GBT 18459-2001 传感器主要静态性能指标计算方法.pdf

i c s 1 7 0 2 0N 0 5中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准c B/T 1 8 4 5 9 一 2 0 0 1传感器主要静态性能指标 计算方法Me t h o d s f o r c a l c u l a t i n g t h e ma i n s t a t i cp e r f o r ma n c e s p e c i f i c a t i o n s o f t r a n s d u c e r s2 0 0 1 一 1 0 一 0 8发布2 0 0 2 一 0 5 一 0 1 实施中华人民共和国国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局发 布G B/T 1 8 4 5 9-2 0 0 1目次前言 。I1 范围.。.“12 定义 .13单 项 静 态 性 能 指 标 的 计 算 方 法 二 二 二 二”“44 不确定度及其他综合静态性能指标的计算方法 1 3附录A(标准的附录)线性度计算的一般原理及计算示例 。1 7附录B(标准的附录)符合度计算的一般原理及计算示例 2 1附录 C(标准的附录)传感器分项性能指标和综合性能指标计算示例 2 5附录 D(标准的附录)变送器分项性能指标和综合性能指标计算示例 3 2附 录E(标 准的 附 录)传 感器 等 精 度 性 的 检 验 。一 二”二“二3 5附录F(提示的附录)原始数据的 预处理 。”.“二”3 6附录G(提示的附录)传感器不确定度计算的基本原理 。4 0附录H(提示的附录)参考文献 。二 ”二 “4 1标准分享网 w w w.b z f x w.c o m 免费下载G B/T 1 8 4 5 9-2 0 0 1前言 本标准尽可能与国际电工委员会(I E C)的I E C 6 0 7 7 0和I E C 6 1 2 9 8 标准的有关内容接轨，以及与美国科学仪器制造商协会(S AMA)的P MC 2 0.1等标准的有关内容接轨;吸收了国内外其他有关仪表与传感器标准中某些技术思想和传统作法;采用了国内外有关传感器性能指标计算方法的某些研究成果。本标准的附录A、附录B、附录C,附录D、附录E是标准的附录;附录F、附录G和附录H是提示的附录。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由仪器仪表元器件标准化技术委员会归口。本标准由北京航空航天大学、沈阳仪器仪表工艺研究所负责起草。主要参加起草单位:西北工业大学、航天工业总公司 7 0 8 研究所、中国计量科学研究院、上海交通大学、上海工业自动化仪表研究所、航空工业总公司 3 0 4 研究所、航空工业总公司 6 3 4 研究所、电子工业部第 4 9 研究所、中国兵器工业第 2 0 8研究所。本标准主要起草人:孙德辉、徐学峰、孙希任、项冀平、刘智敏、俞朴、陈诗恩、张力、史荣祥、王善慈、宋光威。本标准委托北京航空航天大学、沈阳仪器仪表工艺研究所负责解释中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准传感器主要静态性能指标 计算方法GB/T 1 8 4 5 9-2 0 0 1Me t h o d s f o r c a l c u l a t i n g t h e ma i n s t a t i cp e r f o r ma n c e s p e c i f i c a t i o n s o f t r a n s d u c e r s范 围 本标准规定了一般传感器主要静态性能指标的定义和计算方法。本标准适用于研制、生产、使用过程中传感器主要静态性能指标的计算，也适用于制定或修订各种传感器的产品标准。2 定义 本标准采用下列定义。2.1 基本术语2.1.1 静态特性s t a t i c c h a r a c t e r i s t i c s 被测量处于不变或缓变情况下，输出与输人之间的关系。注 1 传感器的静态特性包括多种性能指标，可通过静态校准来确定。2 传感器的静态性能指标，通常应标注其适用的温度范围.2.1.2 静态校准s t a t i c c a l i b r a t i o n 在规定的静态测试条件下，获取静态特性的过程。2.1.3 测量范围 m e a s u r in g r a n g e 在保证性能指标的前提下，用最大被测量(测量上限)和最小被测量(测量下限)表示的区间。2.1.4 量程s p a n 又称满量程输人(f u l l-s p a n i n p u t)，为测量上限与测量下限的代数差。2.1.5 满量程输出 f u l l-s p a n o u t p u t 又称校准满量程输出，为工作特性所决定的最大输出和最小输出的代数差。2.1.6 线性 l i n e a r i t y 输出一输人特性接近或偏离某一直线的性质。2.1.7 符合性 c o n f o r m i t y 输出一输人特性接近或偏离某一曲线的性质。2.1.8 参比特性r e f e r e n c e c h a r a c t e r i s t i c s 用作参考和比对的方程或曲线。注 1 参比特性可在一定的使用场合起着约定真值的作用。2 参比特性主要用于传感器的线性度、符合度和线性度(符合度)加回差的计算。2.1.9 工作特性wo r k i n g c h a r a c t e r i s t i c s中华人民共和国国家质，监督检验检疫总局 2 0 0 1 一 1 0-0 8批准2 0 0 2 一 0 5 一 0 1实施标准分享网 w w w.b z f x w.c o m 免费下载G B/T 1 8 4 5 9-2 0 0 1 用作约定真值的输出一输人特性的方程或曲线。注:工作特性体现了线性度(符合度)、回差和重复性的综合作用2.1.1 0 使用特性u t i l i z a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s 被测量与输出量之间关系的特性。