【国家标准(GB)】 传感器主要静态性能指标计算方法

[CS17.020
中华人民共和国国家标宿
GB/T18459—2001
传感器主要静态性能指标
计算方法
Meihods for calculaling tle nmiain slaticperformance specifications of transducers2001-10-08发布
中华人民共利国
国家质量蓝督检验格痔慈房
2002-05-01实施
GR/T 18459—2001
单项静态性能指标的计算方法
4不确定度及其做综合整态性能指标的计减方传附录A（标准的附录）
附录际的附求）
谢录标准的谢示）
附录(标准的附录)
附录它(标准的附录）
附求F(提示的附录了
附录G示的附录！
谢录H<提示的附录）
线性展计算的一殷原斑及汁算示树行全度计算的一般原与及计算示划传感端分项性能脂标和综合性能指标计算示例变送器分项性能指标和综合件能指标计算示例传点器等摘度性约检验
原始数据的预处理
传张不确定度计算的基本原理
孝竞文献
CB/T 184592001
本标准尽可能与国际电工委员会（JE)的以6C77和IE612标准的有关内率接轨，以收与关回科学仪器制适商协会（SAMA)的PMC2·-等标准的有关内容接单：吸收了国内外其他有关仪表与传恋器标准中荣些技术思些和传毓作法采用了国内外有关传感器排能指标计算方法的荣些研究成果：本标准的录A的录B.附录附录1).刷录E是东需的列录；附录工，时永G和所永H提不的附录
本标准宁国机裁1业联合会差出
本标准白议器侵表元器件标准化投术委风会归口，本标非出北京航空航天大学、花闲仪器仪表工艺究所负卖起车。土要参加起草单位：西北工业大学，人工业总公司7研究所、中国计量舟学研究院、海交通人学，海工业户动化校套研究所、航上总公司314诉究所航空上业总公司64研究所电子上业部算研定所中国无端1业第208研究所，
本标雅主要起草人：孙德辉、徐学峰.孙常仁、测燕平，刘智，命朴、陈传思，张力、史案、土誉慈、宋光城。
本标准委托北京航空航大大学、洗附设器仪表1.艺研光所资责解程：1范国
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
Methode for calculating 1he main ktaticperformance specificatinns nf transdncers本标视定？毅传据端工要静总性能指标的定义和算方法，GB/T184592001
木标准适用于研制，生产、使用过程中传感器主要静态性能指标的计算也适用丁制定或链汀各种传器尚产品标产
2定义
本标准来用下列定文。
2.1花丰术诺
2-1.1净态待1ac characier!stice?破测量处」不变或缓企情况下,输出与输人之间的关系。1传感器内件充特性包站多神性能指标，可通过序高校痛本相觉，2收器内师充性性护标通常底必社其孟用的湿准范正21.2静您改准laa:limlin
在境定的静态划试条件下获收前态特性的过群。21.3测量微回measringrangc
在保证性能指标的前走下，用最大被测量(测岛上限利最小鼓量(衡量下限)表示的区间，2.1.4量程span
又称满其程摘人spaput为测量上限与测量下限的代差2.1.5满量舱出fu-panuplLt
文称校准程输出，为1作特性所决定的最大输出和最小摘出的代数差，2.1.6线性linrity
摘山一输人特性接近或偏离某一直势的性质，2-1.7符ranfarmny
输出一输人特性接近或偏离某-曲线的性质：2. 1.8参比特性-[rr- haralerisli-用性垂和比对的方望或曲。
！多式特，引在·定的依业均合起普约定其位的作同2多比特十性建十传要器的然性，等合和兰使将合度加同差的计算。2.1.9T作特件orking characreTs中华人民共和国国家质量监督检验检座总高20011008批准2002-05-01实道
CR/T 18459-2001
而作约定点拍的辅出一验人特性的程或出线注：工特体期了战性变效降），回和点性的练合析需，2.1.10使用特性ulixamrluuutcristi夜惯量与龄出量之国义要的特性注：使不轻性在基与均合下使用格出器工所需要的，2.1.11我专感lieartranstucer
