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電壓靈敏度計算方法

發布時間:2022-01-09 04:34:43

1. 感測器靈敏度是如何計算的

感測器靈敏度的計算:

(1)靈敏度在數值上等於輸出一輸入特性曲線的斜率。

如果感測器的輸出和輸入之間顯線性關系,則靈敏度S是一個常數。否則,它將隨輸入量的變化而變化。

(2)靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。

例如,某位移感測器,在位移變化1mm時,輸出電壓變化為200mV,則其靈敏度應表示為200mV/mm。當感測器的輸出、輸入量的量綱相同時,靈敏度可理解為放大倍數。

提高靈敏度,可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高,測量范圍愈窄,穩定性也往往愈差。

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感測器靈敏度的選擇:

通常,在感測器的線性范圍內,希望感測器的靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時,與被測量變化對應的輸出信號的值才比較大,有利於信號處理。但要注意的是,感測器的靈敏度高,與被測量無關的外界雜訊也容易混入,也會被放大系統放大,影響測量精度。

因此,要求感測器本身應具有較高的信噪比,盡量減少從外界引入的干擾信號。

感測器的靈敏度是有方向性的。當被測量是單向量,而且對其方向性要求較高,則應選擇其它方向靈敏度小的感測器;如果被測量是多維向量,則要求感測器的交叉靈敏度越小越好。

參考資料來源:網路-感測器

2. 平均靈敏度怎麼計算

感測器靈敏度的計算:

(1)靈敏度在數值上等於輸出一輸入特性曲線的斜率。如果感測器的輸出和輸入之間顯線性關系,則靈敏度S是一個常數。否則,它將隨輸入量的變化而變化。

(2)靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如,某位移感測器,在位移變化1mm時,輸出電壓變化為200mV,則其靈敏度應表示為200mV/mm。當感測器的輸出、輸入量的量綱相同時,靈敏度可理解為放大倍數。

感測器的靈敏度

感測器的靈敏度是指感測器在穩態下輸出變化對輸入變化的比值。感測器靈敏度越高,其對噪音的敏感度就越低,信噪比越大,靜電干擾和電磁干擾雜訊也越小。因此希望設計出的感測器具有較高的靈敏度。但是在其它條件相同的前提下,想要得到較高的靈敏度,需要較大的質量塊,這隨之帶來了兩個缺點:加速度感測器質量變大和共振頻率變低。

3. 系統靈敏度S怎麼計算

就是系統傳遞函數的變化率/被控過程傳遞函數的變化率,
對於閉環系統就是:S=1/(1+GH)

4. 改裝電表靈敏度計算公式

直流微安(μA)表,表頭的滿偏電流就是表頭的靈敏度,表頭滿偏電流越小靈敏度越高,滿偏電流越大靈敏度越低,而設計電壓表,電流表,以及萬用表,表頭滿偏電流是已知的數值,比如,一個表頭滿偏電流為50μA,內阻為1KΩ,這個50μA就是表頭的滿偏電。

5. 電壓靈敏度是什麼

靈敏度

本詞條由「科普中國」網路科學詞條編寫與應用工作項目審核 。

靈敏度(Sensitivity)是指某方法對單位濃度或單位量待測物質變化所致的響應量變化程度,它可以用儀器的響應量或其他指示量與對應的待測物質的濃度或量之比來描述。

靈敏度指示器的相對於被測量變化的位移率,靈敏度是衡量物理儀器的一個標志,特別是電學儀器注重儀器靈敏度的提高。通過靈敏度的研究可加深對儀表的構造和原理的理解。

中文名 靈敏度

外文名 Sensitivity

實質 單位變化量的描述

用途 物理儀器等


定義

英文名稱:Sensitivity

無線電接收機對輸入電波反應程度也叫靈敏度;尤指此機輸出功率或其它功能除以輸入功率或其它功能的商。

靈敏度真值表


應用

天平

在天平的指針上,有個很不顯眼的小滑塊感量砣,用來調節天平的靈敏度。感量砣向上移動,天平的靈敏度提高;