注:使用特性是在某些场合下使用传感器时所需要的。2.1.1 1 线性传感器l i n e a r t r a n s d u c e r 工作特性用直线方程表示的传感器。2.1.1 2 非线性传感器n o n-l i n e a r t r a n s d u c e r 工作特性用曲线方程表示的传感器。2.2 静态校准特性2.2.1 正行程实际平均特性 u p-t r a v e l a c t u a l a v e r a g e c h a r a c t e r i s t ic s 正行程各校准点上一组测量值的算术平均值点的连接曲线。2.2.2 反行程实际平均特性 d o w n-t r a v e l a c t u a l a v e r a g e c h a r a c t e r i s t i c s 反行程各校准点上一组测量值的算术平均值点的连接曲线。2.2.3 正、反行程实际平均特性 u p-t r a v e l a n d d o w n-t r a v e l a c t u a l a v e r a g e c h a r a c t e r i s t i c s 各校准点的正、反行程算术平均值的平均值点的连接曲线，又称实际特性(曲线)。2.3 静态性能指标2.3.1 分辨力r e s o l u t i o n 在整个输人量程内都能产生可观测的输出量变化的最小输人量变化。2.3.2 灵敏度 s e n s i t i v i t y 输出变化量与相应的输人变化量之比。2.3-3 回差h y s t e r e s i s 在输人量作满量程变化时，对于同一输人量，传感器的正、反行程输出量之差。2.3.4 重复 性 r e p e a t a b i l i t y 在一段短的时间间隔内，在相同的工作条件下，输人量从同一方向作满量程变化，多次趋近并到达同一校准点时所测量的一组输出量之间的分散程度。2.3.5 线性度 l i n e a r i t y 正、反行程实际平均特性曲线相对于参比直线的最大偏差，用满量程输出的百分比来表示。注 1 随参比直线的不同，有多种线性度 2 线性度应加以限定，不加限定词的线性度即指独立线性度。2.3.5.1 绝对线性度 a b s o l u t e l i n e a r i t y 参比直线为规定直线的线性度，又称理论线性度。注 1 绝对线性度反映的是线性精度，与其他几种线性度的性质绝然不同 2 参比直线应根据传感器特性的使用要求确定2.15.2 端 基线性度 t e r m i n a l-b a s e d l i n e a r i t y 参比直线为端基直线的线性度。注:端基直线为实际平均输出特性的首、末两端点的连线。2.15.3 平移端基 线性度 s h i f t e d t e r m i n a l-b a s e d l i n e a r i t y 参比直线为平移端基直线的线性度。注 1 平移端基直线和端基直线具有相同的斜率，但应通过平移把实际特性对它的最大偏差减至最小 2 当实际特性曲线呈单调增大或单调减小性质时，平移端基直线即为最佳直线Gs/T 1 8 4 5 9-2 0 0 12.3-5.4 零基线性度 z e r o-b a s e d l i n e a r i t y 参比直线为零基直线的线性度。注 1.零基直线为一条经过传感器理论零点的直线，但应通过改变斜率把传感器实际特性对它的最大偏差减至最小 2 零基直线又称为强制过零的最佳直线2.15.5 前端基线性度 f r o n t t e r m i n a l-b a s e d l in e a r i t y 参比直线为前端基直线的线性度。注 1 前端基直线通过传感器实际特性的前端点，但应通过改变斜率把传感器实际特性对它的最大偏差减至最小。2 前端基直线，在国外有些标准和文献中则称之为零基直线2.3.5.6 独立线性度 i n d e p e n d e n t l i n e a r it y 参比直线为最佳直线的线性度。注 1 最佳直线为既相互最靠近而又能包容传感器正、反行程实际平均特性曲线的两条平行直线的中位线。2 最佳直线能保证传感器实际特性对它的最大偏差为最小.2.3-5.7 最小二乘线性度 l e a s t-s q u a r e s l i n e a r i t y 参比直线为最小二乘直线的线性度。注:最小二乘直线应保证传感器实际特性对它的偏差的平方和为最小。2.3.6 符合度 c o n f o r m i t y 正、反行程实际平均特性曲线相对于参比曲线的最大偏差，用满量程输出的百分比来表示。注 1 随参比曲线的不同，有多种符合度。2 符合度应加以限定，不加限定词的符合度即指独立符合度.2.3.6.1绝 对 符 合 度 a b s o l u t e c o n f o r m i t y 参比曲线为规定曲线的符合度，又称理论符合度。注 1 绝对符合度的参比曲线是事先规定好的，它反映的是符合精度，与其他几种符合度的性质绝然不同。2 参比曲线应根据传感器特性的使用要求来确定2.3-6.2 端基符合度 t e r m in a l-b a s e d c o n f o r m i t y参比曲线为端基曲线的符合度。注:端 基 曲线 应 通 过 传 感 器 实 际 特 性 曲 线 的 首、末 两 端 点，并 把 传 感 器 实 际 特 性 对 它 的 最 大 偏 差 减 至 最 小。2.3-6.3 零基符合度 z e r o-b a s e d c o n f o r m i t y 参比曲线为零基曲线的符合度。注 1 零基曲线应通过传感器的理论零点，并把传感器实际特性对它的最大偏差减至最小。2 零基曲线又称为强制过零的最佳曲线2.3-6.4 前端基符合度 f r o n t t e r m in a l-b a s e d c o n f o r m i t y 参比曲线为前端基曲线的符合