上推特性讯自线东程变示的传滤器2.1.12非统性传感器mm-lin:usuer工作特性用曲线力程表示的传感器，2.2前态校准特性
2.2.1正行悍实际乎特性utrsvelscturlavrgcchaRcteristics正行程各快准点工一组谢值的算术平均值的连接曲践。2.2.2反行程文际7均特性down-liavel Artual averaRecharacleristic:反行务校准点上一组创益值的算术平均佳点的连接曲端：2.2.3r..这r实际平特性up-trave.and dowm-travel aclual averagechareclerigtics各较准点的止、反行程算术平均值的平均值点的连按曲残，又稳实际特性（曲线）：2.3静态性偿潜校标
2.3.1分期selutin
在整个入量种内都能产不可观测的翁出量变化的量小翁人量变化，2.3.2灵敏srsitivi1
防出变忆量与相正的培变化基之比。2.3-3hgstercsis
在输人量作满量变化时，对」司一输人量·传感器的正、反行科输出量之差.2.3-4复性pcatability
在一段短的时尚间内，在相同的工外件下，输入量质同一方间作满量程变化·多次近并到达同一整准点时护测量的一组增出血之间的分敬至度。2.3.5线性妻liearty
止、反行程实际平均转性血线相对于差比直据的最大偏系，用病最程缩出的百分比来表示。注
：随非已能的不同有净种我性，2故性使信加以限定：不加限定间的我性空即把出最性度。2.3.5.1绝x线度nbnlure L.neariy参比克线为视定口线的线性度·又你理论或性度款对就医的品件粘学与其效地述性内纤市绝快本司让推据传落器特性的使月确定，2.3.5.?端基线件rerrnal.base:l[neari:y专比点绒为端减卢线的线也成：社：消第可线为实际平汽等由净性内管、或两洲点的年载、2-3.5.3平多编基线生度Nifduringilixlnly参白线为平端直减的线性度.
1立或减至直线片基浅其有相可的率.但应平移把实际特性对它的最大销禁减绝最小？当特城单克单小性六良基最，2
GB/T18459
2.3..4净裁生度zea.basndLineariy牵比直线为零基直线的线性度，汁
1，冬其兰线为来终过传减.论零点的点然，近应调过度变料单把传感别实特性对它的限大偏差减至最心，2的
2.3.5.5前端.M线性座froattezmir.el-bascd lir.carity垂比直线为前端基直线拍绒逆度。1前端互三线通过传避器实标性心的前常点担应遭过改料累范传感器实后特内它的效大销差减至最小。2前学互线并国外自兴东范文带中叫称之为平直类，2.3.5.5l立线·生康ir.cependent linearity多比直线为最半直线的线件度。1良们益线为收，相万录章近而叉能包容传些活正、反行程实际平得性曲载的两平行点我的中位线，能保正专盛生格行对它的最大兰为小。2.3.5-7小二乘绕性度least9qarcalincaricy多比真钱为展小乘直线的裁非度，在：最心三三然位保证传感实际特生对的偏差的中女和为最小。2.3.6符合展toatormity
正成行供实际平均特性曲线于多比曲线的量人差，用满量程输出的百分比求表示1续不尺种胃。
2符个度虚以限定，不加性定间的符今受即请抽立合度，2.3.6.1对符台度buliteeonfarmity垂比曲线为规光由裁的符合度，又称理论符台度。1绝剂好合压的孕比曲规是事先规定好的，它反肤的是好台精，与其情几种符仑度的性质绝不间，三各比尚块皮必指传感器特兰的史书要求率确室2.3.6.2基箱合度cerm.ina.-baeedconfomity李比曲线为端革曲线的符合度，信：端其曲线监迪过器实际特性两线的当、小两将点，并记传感器实际特性对它的战大情差减至联小，2.3.6.3零H爷合2ero.baacd confornity参比曲线为零基曲线的管台度，注
1学止由线应通过传活当的现论实点、斗把后感带实际持性到它的是大谨类款至最小，2要我称制过的违曲，
2.3.6.4前端基竹合库fmn:erminal-hasedcnnfomi:y参比曲线为前消基曲线的符合度，往
