倾角传感器在测量时,输出信号与实际倾角之间存在非线性误差。已知传感器的灵敏度为 0.1 V/°,零点偏移为 0.5 V。当输入倾角为 30° 时,传感器输出电压为 3.8 V,但理论线性输出应为 3.5 V。请分析: 非线性误差是多少? 如何通过校准减小该误差?
  • 非线性误差计算

    • 理论线性输出:
      理论=灵敏度×+零点偏移=0.1V/°×30°+0.5V=3.5V

    • 实际输出:实际=3.8V

    • 非线性误差:
      误差=实际理论=3.8V3.5V=0.3V
      或转换为角度误差:
      误差角度=0.3V0.1V/°=3°

  • 校准方法

    • 两点校准法

      1. 在已知角度(如 0° 和 30°)下记录传感器输出。

      2. 通过线性拟合修正灵敏度与零点偏移。例如:

        • 0° 时输出应为 0.5 V,实际测得 0

        • 30° 时理论 3.5 V,实际 3.8 V。
          重新计算灵敏度 =3.8V0.5V30°=0.11V/°,并调整零点。

    • 查表法
      实测多个角度的输出,建立非线性校正表,通过插值补偿误差。


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