改善傳感器性能的技術(shù)途徑

一.傳感器噪聲及其減小措施

傳感器噪聲是指除了被測(cè)信號(hào)之外在傳感器中出現(xiàn)的一切不需要的信號(hào)。它可由傳感器內(nèi)部產(chǎn)生，也可從外部隨信號(hào)傳遞而混入。一般而言，噪聲是呈不規(guī)則的變化，單交流噪聲這樣的周期性的波動(dòng)，廣義上也是噪聲。

傳感器內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲包括敏感元件，轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路元件等產(chǎn)生的噪聲以及電源產(chǎn)生的噪聲。例如光電真空管放射不規(guī)則電子，半導(dǎo)體載流子擴(kuò)散等產(chǎn)生的噪聲。降低元件的溫度可減小熱噪聲，對(duì)電源變壓器采用靜電屏蔽可減小交流脈動(dòng)噪聲等。

從外部混入傳感器的躁聲，按其產(chǎn)生原因可分為機(jī)械噪聲（如振動(dòng)，沖擊）、音響噪聲、熱噪聲（如因熱輻射使元件相對(duì)位移或性能變化）、電磁噪聲和化學(xué)噪聲等。對(duì)振動(dòng)等機(jī)械噪聲可采用防振臺(tái)或?qū)鞲衅鞴潭ㄔ谫|(zhì)量很大的基礎(chǔ)臺(tái)上加以抑制；而消除音響噪聲的有效辦法是把傳感器用隔音器材圍上或放在真空容器里；消除電磁噪聲的有效辦法是屏蔽和接地或使傳感器遠(yuǎn)離電源線，或使輸出線屏蔽，輸出線絞擰在一起等。

二.改善傳感器性能的技術(shù)途徑

 

　 

Ⅰ.結(jié)構(gòu)、材料與參數(shù)的合理選擇

根據(jù)實(shí)際的需要和可能，合理選擇材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)傳感器，確保主要指標(biāo)，放棄對(duì)次要指標(biāo)的要求，以求得到高的性價(jià)比，同時(shí)滿足使用要求，即使對(duì)于主要的參數(shù)也不能盲目追求高指標(biāo)。

Ⅱ.差動(dòng)技術(shù)

差動(dòng)技術(shù)是非常有效的一種方法，如電阻應(yīng)變式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器中都應(yīng)用了差動(dòng)技術(shù)，不僅減小了非線性，而且靈敏度提高了一倍，抵消了共模誤差。

Ⅲ.平均技術(shù)

常用的平均技術(shù)有誤差平均效應(yīng)和數(shù)據(jù)平均處理。常用的多點(diǎn)測(cè)量方案與多次采樣平均就是這樣的例子。

Ⅳ.穩(wěn)定性處理

造成傳感器性能不穩(wěn)定的原因是：隨著時(shí)間的推移或環(huán)境條件的變化，構(gòu)成傳感器的各種材料與元器件性能將發(fā)生變化。為了提高傳感器性能的穩(wěn)定性，應(yīng)該對(duì)材料、元器件或傳感器整體進(jìn)行必要的穩(wěn)定性處理。使用傳感器時(shí)，如果測(cè)量要求較高，必要時(shí)也應(yīng)對(duì)附加的調(diào)整元件、后接電路的關(guān)鍵元器件進(jìn)行老化處理。

Ⅴ.屏蔽、隔離與干擾抑制

屏蔽、隔離與干擾抑制可以有效削弱或消除外界影響因素對(duì)傳感器的作用。如對(duì)于電磁干擾，可以采取屏蔽、隔離措施，也可以用濾波等方法抑制。

Ⅶ.零示法、微差法與閉環(huán)技術(shù)?

這些傳感器可供設(shè)計(jì)或應(yīng)用傳感器時(shí)，用以消除或削弱系統(tǒng)誤差。

Ⅷ.補(bǔ)償與校正

補(bǔ)償與校正可以利用電子技術(shù)通過線路（硬件）來解決；也可以采用微型計(jì)算機(jī)通過軟件來實(shí)現(xiàn)。

Ⅸ.集成化、智能化與信息融合?

集成化、智能化與信息融合將大大擴(kuò)大傳感器的功能，改善傳感器的性能，提高性價(jià)比。