前兴曲线应适过传感止、及行实平均曲我的前溯点，共把传悉器实际特性对它的最大偏差随垒量小。前异基曲我,在外有些标准和文能中到你之为学益曲，7.3.6.5独符合度in:lependen1 confo-m1y多比也为受传曲线的符合度。
注：量曲或高保证传品器实际持性对F的量大偏共为量心。2.3.6.6农小符全度tax-mrexfrr1
垂比曲线为辰小线的符合度。
GD/T1B4592097
点：最小二乘曲线应性证传离带实际特性刘它的偏些的方为方垃小，2.3-7线性度差coabincd lincarity and bystcrcsis为传感器离流漫关的极限借：
2.38不确定底ueertain.ty
表在钱换量的真低生案个范围的一和评实统限，它足合现数于被测量之宜内分散性范一个签数：面正它尼与则量结果相系的一个多数。注：不确定贯谢克个里地以此性即比两方而示能层结来的性，2.3.9点不确定度rotnluaccrtainty立称基本不确究逻·是生规定的杀件下进行静念较准和按规定的计算方法近得到的一护不确定度，注：在本标性中，总不研定差加性的种组合ecmbinedlinrnt'ry，hysrosisnndre-etebiliry们的合单。
2.3.10李照输出漂移a0drilt
在规定的时问内，零点输山仅顺时间的征化·涌常用港最程范出的百分比来表示：2.311满量程拍出镖移lrittuuplpat在规究的时间内满单程指出仪随时间的变比，须带用满量理指出的百分比来表小。注，果划定的考核时问没：例如款月效！本指称适常x为长期稳定性(ng-ili！2.3.17热零点确[多Thm]xereaifr内不境湿度变化所引起药零点愉出变化通常用单位温度的满量望验高的亡分比米表示：2.3.13热端量程输山偏heriral sbiftatoilputspan山环境温度变化以起的满保程愉出变化，通曾用单这孟享的满就社描出的白分比求表示3单项静态性谨指标的计算方送
3.1静恋校准非内建
3.1.1静态校准的一要求
1）静态校准的坏总条件及换作要求，应根据减校专然的类型及准确度等源巾相应的产品标准斑楚。
b）校其系统床是供标准被测量的示源，激励山度传速避校准所帮的检测假表等,其总不现定度（量本不确定应出充被按需墨的总不碟示（重本不确余逻），：最，前者应不整过后者的7/3具体要求止相应的产标准规宗.
：）传感器静您控准应在龄个轴人量程内退行，校准点通常监他指零点和满量释点，并均作取证一5~11点：性推通还一股收1=~：次：接病所得均妞激期应尽可能不含可额数非利不个理数期以求上)，以侵让检准的款性和计算结果的确性，！加不能实良内安训变抢点，以元许在一个洲点示内布其仅校准点质可中相成的产品标准源定，2如果实际强仆大，也可只析一十证坏十只止其战性准和同然声只许一个甲行在,而只计战性度、其体的校准据环次整可山似皮的产品准现定，，传感留的实际特是通在你愿临心妍态接证来获联的。好教据、订算过理和原给果所出数的有效位数定非被控使器的总不确定享来研定。3、2前态轻准特性的升算
3-1-2.1行程实际平半（3.）
计算公式如下
H/T18459—2001
式中；买一…止行理第！个枚准点处的一组测量值的算术平均值；止行程第！个校准点处的第，个测章值(=～m=1～充).3.1-2-2反行程实际平均特性（.）计算式如下，
反行程第！～校准点处的一组测丘值的算术半均值：反行程第！较游点处的第，个副量值。（=1-~m;j=1--2)。3.1.2.3正，反行程实际平均特证（.）义称假感案实际特性，或总乎均得性，计弃公式如下：()
程的证算公式划下：
武：rm
中越用的工限值：
·测年芯册的下限值。
3.3满种输出
满量噪获山的计算公武妖下，
Ys = Yh - Yhur
试中;Yrax
下作特性所缺定的最大输出值；下作特性所决定的最小输出值
下,报介得性(参比特性或T作持性了定特(对变资阻)的输非临用表与表示,实洲的辅小使用不与农示
2如你”改传变能的单次心能指标，可以儿读益项性能变协所川的拟合（多比性所央定的量人与量小券出位的效差代善的常想势中Y：
对一线性传感器和只有并试特益的性感器可用=）…计算，4在要求不高的场，让许使用安际做量程编山行一一。3.4分饿刀（）
牙额公式见下，
N,-- max Aw.
