測(cè)量檢測(cè)術(shù)語(yǔ)

精度
精度是室溫下指示值與實(shí)際值之間的差異。在大多數(shù)情況下，精度包含有兩個(gè)主要的誤差來(lái)源：分辨率和線性度。為了估計(jì)一個(gè)測(cè)量器件所期望的精度，使用平方和的平方根方法來(lái)綜合單個(gè)的誤差源。
模擬量輸出
傳感器的模擬量輸出是所測(cè)量的變化量的連續(xù)輸出。該輸出的形式可以是4-20mA，0-10V 或者是其它的形式。
波束角
超聲波傳感器發(fā)射一束隨距離增加而發(fā)散的錐形聲波能。該波束的角度通常定義為角度。超聲波波束并不是完美的錐形。大部分的超聲波能量位于波束的中心。遠(yuǎn)離中心線的地方，能量越小。波束角定義為能量為中心線能量50% 的邊界處。
顏色靈敏度
對(duì)光學(xué)傳感器來(lái)說(shuō)，顏色靈敏度是指當(dāng)目標(biāo)物體的顏色變化時(shí)，輸出值的變化。例如，當(dāng)目標(biāo)物體從亮白色變到幾乎是黑色時(shí)，，L - GAGE LG5 的變化將小于75μm，從接近90% 的反射率變化到10% 的反射率。注意，對(duì)非常精確地測(cè)量，可以使用精確的陶瓷目標(biāo)物體作為基礎(chǔ)，而不是標(biāo)準(zhǔn)的硬紙板目標(biāo)物體。
盲區(qū)（死區(qū)）
盲區(qū)指的是傳感器不能做出測(cè)量的區(qū)域。例如，某超聲波傳感器的盲區(qū)是100mm。也就是說(shuō)，傳感器將忽略距離傳感器表面100mm 內(nèi)的所有的目標(biāo)物體。恰當(dāng)?shù)匕惭b部件使所需檢測(cè)的目標(biāo)物體總是處在測(cè)量范圍以內(nèi)。
DEVICENET
DeviceNet 是一種總線類型的配線方式，特別用于自動(dòng)化操作傳感器：允許傳感器和控制器之間通過(guò)一根電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。它很像把PC 連接起來(lái)的局域網(wǎng)一樣。
開(kāi)關(guān)量輸出
開(kāi)關(guān)量輸出是指當(dāng)連續(xù)的測(cè)量已達(dá)到一個(gè)特別地值時(shí)，用開(kāi)- 關(guān)輸出該信號(hào)。開(kāi)關(guān)量輸出特別標(biāo)示為NPN 或PNP變晶體管或電子機(jī)械繼電器。
電壓降電阻
電壓降電阻，也稱為負(fù)載電阻，是一個(gè)精確的電阻，被用來(lái)把4 - 20mA 電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。最普通的電壓降電阻是250Ω+0.025Ω，它把電流轉(zhuǎn)換成1V - 4V 信號(hào)。為了得到較好的溫度穩(wěn)定性，電壓降電阻應(yīng)該具有0.01% / °C或更好的溫度系數(shù)。
頻率響應(yīng)
頻率響應(yīng)指的是模擬傳感器所能追蹤的最大的頻率。所有的模擬傳感器具有一個(gè)固有的響應(yīng)時(shí)間，這限制了它們?cè)诟哳l下測(cè)量周期運(yùn)動(dòng)的能力。例如，假定一個(gè)具有1.6ms 響應(yīng)時(shí)間的激光位移傳感器在測(cè)量一個(gè)旋轉(zhuǎn)圓柱體的偏轉(zhuǎn)跳動(dòng)。既然激光傳感器是在1.6ms 周期內(nèi)得到的平均值，它將處于峰值振中幅值記錄以下。該誤差將隨著旋轉(zhuǎn)速度的增加而增加。特別地，該誤差指定為產(chǎn)生- 3dB 誤差( -3dB 等于30% 誤差) 的旋轉(zhuǎn)速度。對(duì)于1.0ms 的周期，-3dB 響應(yīng)頻率是450Hz。在250Hz，1.0mm 的位移將被激光傳感器報(bào)道為0.7mm。作為參考，注意在300rpm 跑著的汽車擎的曲柄軸轉(zhuǎn)速僅為50Hz。
滿刻度