測試靈敏度實驗

感量砣向下移動,天平的靈敏度降低。

原來天平的橫梁連同指針就是一個有固定轉軸的物體,轉動軸就是中央刀口O。當天平兩盤中的質量不等時,橫梁將傾斜一定角度θ,設兩盤中質量分別為m1、m2(m1>m2),橫梁的質量為M,其重心O在指針上距O為h的地方,天平臂長為L。

根據力矩平衡條件∑M=0

m2gLcosθ+Mghsinθ=m1gLcosθ

上式表明:在兩盤質量差(m1-m2)一定的條件下,比值L/M越大,h越小,則θ越大。即天平的靈敏度越高。

一般地說,天平的L/M值是不能調節的,兩橫梁的重心高度h則可以通過感量砣的位置來改變:當感量砣向上移動時,重心升高,h減小,天平的靈敏度提高;反之則靈敏度降低。

天平的靈敏度並不要愈高愈好,因h減小同時,由於重心升高,則天平的穩定性就變差,這時重力的回復力矩Mghsinθ越小,穩定性變得極差。所以設計天平時應同時兼顧靈敏度與穩定性。

電表

實驗室常用的電表是磁電式的,它的構造是一個可轉動的線圈裝在永久磁鐵的磁場中,當電流通過游絲流經線圈時,因電流和磁場的相互作用,線圈克服游絲的反抗力矩偏轉一個角度,在磁感強度,線圈面積、線圈匝數和游絲強度一定時,電流的大小與線圈偏轉的角度成正比,我們以指針滿偏時電流Ig的大小看作電表的靈敏度,滿偏電流愈小靈敏度愈高,表頭滿偏電流一般為10微安到幾百毫安。

如要測量微弱電流(10-6~10-10安)或微小電壓(10-3~10-6伏)就應提高電表的靈敏度,採用一種高靈敏度的儀表即靈敏電流計。

靈敏電流計的結構包括三個主要部分,從中看出提高靈敏度的原理。

磁場部分:由永久磁鐵產生的輻向磁場。

偏轉部分:線圈可以在磁場內轉動,它的上下端用金屬絲(張絲)綳緊,張絲同時作為線圈兩端的電流引線。由於用張絲代替了普通電表的轉軸和軸承,避免了機械摩擦,電流計的靈敏度得以提高很多。

讀數部分:小鏡M固定在線圈上,它把光源射來的光反射到標尺上,並形成一個游標,當電流通過線圈時,小鏡M隨線圈轉過θ角,反射光線轉過2θ角。游標在標尺上移動的距離d=2θL,l為小鏡M至標尺的距離。由於線圈的偏轉角θ正比於電流Ig,所以游標移動的距離d可以測出電流Ig的大小。採用游標作「指針」代替普通電表的金屬指針,相當於加長了指針的長度,進一步提高了電流計的靈敏度。

多用電表

教科書上多用表表頭的左下角標有「5000Ω/V」,它表示電表的靈敏度。∵Ig×Rv=U,∴Rv/U=1/Ig,因此根據5000Ω/V可以知道表頭的滿偏電流Ig=U/Rv=1/5000=200(μA),Rv/U值越大,表頭的滿偏電流越小,電表越靈敏。所以一般多用電表的說明書上稱這個值為靈敏度。

用Ig=1000微安,Rg=1000歐的電流表改裝成的電壓表的靈敏度是多少呢?是1/Ig=1000Ω/V

示波器

將方波信號發生器輸出的頻率是1KHz幅度為0.5V的方波,送入示波器的「X輸入」,如屏上顯出水平方向的跡線長度,在J2458型示波器中不小於7.8格,在325-2型示波器中不小於6.3格,在J2459型示波器不小於5格,則示波器的X軸靈敏度即為合格。否則應尋找原因,更換失效的元器件。

