(А) (б) Рис. 3.5. Линейные приближения для нелинейной функции передачи

На рис.3.5,А аппроксимация выполнена: 1- методом секущей по двум крайним точкам диапазона; 2 – методом наименьших квадратов; 3 – методом касательной.

Повторяемость (воспроизводимость результатов) Рассматриваемый вид погрешности относится к неспособности датчика повторить результаты в одних и тех же условиях. Погрешность воспроизводимости определяют по максимальной разнице между показаниями, полученными в двух разных калибровочных циклах (рис. 3.6).

Рис. 3.6. Погрешность повторяемости и зона нечувствительности Погрешность воспроизводимости обычно представляют в виде % FS – процентов от полной шкалы. Возможные источники данной погрешности: тепловой шум, накопление заряда, пластичность материала и т.д.. Зона нечувствительности

В определенном диапазоне входных сигналов (рис. 3.6 справа) датчик может не реагировать на изменение входного воздействия (часто сохраняя при этом нулевое значение выхода). Это - погрешность нечувствительности, оцениваемая величиной диапазона (зоны) нечувствительности.

Разрешение, разрешающая способность Разрешением, или разрешающей способностью называют наименьшее изменение входного воздействия, которое может надежно зафиксировать датчик (т.е. воспринять изменение так, чтобы на выходе получился новый по сравнению с предыдущим результат)

“Не чувствовать” очень малые изменения воздействия характерно, например, для прово-лочного потенциометрического преобразователя… Или для инфракрасного детектора присутствия (обнаруживает посторонние объекты), построенного с применением сеточной (с отверстиями) маски. А также для ряда других датчиков, где изменения выходного сигнала наблюдаются только тогда, когда изменяющееся воздействие делает шаг определенной длины. Типичный пример датчика с фиксированным разрешением – цифровой датчик, где цифровой формат (числа) в принципе предполагает ступенчатость представления информации, и одна ступень задает минимально возможное значение измерения.

Как формулируется в паспортных данных характеристика разрешения?

Например, для детектора присутствия с маской это может быть определено следующим образом: “разрешение детектора – обнаруживаемое эквидистантное перемещение объекта на расстоянии 5 метров составляет 20 см.”

Для проволочного потенциометрического углового датчика разрешение может быть указано как “минимальный измеряемый угол - 0,5◦”. Разрешающая способность цифровых датчиков определяется количеством битов в слове данных… Для определенности данное утверждение должно сопровождаться указанием диапазона полной шкалы; либо значением МЗР (младшего значащего разряда).

3. Электрические характеристики Выходной импеданс (выходное сопротивление) Выходной импеданс датчика Zout важно знать для того, чтобы обеспечить наилучшее согласование датчика с интерфейсной электронной схемой, к которой он подсоединен. Выходное сопротивление (импеданс датчика Zout) может быть включено с входным сопротивлением интерфейса Zin либо последовательно (подключение в виде источника напряжения), либо параллельно с ним (токовое соединение). На рис. 2.8 показаны эти два подключения. 

(A) (Б)

Рис. 3.7. Подключение датчиков к цепи интерфейса: датчик имеет выход в виде напряжения (A); датчик имеет токовый выход (Б). Чтобы свести к минимуму искажения выходного сигнала, датчик с токовым выходом (Б) должен иметь как можно более высокое выходное сопротивление, а входной импеданс интерфейса желательно иметь низким. Для датчиков с выходным сигналом в виде напряжения, наоборот, выходное сопротивление датчика должно быть как можно меньше по сравнению с входным сопротивлением устройства обработки.

Возбуждение (питание) датчиков Напряжение возбуждения – это электрический сигнал, необходимый для активизации работы датчика. Характеристика датчика по части возбуждения задается определенным диапазоном подводимого напряжения и/или тока питания. Для некоторых датчиков указывается частота сигнала возбуждения и его стабильность. Изменения параметров возбуждения (питания) могут вызвать изменения статической характеристики датчика и стать причиной появления дополнительных погрешностей. Пример задания параметров возбуждения термодатчика: максимальный ток термистора: в неподвижном воздухе - 50 А, в воде - 200 А.