一文看懂傳感器技術(shù)規(guī)格

技術(shù)規(guī)格主要為用戶提供產(chǎn)品技術(shù)和產(chǎn)品功能方面的信息。由于沒有法律要求或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來強(qiáng)制規(guī)定技術(shù)規(guī)格的內(nèi)容和形式，因此每家制造商的技術(shù)規(guī)格都不盡相同。在分析技術(shù)規(guī)格的數(shù)據(jù)時，了解重要的細(xì)節(jié)、差異以及需要注意的問題至關(guān)重要。

精確度vs 精度

“精確度”和“精度”兩個術(shù)語的含義是不同的，對測量型傳感器來說，必須對二者進(jìn)行正確區(qū)分。

精確度包括測量范圍內(nèi)的線性誤差、遲滯誤差和重復(fù)性誤差（或重復(fù)精度）。測量值或多或少總是接近于最終的平均值，可用“散布圓”來表示。不過，精確度并不能用于描述多次測量平均值與真實值之間的誤差，此類誤差用“精度”來表示。

精確度和精度

精確度→ 散布圓；精度 → 固定誤差

精確度用以平均值為圓心的散布圓來表示。“精度”指多次測量平均值與真實值之間的誤差。

最大測量誤差vs 單獨的標(biāo)準(zhǔn)測量誤差

不同供應(yīng)商對傳感器規(guī)格的定義也不同。有的供應(yīng)商提供最大測量誤差，而有的則提供單獨的標(biāo)準(zhǔn)測量誤差。不過，這兩種變量是截然不同的。

最大測量誤差

最大測量誤差= 固定誤差 + 標(biāo)準(zhǔn)測量誤差（散布圓）

標(biāo)準(zhǔn)測量誤差用散布圓半徑（精確度）來表示，而最大測量誤差是固定誤差（精度）與標(biāo)準(zhǔn)測量誤差（精確度）之和。

由于所執(zhí)行的通用規(guī)格不同，參數(shù)值相同的兩種傳感器，其性能可能天壤之別。如果兩種傳感器均以0.1%全量程（FS）來標(biāo)示，其中一種未明確固定誤差。而且，測量值與真實值之間的關(guān)系也未標(biāo)明。因此，標(biāo)準(zhǔn)測量誤差為0.1% FS的傳感器極有可能對應(yīng)的是最大測量誤差為0.5% FS的傳感器。為了使最大測量誤差達(dá)到0.1% FS，傳感器必須要精確得多，例如：0.05% FS的標(biāo)準(zhǔn)測量誤差（精確度，散布圓）加上0.05% FS的固定誤差。

測量誤差和最大測量

誤差FS：全量程

如果數(shù)據(jù)表沒有明確規(guī)定是最大測量誤差還是標(biāo)準(zhǔn)測量誤差，則必須使用小字進(jìn)行說明，以便區(qū)別。問題的關(guān)鍵在于零點誤差和滿量程誤差是否包含在技術(shù)規(guī)范中。例如：

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)測量誤差規(guī)定的技術(shù)規(guī)格包括線性誤差（根據(jù)最小值設(shè)定，BFSL）以及遲滯誤差和重復(fù)性誤差；根據(jù)最大測量誤差規(guī)定的技術(shù)規(guī)格包括零點誤差、滿量程誤差、線性誤差（極限點設(shè)定之后）以及遲滯誤差和重復(fù)性誤差（EN 61298-2）。

誤差定義

無論是標(biāo)準(zhǔn)測量誤差，還是最大測量誤差，都必須進(jìn)一步考慮誤差的定義。誤差也有兩種常見的定義方式。

誤差定義

以上為正態(tài)分布誤差模型，顯示的是最大測量誤差

測量過程中使用到大量傳感器，每個傳感器都進(jìn)行相應(yīng)的多次測量。如果以“典型”誤差來定義，只有68%（1s）的傳感器符合技術(shù)規(guī)格。這意味著有32%的傳感器都不符合制造商提供的技術(shù)規(guī)格。如果是以“最大”誤差來定義的，則為高質(zhì)量產(chǎn)品，因為從統(tǒng)計角度看，有99.7%（3s）的測量型傳感器都符合這一技術(shù)規(guī)格。因此，在這種情況下，幾乎所有傳感器都符合制造商的技術(shù)規(guī)格。

溫度影響

標(biāo)準(zhǔn)測量誤差和/或最大測量誤差的規(guī)定與參考溫度有關(guān)，通常是20℃。不過，在大多數(shù)情況下，傳感器的工作溫度都不穩(wěn)定，或者偏離了20℃，這會對標(biāo)準(zhǔn)測量誤差造成相應(yīng)的影響，對最大測量誤差的影響更大。這是由于傳感器的性能只能針對一個溫度值進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，在變化的溫度下，零點誤差和滿量程誤差（極限點或最小值設(shè)定）都會發(fā)生變化。“零點溫度系數(shù)”用于描述溫度在壓力為零的情況下對標(biāo)準(zhǔn)測量誤差或最大測量誤差的影響。一般而言，零點溫度系數(shù)用%FS/10℃表示。如果一只傳感器的初始最大測量誤差為0.1%FS（20℃下），若傳感器的零點溫度系數(shù)為0.05%FS/10℃，那么傳感器在40℃的工作溫度下所對應(yīng)的最大測量誤差則是0.2%FS。“滿量程溫度系數(shù)”用于描述溫度在滿量程的情況下對標(biāo)準(zhǔn)測量誤差或最大測量誤差的影響。通常情況下，滿量程溫度系數(shù)用%FS/10℃表示。滿量程溫度系數(shù)與零點溫度系數(shù)合起來相當(dāng)于精確度的下降值。

溫度對標(biāo)準(zhǔn)測量誤差和最大測量誤差的影響

滿量程溫度系數(shù)→ 標(biāo)準(zhǔn)測量誤差

零點溫度系數(shù)→ 對固定誤差的影響

從上圖中可看出，真實值（藍(lán)點）與多次測量的平均值（紅點）之間的距離對應(yīng)的便是固定誤差。散布圓（標(biāo)準(zhǔn)測量誤差）反映的是精確度，是多次測量值（灰點）構(gòu)成的點云。最后，最大測量誤差則用綠色虛線所構(gòu)成的圓弧來表示，具體取決于散布圓和固定誤差。零點溫度系數(shù)對固定誤差有影響，而滿量程溫度系數(shù)對標(biāo)準(zhǔn)測量誤差有影響，二者合起來則表示溫度對最大測量誤差有影響。