放大器

對放大器來說,靈敏度一般指達到額定輸出功率或電壓時輸入端所加信號的電壓大小,因此也稱為輸入靈敏度;對音箱來說,靈敏度是指給音箱施加1W的輸入功率,在喇叭正前方1米遠處能產生多少分貝的聲壓值。

電視機

電視機的靈敏度是指機器的熒光屏顯示出良好圖像時,從其天線端需要輸入的最小信號電壓值,即表示電視機接收微弱電磁波信號的能力。靈敏度的高低通常用「微伏」或「毫伏」來表示,這個數值越小,說明它接收微弱信號的能力越強,即電視機的接收靈敏度越高。高靈敏度的電視機,遠距離的收看效果好。

電視機的靈敏度主要取決於電視機圖像通道部分(高頻頭和中頻放大器部分)的電路的性能設計。若通道部分的增益高、雜訊小,則電視機的靈敏度就高。國產晶體管黑白電視機一般在100μV左右,集成電路黑白電視機的靈敏度約為150μV左右,晶體彩色電視機的靈敏度約為200μV左右。

要判斷電視機的靈敏度高低,最簡單的辦法是用對比的方法,即在同一地點用幾台同型號規格的電視機接受同一電視台信號或測試信號,然後縮短天線長度(注意不要改變天線的方向)或去掉天線,將對比度、亮度旋鈕置於適中位置,色飽和度鈕置最小位置,通過觀察熒光屏無信號時的雜訊點來判斷其靈敏度。一般用跳躍的黑白雜訊點多而濃,表示靈敏度就高;雜訊點稀而小、,靈敏度就低。雜訊點多的電視機,如果一旦有電視信號到來時,這種雜訊點就立即消失,而呈現清晰的圖像。如果有信號後圖像背景仍有雜訊點,則表明該機信噪比差,相對靈敏度不佳,也不是理想的情況。

耳機

靈敏度通俗的講,耳機的靈敏度反映的是在同樣的響度的情況下,需要輸入的功率的大小。耳機靈敏度越高所需要的輸入功率越小,在同樣功率的音源下輸出的聲音越大。對於隨身聽等便攜設備來說,靈敏度是一個很值得重視的指標。一般來說,隨身聽耳機靈敏度比監聽級耳機高,在110db左右,因此對隨身聽來說這個值自然是越大越好。

話筒

靈敏度是話筒在單位聲壓激勵下輸出電壓與輸入聲壓的比值,其單位是mV/Pa。為與電路中電平的度量一致,靈敏度也可以分貝值表示。早期分貝多以單位dBm 和dBV 表示:0dBm=1mW/Pa,即把1Pa 輸入聲壓下給600Ω負載帶來的1mW 功率輸出定義為0dB;0dBV=1V/μbar,把在1μbar 輸入聲壓下產生的1V 電壓輸出定義為0dB。現在的分貝則以單位dBμ表示:0dBμ=0.775V/Pa,即將1Pa 輸入聲壓下話筒0.775V 電壓輸出定義為0dB(這樣就把話筒聲壓—電壓轉換後的電平度量,統一到電路中普遍採用的0dBμ= 0.775V 這一參考單位)。

顯然,不論靈敏度如何表示,我們都可將它轉換為dBμ,前提是行輸入統一到Pa 這個單位。

例如:NEUMANN U89 話筒的靈敏度是8mV/Pa,可直接由20lg[(0.008V/Pa)÷(0.775V/Pa)]得出其靈敏度約為-40dBμ。

再如:AKG C414 話筒的靈敏度為-60dBV,由 0dBV=1V/μbar=10V/Pa 先求出1Pa 聲壓下-60dBV 的輸出電壓X: 20lg[(X V/Pa)÷(10V/Pa)]=-60 得出X=0.01(V),即它的靈敏度為10mV/Pa。再由式20lg[(0.01V/Pa)÷(0.775V/Pa)] 可得其靈敏度約為-37dBμ。

