8）遲滯（hysteresis）
遲滯特性表明傳感器在正（輸入量增大）反（輸入量減小）行程中輸出與輸入曲線不重合的程度，如圖1.8所示。遲滯大小一般由實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得。遲滯誤差以正、反向輸出量的zui大偏差與滿量程輸出之比的百分?jǐn)?shù)表示，即

（1-12）

2     yFS

式中       ΔH

max

——正、反行程間輸出的zui大誤差。

圖1.8   傳感器的遲滯特性

 傳感器材料的物理性質(zhì)是產(chǎn)生遲滯的主要原因。例如，把應(yīng)力施加于某彈性材料時(shí)，

在外加磁場(chǎng)、電場(chǎng)作用下也均有遲滯現(xiàn)象。此外，傳感器機(jī)械部分存在不可避免的缺陷，如摩擦、磨損、間隙、松動(dòng)、積塵等也

是造成遲滯現(xiàn)象的重要原因。

9）穩(wěn)定性（stability）

穩(wěn)定性表示傳感器在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持其性能參數(shù)的能力。理想的情況是不論什么時(shí)候，傳感器的特性參數(shù)都不隨時(shí)間變化。但實(shí)際上，隨著時(shí)間的推移，大多數(shù)傳感器

的特性會(huì)發(fā)生改變。這是因?yàn)槊舾性驑?gòu)成傳感器的部件，其特性會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化，從而影響了傳感器的穩(wěn)定性。

穩(wěn)定性一般以室溫條件下經(jīng)過(guò)一規(guī)定時(shí)間間隔后，傳感器的輸出與起始標(biāo)定時(shí)的輸出

之間的差異來(lái)表示，稱為穩(wěn)定性誤差。穩(wěn)定性誤差可用相對(duì)誤差表示，也可用誤差來(lái)表示。

10）漂移（drift）

傳感器的漂移是指在外界的干擾下，在一定時(shí)間間隔內(nèi)，傳感器輸出量發(fā)生與輸入量無(wú)關(guān)的、不需要的變化。飄移量的大小也是衡量傳感器穩(wěn)定性的重要性能指標(biāo)。傳感器的飄移有時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)測(cè)量或控制系統(tǒng)處于癱瘓。

漂移包括零點(diǎn)漂移和靈敏度漂移等，如圖1.9所示。

零點(diǎn)漂移和靈敏度漂移又可分為時(shí)間漂移和溫度漂移。時(shí)間漂移是指在規(guī)定的條件下，零點(diǎn)或靈敏度隨時(shí)間緩慢變化。溫度漂移則是由環(huán)境溫度變化而引起的零點(diǎn)或靈敏度的漂移。

2.動(dòng)態(tài)特性

傳感器的動(dòng)態(tài)特性與其輸入信號(hào)的變化形式密切相關(guān)，在研究傳感器動(dòng)態(tài)特性時(shí)，通常是根據(jù)不同輸入信號(hào)的變化規(guī)律來(lái)考察傳感器響應(yīng)的。實(shí)際傳感器輸入信號(hào)隨時(shí)的形式可能是多種多樣的，zui常見(jiàn)、zui典型的輸入信號(hào)是階躍信號(hào)和正弦信號(hào)。這兩種信

號(hào)在物理上較容易實(shí)現(xiàn)，而且也便于求解。對(duì)于階躍輸入信號(hào)，傳感器的響應(yīng)稱為階躍響應(yīng)或瞬態(tài)響應(yīng)，它是指?jìng)鞲衅髟谒沧兊?/span>

非周期信號(hào)作用下的響應(yīng)特性。這對(duì)傳感器來(lái)說(shuō)是一種zui嚴(yán)峻的狀態(tài)，如傳感器能復(fù)現(xiàn)這種信號(hào)，那么就能很容易地復(fù)現(xiàn)其他種類的輸入信號(hào)，其動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)也必定會(huì)令人滿意。

而對(duì)于正弦輸入信號(hào)，則稱為頻率響應(yīng)或穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。它是指?jìng)鞲衅髟谡穹€(wěn)定不變的正弦信號(hào)作用下的響應(yīng)特性。穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的重要性，在于工程上所遇到的各種非電信號(hào)的變化曲線都可以展開(kāi)成傅里葉（Fourier）級(jí)數(shù)或進(jìn)行傅里葉變換，即可以用一系列正弦曲線的疊加來(lái)表示原曲線。因此，當(dāng)已知道傳感器對(duì)正弦信號(hào)的響應(yīng)特性后，也就可以判斷它對(duì)各種復(fù)雜變化曲線的響應(yīng)了。

為便于分析傳感器的動(dòng)態(tài)特性，必須建立動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型。建立動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的方法有多種，如微分方程、傳遞函數(shù)、頻率響應(yīng)函數(shù)、差分方程、狀態(tài)方程、脈沖響應(yīng)函數(shù)等。建立微分方程是對(duì)傳感器動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行數(shù)學(xué)描述的基本方法。在忽略了一些影響不大的非線性和隨機(jī)變化的復(fù)雜因素后，可將傳感器作為線性定常系統(tǒng)來(lái)考慮，因而其動(dòng)態(tài)數(shù)

