傳感器的測量誤差

被測量在客觀上存在一個真實值，簡稱被測量的真值，記為Xt；利用傳感器對其測量就是將它作用于所選用的傳感器上，并以傳感器的輸出值Yt（或稱響應(yīng)值、實測值、指示值等）來表示被測真值的大小。因此，對傳感器的根本要求就是希望通過它能夠無失真地給出被測量的大小。而實際傳感器，由于其實現(xiàn)結(jié)構(gòu)及參數(shù)、測量原理、測試方法的不完善，或由于使用環(huán)境條件的變化，致使傳感器給出的輸出值Ya不等于無失真輸出值Yt。通常定義它們之間產(chǎn)生的差值為測量誤差，即：Ya-Yt

傳感器在測量過程中產(chǎn)生的測量誤差的大小是衡量傳感器水平的重要技術(shù)指標之一。

誤差因素與標準規(guī)范

誤差主要來自以下幾個方面：

1.  設(shè)備誤差。它包括標準器誤差，儀表誤差與附件誤差等。設(shè)備裝置誤差又可區(qū)分為機構(gòu)誤差，調(diào)整誤差等。

2.  環(huán)境誤差。它包括因各種環(huán)境因素（溫度、濕度、氣壓、振動、電磁干擾、動加速度等）與要求的標準值不一致時所引起的附加誤差。

3.  測量方法誤。包括所依據(jù)的測量原理的誤差。

4.  操作誤差。包括操作人員因素質(zhì)等影響所產(chǎn)生的疏忽或過失誤差。

實際測量過程中，往往存在著多種因素的聯(lián)合作用。因此，精度與誤差是一個涉及面十分廣泛的工程和統(tǒng)計學問題。

傳感器的靜態(tài)精度需經(jīng)校準確定。校準是在傳感器的測量范圍內(nèi)，用一個標準儀表進行測量結(jié)果對比，所以傳感器校準必須符合有關(guān)傳感器校準的規(guī)程，采用規(guī)定的設(shè)備和方法。為了保證傳感器測量結(jié)果的可靠性與度，也為了保證測量的統(tǒng)一和便于量值的傳遞，國家建立了各類傳感器的檢定標準，并設(shè)有標準測試裝置和儀器作為量值傳遞基準，以便對新生產(chǎn)的傳感器或使用過一段時間的傳感器的靈敏度、頻率響應(yīng)、線性度等進行校準，以保證測量數(shù)據(jù)的可靠性。

傳感器的標定分為靜態(tài)標定和動態(tài)標定兩種。靜態(tài)標定的目的是確定傳感器靜態(tài)特性指標，包括線性度、靈敏度、分辨率、遲滯、重復性等。動態(tài)標定的目的是確定傳感器的動態(tài)特性參數(shù)，如頻率響應(yīng)、時間常數(shù)、固有頻率和阻尼比等。對傳感器的標定是根據(jù)標準儀器與被標定傳感器的測試數(shù)據(jù)進行的，即利用標準儀器產(chǎn)生已知的非電量并輸入到待標定的傳感器中，然后將傳感器的輸出量與輸入的標準量進行比較，從而得到一系列標準數(shù)據(jù)或曲線。實際應(yīng)用中，輸入的標準量可用標準傳感器檢測得到，即將待標定的傳感器與標準傳感器進行比較，因此，只有當標準儀器的測量精度高于被標定傳感器的測量精度至少一個等級時，被標定的傳感器的測量結(jié)果才會是可信的。

在國內(nèi)，標定的過程一般分為三級精度：國家*進行的標定是一級精度的標準傳遞。在此處標定的傳感器叫標準傳感器，具有二級精度。用標準傳感器對出廠的傳感器和其他需要校準的傳感器進行標定，得到的傳感器具有三級精度。

實現(xiàn)不失真測量的條件

一個理想的傳感器就是要確保被測信號（或能量）的無失真轉(zhuǎn)換，使檢測結(jié)果盡量反應(yīng)被測量的原始特征，用數(shù)學語言描述就是其輸出Yt和輸入Xt滿足：Y（t）=aX（t-t0）

其中a，t0是常數(shù)，表明該系統(tǒng)輸出的波形和輸入的波形一致，只是幅值放大了a倍及時間上延遲t0，在此條件下的傳感器被認為具有不失真測量的特性。