式中：2“
inax A.r1-
在常：个谢量点上能产生可现衡辅山变化的最小轴人变化量（6）
在整个量程内取是大的.即得传感器在整个量程内那能产生可观测怖山变化的最心拍人化：
汁：区和划一收视为传整器零位处的分样力，3. 5灵敏 ,)
传感器在第一测早点处的炎献度可用下式计算iAY.IY.
S,=lim
Aw Ar,!d.r.
式，1一一在算！个测单点1传感群的抢人变化量：,一在等，个测单点1由，引起的传器的输出化草。线使感器的我做思火常敏，计罚公式如下，()
GD/T 18459200
1灵度是一个有量的量，其量于传感物的和输人的相，2（)也可用需升非战性传尚受的平均灵效度3.6国差（）
计算公式如下：
式中：3
反行我实际乎与特性！
止行程实际平与特性
Yg×10G%
= nwx/3... - 9.
注：本标准定义的差包含区：这与IE：77:FITECH128等多效标年的作达致3.7重复(很）
3.7.1斗算方法
传站能的其复性是其偶然误差的极限值。传感器在某校准点处的五有性计算关在该校点处的进测量值的样本标准差在一定置信度下的圾限值，以其满正程愉出的口分出来去示，而传患我的性测收为各教推点处量发件的最人者。计算公式划E
包含因于，=
最大的样木标准偏，可从求个校准点的？个际准偏差的估冶5中近取教大者。对：作感翠如果为能做单行科变准，别可不形算至性，3.7.2包含选关的确定
传感器的校准试始，般只作=~循环，其测基值属于小单木。对于小个分布比正态守正更实际请总。本标准息定按分布收包含因子（coverfacror一保证9活的背信：者有需要,小取一的,则应患先声明。！与自由理「,或与校准范环数立本情说下,=一[和荷座（本标准取！5%）有关（见表1）：表1
3.7.3择本标业佣内计算
3-（3.1以多(Bes3eli公式
2, 305
正行料第校准点处的详本标难伤考S和反行保第：校性点处能样本标堆候然S..可用下而两个公式分别算：
止行程第；人枚准点处的，妇测率值的英术半均值：正行程第；人教准点处的第个测量值，~证～1)
GR/T18459—2001
一区行程第（个校准点处的纠测早侦算术平均殖3.
应行群第，个控确点处的第个德量借（一1~m一1～测证询数
3.7.3.7被养法
行贫！校准点处的杆本标准偏养5..反行落：校准点处的推本标准遍差51.可用下面两个公式分创算：
武中：W.
正行在第：不控窄点处的极差,即左第：个校推点处的组\个测得消中量人俏与最小值之差的给刘佰：
反行程第；个校准点处的极差，即士第，个校准点处的一组个测格值中最大值与后小值之荒的绝对值：
：核差系数它取决「校推循不效，即某校准点处的测量次效或杆本容量小。级差系数可控泄循还激，新关要叫表会。表2
1提差法比空乐公式法情司受，供所鲜出的样术当的惑位一胶相谢人，计界3，亲不择明何方法指划塞尔公式法若发当守执，以儿成室尔公式法为准，3.了.4设悠器价本标准偏差的选求2. 57n
3.7.4.1则果校准点为做个遍普收m一5--11).使可算出2证个栏人标准信式S.个标准见定光择最大的.个5良展人标准关5.)关孕与式1U的计算，以求出作为单项巨能指标的传感解的中复性：3.7.4.2本标准充计使者作为一个选项.根据附录的方法，对被校传感器过行等销高作检忙，等粘要模器各测量点处护占为具有相因的数学期望，因而可用平均与者来代告各测车点处的反差，所以，如果制定！被校传悠带为等错度传感靠，他不求其敏大标推们考S皮其中寸标难南差来计算年氢性5的计算公如下：
如.小进被控传感器的等节性检始，或格始不酒过，则应仰按.7.4.1的要求，即按不等站度传器的求来计舒乐多性.
