Dom > Izložba > Sadržaj

Analiza klasifikacije grešaka merenja senzora

May 13, 2017

Dobar senzor ispunjava sledeća pravila:

Ona je osjetljiva na merenu osobinu

Neosetljivo je na bilo koju drugu imovinu koja bi se mogla naći u njegovoj primjeni i ne utiče na merenu imovinu.

Većina senzora ima funkciju linearnog prenosa. Senzitivnost se onda definiše kao odnos između izlaznog signala i izmerenog svojstva. Na primjer, ako senzor meri temperaturu i ima naponski izlaz, osjetljivost je konstanta sa jedinicama [V / K]. Senzitivnost je nagib funkcije prenosa. Pretvaranje električnog izlaza senzora (na primer V) na izmerene jedinice (na primjer K) zahtijeva dijeljenje električnog izlaza sa nagibom (ili pomnoživanjem sa njegovom recipročnom). Pored toga, offset se često dodaje ili oduzima. Na primjer, -40 mora biti dodan na izlaz ako izlaz 0 V odgovara na -40 C ulaz.

Za analogni signal senzora koji se obrađuje ili se koristi u digitalnoj opremi, treba ga pretvoriti u digitalni signal, koristeći analogno-digitalni pretvarač.


Senzorska odstupanja

Pošto senzori ne mogu replicirati idealnu funkciju prenosa, može doći do nekoliko vrsta odstupanja koje ograničavaju preciznost senzora:

Pošto je opseg izlaznog signala uvek ograničen, izlazni signal će na kraju dostići minimum ili maksimum kada izmerena svojstva premašuju granice. Opseg punog opsega definiše maksimalne i minimalne vrednosti merene svojine.

Senzitivnost se u praksi može razlikovati od navedene vrednosti. Ovo se zove greška osjetljivosti. Ovo je greška u nagibu funkcije linearnog prenosa.

Ako se izlazni signal razlikuje od ispravne vrednosti konstantom, senzor ima grešku u offsetu ili pristrasnost. Ovo je greška u y-presretanju funkcije linearnog prenosa.

Nelinearnost je odstupanje funkcije prenosa senzora od funkcije prenosa prave linije. Obično je to definisano količinom koja se izlazi razlikuje od idealnog ponašanja preko čitavog opsega senzora, često označenog kao procenat čitavog opsega.

Devijacija prouzrokovana brzim promjenama merene svojine tokom vremena je dinamična greška. Često se ovo ponašanje opisuje sa bode plotom koja prikazuje grešku osetljivosti i fazno pomeranje kao funkcija frekvencije periodičnog ulaznog signala.

Ako se izlazni signal polako menja nezavisno od merene svojine, ovo se definiše kao drift. Dugotrajno odlaganje tokom meseci ili godina uzrokovano je fizičkim promjenama senzora.

Buka je nasumično odstupanje signala koji se vremenom razlikuje.

Greška histerezije dovodi do toga da se vrednost izlaza razlikuje u zavisnosti od prethodnih ulaznih vrijednosti. Ako je izlaz senzora drugačiji u zavisnosti od toga da li je određena ulazna vrijednost postignuta povećanjem naspram padanja ulaza, onda senzor ima grešku u histereziji.

Ako senzor ima digitalni izlaz, izlaz je u suštini aproksimacija merene svojstva. Ova greška se naziva i greška kvantizacije.

Ako se signal digitalno prati, frekvencija uzorkovanja može izazvati dinamičku grešku ili ako se ulazna varijabla ili dodatni šum periodično menjaju na frekvenciji u blizini višestruke brzine uzorkovanja, može doći do grešaka u izbacivanju.

Senzor može u određenoj mjeri biti osjetljiv na druge osobine, a ne na svojoj mjeri. Na primjer, na većinu senzora utječe temperatura njihove okoline.

Sva ova odstupanja mogu se klasifikovati kao sistemske greške ili nasumične greške. Sistemske greške se ponekad mogu nadoknaditi pomoću neke vrste strategije kalibracije. Buka je nasumična greška koja se može smanjiti obradom signala, kao što je filtriranje, obično na račun dinamičkog ponašanja senzora.


Rezolucija

Rezolucija senzora je najmanja promena koju može otkriti u količini koju meri. Rezolucija senzora sa digitalnim izlazom je obično rezolucija digitalnog izlaza. Rezolucija je povezana sa preciznošću sa kojom se vrši merenje, ali one nisu iste stvari. Tačnost senzora može biti znatno lošija od rezolucije.