通过Tim Shotter,新产品总监,所有传感器
精确度和精度这两个术语经常互换使用,特别是在传感器产品的宣传文献中。然而,正如任何优秀的数学家都会告诉你的那样,这两种规范之间存在着明显的差异。图1显示了精确度与接近准确度的实际、目标或参考值的统计分布。更精确的传感器具有更窄的分布,更精确的传感器更接近实际值。或者,图2显示了精度和精度如何独立地增加或减少。
精度和分辨率也是经常被滥用的参数。与精度不同,分辨率是传感器能够可靠指示的最小测量值。这在应用程序中从噪声中识别低信号电平的输入变化时通常很重要。模拟-数字转换器(ADC)量化了用于数字控制应用的模拟传感器的平滑输出,随着比特数的增加,分辨率也增加了。图3显示了当传感器输出被量化时,分辨率和精度之间的差异。
指定精度
当一家公司在比较自己的产品时,声称一个型号或系列的准确率是另一个型号或系列的两倍时,这种比较应该是准确的。然而,有许多公认的测量和指定精度的格式,因此比较一个公司的产品与另一个公司的产品的精度是非常困难的。一些行业,如汽车或航空航天规定了应该如何测量精度,以简化这一过程。
精度通常用不准确或误差来表示。一般来说,误差的来源包括:零位误差、跨度误差、压力非线性、对零点的热效应、对跨度的热效应、热滞、压力滞和不可重复性。其他可能影响精度的系统考虑因素包括响应时间、比率、长期稳定性或寿命稳定性。
比较任何压力传感器数据的第一步是使用毫米汞柱(Hg)、千帕(kPA)、巴、英寸水等相同的输出规格。通常,大多数MEMS压力传感器测量是在固定电压和室温下进行的。确定精度的两种主要方法是总误差带和误差预算。
总误差带(TEB)精度是指在传感器底层技术限定的范围内输出值的最大偏差。在某些情况下,误差频带乘法器会增加在极端情况下允许的误差,例如增加在低温和高温下的温度误差,如图4所示。在压力或其他上限或下限下,误差带也可能增加。
误差预算精度可以由线性度、温度和压力滞后、跨度温度系数和偏移温度系数组成。图5显示了一个典型的错误预算图。传递函数可以提供±误差值,其上下限也可以是曲线形状。
影响精度的其他因素是传感技术的特性、曲线形状和应用的工作点。例如,端点规范可能不适合通常以中等规模运行的应用程序。
获得所需的准确性
有几种不同的方法来指定传感器的精度。讨论了两种常见的技术。供应商对精度规范的选择通常涉及传感器使用的技术、测试设备的选择、测试的容易程度(通常是为了解决成本目标)和/或目标体积细分市场,如工业、汽车、医疗、消费等。用户在比较来自不同供应商的产品时面临的挑战是充分研究每个供应商的方法来指定精度,然后选择最符合应用需求的方法和传感器。
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