基于虛擬儀器的傳感器靜態特性分析

傳感器的工作特性通過其靜、動態特性直接反映出來，靜態特性是表示傳感器在被測輸入量的各個值處于穩定狀態時的輸入—輸出關系，更能突出反映傳感器的各項指標，傳感器靜態特性主要指線性度、遲后性、重復性和靜態誤差。以往對傳感器靜態特性的測試、分析需要多種儀器來共同完成，且輸入、輸出信號的測量、記錄、特性指標的計算都需人工完成，工作量大、效率低、可靠性差。基于虛擬儀器的傳感器特性分析數據處理能力強，效率高，靈活性及一致性好，顯示內容豐富，打印輸出方便，具有極高性價比，已被廣泛地應用。

傳感器靜態特性的測量及計算

由計算機系統構成虛擬測試儀器，完成對傳感器靜態特性的分析，實現了快速、準確、靈活、可靠的目的 。

對于一個傳感器特性循環試驗，在取5個校準點時，測量點的分布見表1。

在實際測試中為保證測量可靠性，至少應重復實驗3個循環，取5個校準點，共25個測量值。一般采用重復實驗5個循環，取7個校準點，則共有61個測量值。由這些測量值來計算傳感器線性度、遲滯性、重復性和靜態誤差。

基于PC的虛擬儀器

虛擬儀器的硬件 

       表1　測量點分布表 

由分析可知，若想測量傳感器的特性指標，則必需在各校準點給傳感器輸入校準信號，同時測量傳感器的標準輸出信號值，傳感器的標準輸出信號一般為4～20mA 或1～5V，而電流信號經采樣電阻可轉變為電壓信號。傳統的測量方法是用萬用表測量并記錄每次傳感器的輸出信號值，如今采用PC機加A/D擴展板卡來測量和記錄傳感器的輸出信號，則可大大提高測量精度和測量速度，而且PC機具有極強的運算能力，可方便、靈活地計算和分析傳感器的各項特性指標，具有極高的性價比。

目前，PC機都具有3個以上PCI擴展插槽，而且基于PCI總線的工業級模擬信號采集板卡種類繁多，大多可采集-10～+10V 范圍內信號，而且采樣精度從12位到16位、采樣速度從每秒幾萬次到上百萬次不等，作為工業產品其工作的穩定性和可靠性已得到共識，現已在工業監控領域中得到了廣泛應用。

針對傳感器測試精度高的特點，一般要求測試儀器精度應達到5