傳感器的補償與標定第1頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月第10章傳感器的補償與標定

測量中，影響傳感器性能的因素很多，但傳感器的非線性和溫度特性的影響最大，應采取措施加以補償。第2頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月10.1非線性補償技術

測量中，傳感器的輸出量與輸入量間應為線性關系。但多數傳感器具有非線性，為了使用方便，必須進行非線性補償。10.1.1造成非線性的原因一、傳感器變換原理的非線性二、轉換電路的非線性10.1.2模擬線性化

在輸入信號通道中加入非線性補償環(huán)節(jié)進行補償的方法稱為模擬線性化。第3頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月10.1非線性補償技術一、開環(huán)式非線性特性補償

傳感器一般有非線性，放大器是線性的。加入非線性補償環(huán)節(jié)，使儀表的輸出與輸入間為線性關系。求非線性補償環(huán)節(jié)特性的方法基本有兩種：

1.解析計算法2.圖解法二、閉環(huán)式非線性反饋補償閉環(huán)式非線性反饋補償的原理是利用反饋環(huán)節(jié)的非線性特性補償傳感器的非線性，使測量系統的輸出輸入特性為線性。第4頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月10.1非線性補償技術三、增益控制式非線性特性補償法四、實現非線性補償的具體方法實現非線性補償的常用方法是折線逼近法，下面介紹折線逼近的原理和實現方法。1.折線逼近法原理

在特性曲線的不同范圍內，用直線分段地與特性曲線擬合，只要擬合的精度能夠保證，就可用擬合直線代替非線性的特性曲線。采用折線逼近法要有非線性元件來產生折線的轉折點。常用運放和二極管、電阻等組成的模擬電路來實現。第5頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月10.1非線性補償技術非線性元件與運放組合的方式有三種：

(1)非線性元件接在運放反相輸入端。(2)非線性元件接在單端反相輸入運放的反饋電路。(3)非線性元件接在單端同相輸入運放的反饋回路。2.非線性電阻網絡與運放構成的補償電路3.補償熱電偶非線性的實用電路

第6頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月10.1非線性補償技術10.1.3數字線性化

數字線性化是用軟件進行非線性補償，常用的方法有三種。一、計算法用根據傳感器特性函數編制的計算程序計算與輸入對應的輸出量的方法稱為計算法。二、查表法在測量范圍內把被測量分為若干個等分點，計算或測出對應的輸出值，列成表格存入計算機。第7頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月三、插值法插值法是用一段簡單曲線近似代替該區(qū)間的實際曲線，再用近似曲線公式計算輸出量，常用的方法有兩種。

1.線性插值法2.二次插值法

10.1非線性補償技術第8頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月

10.2溫度補償技術

溫度補償技術是為削弱環(huán)境溫度對儀表性能的影響而采取的技術措施。

10.2.1溫度補償原理10.2.2溫度補償方式

一、自補償

自補償是利用傳感器本身部件的溫度特性抵消溫度變化影響的方法。二、并聯補償并聯補償是在主測量環(huán)節(jié)上并聯一個補償環(huán)節(jié)使總輸出不隨溫度變化。第9頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月10.2溫度補償技術三、反饋式補償反饋式補償是利用負反饋原理保持儀表的特性不隨環(huán)境溫度變化的。10.2.3溫度補償方法

溫度補償有軟件補償和硬件補償兩種方法。一、硬件方法

1.零點補償：用一附加電路產生與零漂大小相等、極性相反的信號實現補償。2.靈敏度補償：隨時測量檢測系統的靈敏度，再通過一定的電路控制系統的靈敏度，使其保持不變來實現補償。第10頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月10.2溫度補償技術

3.綜合補償：零點和靈敏度不分開補償，保持系統的輸出不隨溫度變化。二、軟件方法建立溫度誤差的數學模型，通過編程計算補償溫度變化的影響，稱為軟件方法。

1.零點補償：檢測零漂值并存在微機中，每次測量都減去這個零漂值，能實現零點補償。

2.零漂的自動跟蹤補償：隨時測量系統的零漂值并存在微機中，用此值對采樣值隨時修正。

3.傳感器的溫度誤差補償：有的測量系統需對傳感器單獨進行溫度補償。第11頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月

10.3傳感器的標定

傳感器的標定是用精度高一級的標準器對傳感器進行定度的過程。因輸入信號可分為靜態(tài)和動態(tài)的，傳感器的標定也有靜態(tài)和動態(tài)標定兩種。10.3.1傳感器的靜態(tài)標定

靜態(tài)標定主要是檢驗傳感器的靜態(tài)特性指標。

一、位移（長度）的基準量

二、位移（長度）標定裝置

三、位移（長度）傳感器的靜態(tài)標定方法：

1.用塊規(guī)標定2.觸針式電動輪廓儀的標定

第12頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月10.3傳感器的標定10.3.2傳感器的動態(tài)標定

傳感器靜態(tài)特性與動態(tài)特性相差很大。靜態(tài)標定后應進行動態(tài)標定，確定它們的動態(tài)特性參量。一、壓力傳感器的動態(tài)標定