射線探傷

靈敏度是評價射線照相質量的最重要的指標,它標志著射線探傷中發現缺陷的能力。靈敏度分為絕對靈敏度和相對靈敏度兩種。絕對靈敏度是指在射線底片上所能發現的沿射線穿透方向上的最小缺陷尺寸。相對靈敏度則用所能發現的最小缺陷尺寸在透照焊件厚度上所佔的百分比來表示。由於預先無法了解沿射線穿透方向上的最小缺陷尺寸,為此必須採用已知尺寸的人工「缺陷」——象質計來度量。

粘性土

粘性土在未擾動狀態下的無側限抗壓強度與其重塑後立即進行試驗的無側限抗壓強度之比值。它表示粘土對擾動重塑作用敏感的一種特徵量度。

相機晶元

靈敏度是晶元的重要參數之一,它具有兩種物理意義。一種指光器件的光電轉換能力,與響應率的意義相同。即晶元的靈敏度指在一定光譜范圍內,單位曝光量的輸出信號電壓(電流),單位可以為納安/勒克斯(nA/LUX)、伏/瓦(V/W)、伏/勒克斯(V/LUX)、伏/流明(V/lm)。另一種是指器件所能感測的最低輻射功率(或照度),與探測率的意義相同。單位可用瓦(W)或勒克斯(Lux)表示。


靈敏度、精密度、准確度的區分

儀器的靈敏度:

靈敏度是指儀器測量最小被測量的能力。所測的最小量越小,該儀器的靈敏度就越高。如天平的靈敏度,每個毫克數就越小,即使天平指針從平衡位置偏轉到刻度盤一分度所需的最大質量就越小。又如多用電表表盤上標的數字「20kΩ/V」就是表示靈敏度的。它的物理意義是,在電表兩端加1V電壓時,使指針滿偏所要求電表的總內阻Rv(表頭內阻與附加電壓之和)為20kΩ。這個數字越大,靈敏度越高。這是因為U=IgRv,即Rv/U=1/Ig,顯然當Rv/U越大,說明滿偏電流Ig越小,即該電表所能測量的最小電流越小,靈敏度便越高。

儀器的靈敏度也不是越高越好,因為靈敏度過高,測量時的穩定性就越差,甚至不易測量,即准確度就差。故在保證測量准確性的前提下,靈敏度也不易要求過高。靈敏度一般是對天平和電氣儀表等而言,對直尺、卡尺、螺旋測微器則無所謂。

儀器的精密度:

儀器的精密度,又稱精度,一般是指儀器的最小分度值。如米尺的最小分度為1mm,其精密度就是1mm,水銀溫度計的最小分度為0.2℃,其精度就是0.2℃。儀器的最小分度值越小,其精度就越高,靈敏度也就越高。比如最小分度為0.1℃的溫度計就比最小分度為0.2℃的溫度計靈敏度和精密度都高。

在正常使用情況下,儀器的精度高,准確度也就高,這表明儀器的精度是一定準確度的前提,有什麼樣的准確度,也就要求有什麼樣的精度相適應。這正是人們常用精度來描述一起准確度的原因。

但是,儀器的精度並不能完全反映出其准確度。例如一台一定規格的電壓表,其內部的附加電壓變質,使其實際准確度下降了,但精度卻不變。可見精度與准確度是有區別的。一般儀器都存在精度問題。

儀器的准確度:

儀器的准確度一般是指在規定條件下測量它指針滿偏時出現的最大相對誤差的百分數值。某電表的准確度是2.5級,其意義是指相對誤差不超過滿偏度的2.5%,即以其絕對誤差=量程×准確度。如量程為0.6A的直流電流表,其最大絕對誤差=0.6A×2.5%=0.015A 。

