传感器与机器视觉 课件 一章 认识传感器.pptx

传感器与机器人视觉;1.1传感器的外形和作用

1.2传感器的结构、分类和命名

1.3传感器的测量误差

1.4传感器的特性指标

1.5选择合适的传感器 ;1.1传感器的外形和作用

1.2传感器的结构、分类和命名

1.3传感器的测量误差

1.4传感器的特性指标

1.5选择合适的传感器 ;1.无传感不智能;传感器;2.传感器外形：千差万别;3.传感器作用;传感器;1.1传感器的外形和作用

1.2传感器的结构、分类和命名

1.3传感器的测量误差

1.4传感器的特性指标

1.5选择合适的传感器 ;1.传感器结构;关于传感器的结构有几个说明：

(1)并不是所有的传感器必须同时包括敏感元件和转换元件。比如：热电偶温度传感器，因为敏感元件直接输出的是电量，它就同时兼为转换元件；又比如压电式传感器，因为转换元件能直接感受被测量而输出与之成一定关系的电量，传感器就没有敏感元件。

(2)并不是所有的传感器都能明显分出敏感元件、转换元件和测量转换电路，传感器的三部分也可能是三者合一，随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用，传感器的各部分可以集成在同一芯片上。例如半导体温度传感器，它们一般都是将感受的被测量直接转化为电信号，没有中间环节，外表上看就是一块小芯片，如图1-3（g）所示。

(3)并不是所有的传感器只包含出敏感元件、转换元件和测量转换电路这三部分。比如微机电系统（MEMS，Micro-electroMechanicalSystems）是当今高科技发展的热点之一。MEMS系统主要包括微型传感器、执行器和相应的处理电路三部分。MEMS系统的主要特征之一就是它的微型化结构尺寸，典型尺寸仅几毫米甚至更小，但它并不是传统传感器按比例缩小的产物，功能更加地强大。;2.传感器分类;3.传感器命名及代号;;传感器代号（国家标准GB/T7666-2005）;习惯命名：;欧姆龙数字压力传感器E8F2;1.1传感器的外形和作用

1.2传感器的结构、分类和命名

1.3传感器的测量误差

1.4传感器的特性指标

1.5选择合适的传感器 ;1.测量误差的表达形式;;;△x=10X1.5%=0.15V;△x=6℃;2.测量误差来源及分类;1.1传感器的外形和作用

1.2传感器的结构、分类和命名

1.3传感器的测量误差

1.4传感器的特性指标

1.5选择合适的传感器 ;1.传感器的静态特性;测量范围

按规定精度对被测变量进行测量的允许范围。测量范围的最小值和最大值分别称为测量下限和测量上限，简称下限和上限。;精密度：随机误差大小的标志，精密度高，意味着随机误差小。

准确度：输出值与真值的偏离程度，准确度高则系统误差小。

精确度：精密度和准确度两者的总和，常用仪表的基本误差表示。;稳定性;灵敏度;灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。

例如，某位移传感器，在位移变化1mm时，输出电压变化为100mV，则其灵敏度应表示为100mV/mm。

;理想静态特性曲线是一条直线，但是实际测的输入输出曲线往往不是直线。线性度反映测量系统实际输出、输入关系曲线与据此拟合的理想直线y(x)=a0+a1x的偏离程度。通常用最大非线性引用误差来表示：;传感器或检测系统的正向(输入量增大)和反向(输入量减少)时输出特性的不一致程度。即对应于同一大小的输入信号，传感器或检测系统在正、反行程时的输出信号的数值不相等的程度。;规定工作条件和规定时间内具有正常工作性能的能力。

可靠度：达到规定性能的概率。

平均无故障工作时间：相邻两次故障期间正常工作时间的平均值。

平均修复时间：排除故障所花费时间的平均值。

失效率或故障率：连续单位时间内发生失效的概率。;实例

请解读各特性参数;;时间常数

上升时间

调节时间

最大超调量

震荡次数

稳态误差;传感器的标定是利用精度高一级的标准设备对传感器进行定度的过程，从而确定传感器的输出量和输入量之间的对应关系。

传感器的标定分静态标定和动态标定。;静态标定步骤：

(1)将传感器的测量范围分成若干个等间距的点。

(2)根据传感器测量范围分点情况，由小到大等间距递增方式输入相应的标准量，并记录与各输入值相对应的输出值。

(3)将输入值从大到小一点点地递减，同时记录与各输入值相对应的输出值。

(4)按照(2)和(3)步骤，对传感器进行正、反行程往复循环多次测试，将得到的输出/输入测试数据用表格列出或绘制成曲线。

(5)对测试数据进行必要的整理，根据处理结果就可以计算出传感器的线性度、灵敏度、滞后和重复性等静态特性指标了。;1.动态标定

通常采用正弦变化