學(xué)模型可用線性常系數(shù)微分方程來(lái)表示。能用一、二階線性微分方程來(lái)描述的傳感器分別稱為一、二階傳感器，雖然傳感器的

種類和形式很多，但它們一般可以簡(jiǎn)化為一階或二階環(huán)節(jié)的傳感器（高階可以分解成若干個(gè)

低階環(huán)節(jié)），因此一階和二階傳感器是zui基本的。當(dāng)求解出微分方程的解后就能夠得到系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。微分方程的通解是

系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)，特解是系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。對(duì)于一些較復(fù)雜的系統(tǒng)，求解微分方程比較麻煩，可采用數(shù)學(xué)上的拉普拉斯（Laplace）變換將實(shí)數(shù)域的微分方程變換成復(fù)數(shù)域的代數(shù)方程，

這樣可使運(yùn)算簡(jiǎn)化，求解就相對(duì)容易了。在采用階躍輸入信號(hào)研究傳感器時(shí)域動(dòng)態(tài)特性時(shí)，為表征傳感器的動(dòng)態(tài)特性，常用時(shí)

間常數(shù)τ、上升時(shí)間tr、響應(yīng)時(shí)間ts和超調(diào)量σ等參效來(lái)綜合描述；在采用正弦輸入信號(hào)研

究傳感器頻域動(dòng)態(tài)特性時(shí)，常用幅頻特性和相頻特性來(lái)描述，其重要指標(biāo)是頻帶寬度（簡(jiǎn)稱帶寬）及相位誤差等。對(duì)于各典型環(huán)節(jié)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的分析和計(jì)算方法，在《自動(dòng)控制原理》等課程中都有詳細(xì)的闡述，因篇幅關(guān)系，這里就不一一介紹了。

 1.1.4       傳感器的命名、代號(hào)和圖形符號(hào)

 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 7666—87規(guī)定了傳感器的命名方法及圖形符號(hào)，并將其作為統(tǒng)一傳感器命名及圖形符號(hào)的依據(jù)。該標(biāo)準(zhǔn)適用于傳感器的生產(chǎn)、科學(xué)研究、教學(xué)及其他相關(guān)領(lǐng)域。

1.傳感器的命名

根據(jù)國(guó)標(biāo)GB 7666—87的規(guī)定，傳感器的全稱應(yīng)由“主題詞+四級(jí)修飾語(yǔ)”組成，即

主題詞——傳感器；

一級(jí)修飾語(yǔ)——被測(cè)量，包括修飾被測(cè)量的定語(yǔ)；

二級(jí)修飾語(yǔ)——轉(zhuǎn)換原理，一般可后綴以“式”字；

三級(jí)修飾語(yǔ)——特征描述，指必須強(qiáng)調(diào)的傳感器結(jié)構(gòu)、性能、材料特征、敏感元件

 · ·及其他必要的性能特征，一般可后綴以“型”字；

四級(jí)修飾語(yǔ)——主要技術(shù)指標(biāo)（如量程、精度、靈敏度等）。

2.傳感器的代號(hào)

根據(jù)國(guó)標(biāo)GB 7666—87規(guī)定，一種傳感器的代號(hào)應(yīng)包括以下四部分：

a  ——主稱（傳感器）；

b——被測(cè)量；

c  ——轉(zhuǎn)換原理；d——序號(hào)。四部分代號(hào)表述格式如圖1.10所示。

在被測(cè)量、轉(zhuǎn)換原理、序號(hào)三部分代號(hào)之間需有連字符“—”連接。

例如：

圖1.10   傳感器產(chǎn)品代號(hào)的編制格式

3.傳感器的圖形符號(hào)

圖形符號(hào)通常用于圖樣或技術(shù)文件中來(lái)表示一個(gè)設(shè)備或概念的圖形、標(biāo)記或字符。由于它能象征性或形象化地標(biāo)記信息，因此可以越過(guò)語(yǔ)言障礙，直接地表達(dá)設(shè)計(jì)者的思想和意圖，在實(shí)際中應(yīng)用廣泛。

傳感器的圖形符號(hào)是電氣圖用圖形符號(hào)的一個(gè)組成部分。

1994年2月1日國(guó)家批準(zhǔn)實(shí)施的GB/T 14479—93《傳感器圖用

圖形符號(hào)》是與接軌的。按照此規(guī)定，傳感器的圖形符號(hào)

由符號(hào)要素正方形和等邊三角形組成，如圖1.11所示。其中，正方形表示轉(zhuǎn)換元件，三角形表示敏感元件。

在使用這種圖形符號(hào)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：

圖1.11   傳感器的圖形符號(hào)