顯然用同一電表的不同量程測量同一被測量時,其最大絕對誤差使不同的。因此是用電表時,就存在一個選擇適當量程擋的問題。准確度一般是對電氣儀器而說的,對其他儀器無所謂准確度 。

6. 怎樣比較電壓表的靈敏度

1、100KΩ/V的電壓表靈敏度高。
2、2KΩ/V是500微安的表頭 。
3、20KΩ/V是50微安的表頭 。
4、100KΩ/V是用的10微安的表頭。
電壓表是測量電壓的一種儀器,常用電壓表--伏特表符號:V,在靈敏電流計裡面有一個永磁體,在電流計的兩個接線柱之間串聯一個由導線構成的線圈,線圈放置在永磁體的磁場中,並通過傳動裝置與表的指針相連。大部分電壓表都分為兩個量程。電壓表有三個接線柱,一個負接線柱,兩個正接線柱,電壓表的正極與電路的正極連接,負極與電路的負極連接。電壓表必須與被測用電器並聯。電壓表是個相當大的電阻器,理想的認為是斷路。初中階段實驗室常用的電壓表量程為0~3V和0~15V。

7. 電橋怎麼測電壓靈敏度

靈敏度是電橋測量技術的一個重要指標,電橋的靈敏度可以用電橋測量臂的單位相對變化量引出輸出端電壓或電流的變化來表示。
即:
Su=⊿Uo/(⊿R/R)或Si=⊿Io(⊿R/R)
分別表示電橋的電壓靈敏度和電流靈敏度。
測量電橋的橋臂電阻一般都應該按最大靈敏度來選擇。
電橋電路有單臂橋、雙臂橋、全橋之分
1、單臂變化時⊿Uo=±0.25U·⊿R/R
2、兩臂變化時⊿Uo=±0.5U·⊿R/R
3、四臂變化時⊿Uo=±U·⊿R/R
有上述計算式可知,測量電橋輸出給放大器的電壓大小,是由驅動電源電壓U和橋臂電阻的相對變化量決定的,而且是正比關系。
由電橋靈敏度的公式可知,提高測量電橋的靈敏度,靠提高驅動電源電壓和增加變化的橋臂即可達到。

8. 知道了壓電加速度計的電荷靈敏度與電容量怎麼計算其電壓靈敏度

用電荷靈敏度除以電容量

9. 電荷放大器靈敏度計算公式

當壓力變化為3.5 MPa時產生電荷為:3.5 MPa X 90.9 pC/MPa 設為Y(pC)
電荷放大器的輸出電壓為:Y X 0.005V/ PC 設為 Z(V)
光線示波器上的偏移量是:Z X 20 mm/V 結果單位為 mm.
自己用計算器算一下吧!

10. 靈敏度計算公式是多少

Ps = 10lg(KT)+10lg(BW)+NF + SNR。

Ps為靈敏度的理論值,K為波爾茲曼常數(1.38×E-23,單位:J/K),T為絕對溫度(273.15,單位:K,公式中採用20℃常溫,故T=293.15),NF為雜訊系數(LNA = 1.2dB),BW為帶寬(12.5kHz),SNR為信噪比(5%誤碼解調門限)。

靈敏度是指儀器測量最小被測量的能力。所測的最小量越小,該儀器的靈敏度就越高。如天平的靈敏度,每個毫克數就越小,即使天平指針從平衡位置偏轉到刻度盤一分度所需的最大質量就越小。又如多用電表表盤上標的數字「20kΩ/V」就是表示靈敏度的。

它的物理意義是,在電表兩端加1V電壓時,使指針滿偏所要求電表的總內阻Rv(表頭內阻與附加電壓之和)為20kΩ。這個數字越大,靈敏度越高。這是因為U=IgRv,即Rv/U=1/Ig,顯然當Rv/U越大,說明滿偏電流Ig越小,即該電表所能測量的最小電流越小,靈敏度便越高。

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