云为所算出的专感器的手安性主来供可务传度器作件能评中比俊之月共故向十！一定元生实际使手牛列，，恢述方法算山的学教注点处的工件将作为专些求齐格点处的总然得益，参传整海的总不确定典的认算，
三建是达痒来参与传感器的的算，这与K7和C期学多数你市的作法致，列出传感据六黄山问重复格刻息大标明按想均反传感报：其，却控接人等特传感器照3.8线排度）
一第传感载质的一股公
Y × 1%
中：Y
GB/T184592001
=max(: Y:)
传感器的实际特性曲线别参比直线的最人差传感报在第：个整准点处的总平均特性值；传感在第：个格催点处的参比特性值，Y.
传感器的满量程输出。
AY...的求礼示例
（1技慢西费的正，反行理实际V.与等性（产），用最健直放作等比直规米求，这择疾可计师出独立线性臣、（2）接器的正，反行需实特工作特性直作会线实，这诺独可计算出范哦。？上速第在法为的站果将不程世含市差和重更性的成分不是产意这上的性度如录不说，然性度管搭4?注第一种方法算山的结果，即独立娃性，1在使用合，乐需要也以不，而用组检严教活来算然性3-8.2绝对线性单...）
规定好参比点线方程：计算公式见式（1号：丝
1在几我地的发最产，传感有就必采绝续性变诺器从有给定的双心转兰,故采月范对没性度，其有微子显示的传影器或使送然,其示位法效与被测量之司的性关系一属下中先规是，案月逆对然性进
38.3%线性度（6.m）
计算方法原理阁 1,升原公或比试(1G)。端直线方择的计第，公代出下：h - a nie
中：为
Yu..—hrmn
一线料；
-端基直线赖距，
y.，-传感器文床特性的敢大值与量小值TruJmn
一传感成的最大与最小愉人值：1常亚直线求法询使，且品川电恼测电路实现。？性与其也心相比算统果一偏大，3.84类基线件1-
计第公式见式（16）。
-( 17)
作为季比特性的平移端基直线为程，其娲英直钱力理的计等力法死3.3.3，平移方达死内A中的A2.2.1;
洋：平接端生鼓性座可要求不大高的某些场合近做代禁独立继性库。3.8.5线生度（.）
计算出法逐理范陷，，计算公式见或门。按照定文，可以出作为整比特件的露亲直线方我！Y. = h
式中，一零不自钱斜率，即传减器军论乎点（0，心>和量小的母大止，负偏我点的再心点连线的：
年基线的计算力法见录A中人1。3
GR/T T8459—2001
许：专感路的工特性如用零基统或示，求程止简单用，my
实品的点
交后性由
是大做
型高势wwW.bzxz.Net
实询点
剧1尚策级生度的北算方法境理
3B.6前端M线性度（.）
计算方法原理见图3.1：算公式见式(15）前端些线的算方达见附录A。
实际时性血线
学血效
土国大海
且最至小
图2季基载性的计算方法原理
前常止直残的一年左利求茎继的方法相似，只是每内的道近立续都其有一个肥，其教首为前点的标点，
2如象传这非具有调于欣，小边过标中称，使前我至真通让理论速点，即控成要文战。3市举基效作一快优工零基战性变-升能使传费器零点附近的产校小，3-8.了独文线性虑（61）
计方劣源理况医4，计算公式见式！6！。最佳亢线的计算方法见附录4出A2，许
升神线性度中,效文然性实数性最小，作需要帮确定战性度时,尽可能采,果组战性还。2果变这器有洲整F段，可通还试平能和调解率，而型最佳点线调盘所理正的立经，拟必衍最高的绝有线件片、
线性度应加吸急词.不加制定可的线性度即指独计线性，3.8.8其小二线性原（6小）
计算公式见式！1S），
作为态比特性的最小二乘卢缓·应保证传感器实殊特性对它的偏差的平方利为轻小，小二来互线方程为：
式中心
传减器的划论出：
一分别为最小一乘自浅的做和斜半；2·传题器的实际掩人：
品小二乘直裁的毅和斜率可通过传感器实欧特性的直线拟含求山，计算公式下：Er- r, -Zr
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