傳感器的全刻度范圍代表著最大可能的測(cè)量范圍。例如，一個(gè)測(cè)量從75 - 125mm 的激光位移傳感器具有50mm 的全刻度范圍。即使用戶已經(jīng)設(shè)定傳感器從100mm 讀到120mm，全刻度仍為50mm。因此，如果制造商以“全刻度的百分?jǐn)?shù)”標(biāo)識(shí)性能說(shuō)明，牢記在心這一點(diǎn)很重要。誤差并不隨著校準(zhǔn)的測(cè)量跨度的增加而縮小，但如果制造商以“全刻度的百分”數(shù)標(biāo)識(shí)性能說(shuō)明，誤差將隨著校準(zhǔn)的測(cè)量跨度的增加而縮小。
回差
通常使用回差來(lái)表示開(kāi)關(guān)量輸出時(shí)轉(zhuǎn)換點(diǎn)的不同。例如，當(dāng)一個(gè)目標(biāo)物體處于25mm 時(shí)，輸出為開(kāi)；但當(dāng)目標(biāo)物體為24mm 遠(yuǎn)時(shí)，輸出仍未關(guān)。所以存在1mm 的滯后。在模擬傳感器中也使用回差來(lái)表示偏向高刻度的輸出和偏向低刻度的輸出的不同。例如，校正一個(gè)接觸探針從0 - 10mm 輸出4 - 20mA。當(dāng)從0mm 到10mm 運(yùn)動(dòng)時(shí)，5mm 點(diǎn)對(duì)應(yīng)著
11.98mA 的輸出。當(dāng)從10mm 到0mm 運(yùn)動(dòng)時(shí)，5mm 點(diǎn)對(duì)應(yīng)著12.02mA 的輸出。因此，回差是0.04mA，或者跨度的0.25%。在電子機(jī)械測(cè)量系統(tǒng)中，模擬回差常是可測(cè)的；在非機(jī)械傳感器中，如光電傳感器，模擬回差經(jīng)常是不重要的。
線性度
線性度實(shí)際上指的是傳感器輸出中的非線性的最大值。通常定義為相對(duì)傳感器理想的輸出向上或向下最大的偏移值?？聪旅娴膱D。應(yīng)該注意的是，線性度誤差的重復(fù)性誤差，不影響傳感器重復(fù)激活開(kāi)關(guān)量輸出的能力。還有，既然線性度誤差是重復(fù)性的，在主系統(tǒng)中，它們潛在地可校正的。主系統(tǒng)中線性化方案包括實(shí)際值和理想值，它們作為插入時(shí)使用。
測(cè)量范圍
測(cè)量范圍指的是傳感器可以測(cè)量的最大范圍
測(cè)量跨度
測(cè)量跨度通常指的是傳感器實(shí)際設(shè)定的值。例如，一個(gè)測(cè)量范圍是0.2 - 1m 的傳感器，設(shè)定測(cè)量跨度是0.5 - 0.8m。
PID 控制
PID 代表著Proportional Intergral Derivative 控制。PID 控制包括與設(shè)定點(diǎn)相比的可測(cè)量的過(guò)程變量，輸出控制信號(hào)的控制器，在過(guò)程中產(chǎn)生某種作用的器件。設(shè)定點(diǎn)與可測(cè)量的過(guò)程變量的不同是誤差信號(hào)?？刂菩盘?hào)具有三個(gè)組成部分：
P 與誤差信號(hào)成比例的一個(gè)信號(hào)
I 與累積誤差成比例的一個(gè)信號(hào)誤差積分誤差時(shí)間
D 與誤差信號(hào)的變化速率成比例的一個(gè)信號(hào)
PID 控制的一個(gè)例子是汽車的巡航控制。假定汽車以60mph 的速度穩(wěn)定行駛，并設(shè)定巡航( 設(shè)定點(diǎn)是60mph，誤差信號(hào)是0 )。汽車遇到一個(gè)陡峭的山坡，速度降為57mph ( 誤差信號(hào)是3mph )。控制器通過(guò)“P”立即告訴系統(tǒng)使用更多的燃料。汽車加速到58mph。誤差乘以時(shí)間的累積術(shù)語(yǔ)增長(zhǎng)，控制信號(hào)通過(guò)“I”進(jìn)一步增加。最后汽車加速到60mph。誤差變?yōu)?。汽車通過(guò)了山項(xiàng)，并很快地加速。變化的速率，“D”告訴燃料系統(tǒng)后退，汽車又回到其穩(wěn)定的速率等等。
參考條件
測(cè)量傳感器的性能說(shuō)明特別地指出參考條件。參考條件通常是20°C 和1atm。另外，在說(shuō)明中也必須指出參考的目標(biāo)物體。對(duì)于激光傳感器，經(jīng)常使用的目標(biāo)物體是白色的陶瓷。對(duì)超聲波傳感器來(lái)說(shuō)，特別使用的目標(biāo)物體是方形的金屬。
重復(fù)精度
