解读5：对于以图像传感器为代表的一类传感器而言，无论被测范围（即量程）多大，通常都会成像到整个像面之上。因此，其分辨率只与图像传感器的像素数有关，因此行业内也常常直接用其像素数代表分辨率。例如，某图像传感器的像素数为1024×1000pixel，也常常称之为分辨率为100万像素，实际分辨率应为100万分之一。