1.3 传感器的基本特性

1.3.1 基本特性

△ 传感器的基本特性，是指传感器的检测输入量与电信号输出量之间的关系特性，也称为输入-输出特性。

则x（t）和y（t）与传感器之间关系如图1-3所示。

图1-3 传感器的输入量和输出量

△ 传感器的输入-输出特性属于是传感器的外部特性，它是传感器对外部检测信息和读取电路（接口电路）所呈现出的特性。传感器的基本特性是由传感器的内部构造和所使用的变换原理决定的，不同原理或不同构造的传感器，其输入-输出特性也是不相同的。

1.3.2 研究传感器的基本特性的意义

（1）正确地选择传感器。在检测环境、被测信息和检测要求确定后，就需要寻找合适的传感器来完成工作。这就需要根据已知的或能够查找到的各种传感器的输入-输出特性参数，选择出最合适的一种传感器来使用，这种传感器的基本特性应能满足专项检测工作的各项具体要求。

（2）正确使用传感器。在一个信息检测系统里，需要知道装设和使用的传感器的输入-输出特性，这样才能心中有数，根据测得的输出电信号y（t），来判断所测量x（t）变化的真实情况，掌握变化规律，知晓误差范围，从输出信号中获知正确、全面的目标信息。

（3）研制和设计传感器。在研制设计新型传感器时，需要首先提出对这种传感器的输入-输出特性方面的具体要求，建立起必要的数学模型，并在研制和试验过程中，以设计要求的基本特性为目标，使传感器表现出来的各项性能参数的数据逐步接近于所要求的特性，以满足传感器变换性能及产品标准化方面的要求。

1.3.3 传感器的静态特性和动态特性

△ 根据传感器的输入信号x（t）是随时间变化的、还是基本不随时间变化，传感器的基本特性又分为静态特性和动态特性两大类。

△ 传感器的静态特性是指：传感器在恒定信号或变化很慢的信号[x（t）为常数或随t变化很慢]作用下，输入量与输出值之间的转换关系特性。它是传感器的重要性能指标。

△ 传感器的动态特性是指：传感器输出信号y（t），对于随时间变化的输入信号x（t）的响应特性。它是传感器的输出信号能真实地追随输入量变化之能力的反映。

△ 理想的传感器，其输出量y（t）与输入量x（t）的时间函数表达式之比应是常数。但实际的传感器，y（t）和x（t）只能在一定的信号频率范围内，在允许的动态误差范围内相对保持一致的变化形态，不可能绝对一致。

△ 传感器的静态特性和动态特性都属于传感器的外部特性。它们都是由传感器自身的内部构造决定的，不同原理的传感器具有不同的内部构造，其静态特性和动态特性也表现出不同的特点。一个高精度的传感器必须具有良好的静态特性和符合要求的动态特性，这样才能完成对被测信号相对无失真地变换和输出，并将响应误差降低到最低程度。