傳感器的重復(fù)精度是指當(dāng)多次給定相同的輸入，傳感器的輸出不同。邦納特別使用重復(fù)性來(lái)量化開(kāi)關(guān)傳感器的性能。對(duì)一個(gè)開(kāi)關(guān)傳感器來(lái)說(shuō)，重復(fù)精度指的是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)物體在參考條件下的轉(zhuǎn)換距離的變化。例如，設(shè)計(jì)一個(gè)激光位移傳感器在100mm 處轉(zhuǎn)換其輸出。實(shí)際的轉(zhuǎn)換距離用千分尺測(cè)20 次。數(shù)據(jù)顯示一個(gè)0.01mm的標(biāo)準(zhǔn)，重復(fù)2 - sigma 精度是0.02mm。
分辨率
在測(cè)量器件中，分辨率是最重要的說(shuō)明之一。它是測(cè)量器件所能傳感到的目標(biāo)物體位置的最小的變化的量度。它也是當(dāng)目標(biāo)物體位于距傳感器固定的距離時(shí)，對(duì)器件輸出所期望的波動(dòng)的量度。例如，考慮一個(gè)具有“0.2%測(cè)量距離”精度的器件，它距離目標(biāo)物體100mm。精度是0.2% x 100mm 或者是0.2mm。這意味著目標(biāo)物體位置的任何大于0.2mm 的變化將導(dǎo)致傳感器輸出中的可測(cè)量的變化。同時(shí)，這也暗示著如果目標(biāo)物體位置沒(méi)有變化，就可以預(yù)期輸出信號(hào)的噪音小于0.2mm。有時(shí)，制造商將指明輸出分辨率，在說(shuō)明中以位來(lái)描述，如“12 位”。這簡(jiǎn)單地表示線路的輸出部分具有分辨率為212 ( 4096 )。如果一個(gè)傳感器具有100mm 的測(cè)量窗口，這等于100 / 4096 = 0.024mm。當(dāng)說(shuō)明是這樣寫(xiě)的時(shí)，可以確定線路其余部分的分辨率比線路的輸出部分( 數(shù)字到模擬輪換器) 的分辨率更小。換句話說(shuō)，如果一個(gè)傳感器具有0.02mm 的輸出分辨率，傳感器測(cè)量系統(tǒng)的其余部分產(chǎn)生0.5mm 的分辨率，總的分辨率被限制在0.5mm。
響應(yīng)時(shí)間
響應(yīng)時(shí)間是對(duì)傳感器如何快地響應(yīng)輸入變量的變化的一個(gè)量度。一般認(rèn)為，是傳感器輸出代表輸入變化63% 的信號(hào)時(shí)所花費(fèi)的時(shí)間。例如，一個(gè)在0°C 的溫度傳感器迅速放入100°C 的水中。4 秒后，傳感讀器是63°C。因此，該傳感器的響應(yīng)時(shí)間是4 秒。
跨度
傳感器的跨度是設(shè)定線性輸出的范圍。例如，一個(gè)超聲波傳感器經(jīng)校準(zhǔn)后，4mA = 1’，20mA = 8”，該傳感器的跨度是7”。
跨度調(diào)整范圍
這代表著傳感器線性輸出的可調(diào)整量。例如，一個(gè)激光位移傳感器可能具有5 - 15mm 的跨度調(diào)整范圍，這意味著與4 -20mA 的信號(hào)相關(guān)的跨度小可以到5mm，大可以到15mm。該范圍有時(shí)也指調(diào)節(jié)比例。在上例中，調(diào)節(jié)比例是15:5 或3:1。
平衡距離
從傳感器檢測(cè)面到測(cè)量范圍的中點(diǎn)的距離。
溫度效應(yīng)
溫度效應(yīng)定義為在每一個(gè)周圍環(huán)境的溫度的變化下， 輸出的最大變化。溫度效應(yīng)說(shuō)明的一個(gè)例子是“距離的1% / 10°C”，意思是溫度每變化10°C，傳感器輸出的變化將小于1%。
更新速率
傳感器的更新速率簡(jiǎn)單地只是傳感器輸出新值的速率。不應(yīng)與響應(yīng)時(shí)間弄混淆，響應(yīng)時(shí)間通常比更新速率要慢的多。例如，一個(gè)傳感器計(jì)算得到平均運(yùn)動(dòng)10ms 具有有價(jià)值的數(shù)據(jù)，每1ms 輸出一次。在這個(gè)例子中，更新速率是1 / 1ms，或者說(shuō)1KHz，然而響應(yīng)時(shí)間是6ms。