線性偏差(非線性誤差):指校準曲線與擬合直線的最大偏差占滿量程(FS)的百分比,反映傳感器在工作范圍內逼近直線的程度。行業通常以端基法或最小二乘法擬合直線,并以百分比表示,如微型LVDT常見線性度可達±0.25%FS。這一指標直接刻畫“直線性”。

總體偏差:工程上常用來指代“綜合精度/不確定度”,除線性外,還綜合重復性、遲滯、分辨率、溫度漂移等對測量結果的影響,回答“真實工況下一把測頭能多準”。它比單一的線性偏差更接近使用場景。
為什么兩者都重要
只盯線性,可能忽視回程差與重復性;只看總體,又找不到“誤差的主要來源”。把兩者聯動評估,才能制定有效的補償與選型策略,讓校準證書上的數字轉化為產線上的穩定表現。
把誤差管住的實用做法
1、標定策略:在目標量程內均勻取點,建議采用最小二乘法擬合,輸出線性度與靈敏度;對關鍵工序可追加端基法對比,兼顧直觀與統計特性。
2、電路優化:在上下線圈引入并聯電容形成LC諧振,可顯著提升靈敏度;例如全橋并聯方案在仿真中靈敏度提升約113%,線性度僅增加約21.7%,后續結合軟件標定可進一步收斂誤差。
3、動態與噪聲:采用乘法器相敏檢波替代開關式方案,可降低高頻噪聲與時序漂移,實測可將穩定性提升到40nm/1h量級(±100μm量程)。
4、溫漂抑制:通過交/直流疊加激勵與線圈直流阻抗提取,實現線圈阻抗溫漂與結構熱膨脹的同步補償,改善全溫區一致性。
5、機械與安裝:讓測頭工作在線圈中段以獲得更好線性;使用雙片簧鉸鏈等柔性支撐降低摩擦與軸漂;嚴格避免測砧承受橫向力,減少安裝偏心引入的非線性與重復性劣化。
快速自檢清單
1、查看證書:確認線性度(%FS)、重復性、遲滯與溫度系數是否齊全,并核對量程與工況一致。
2、三點驗證:在零點、量程中點、滿量程三點比對讀數與標準量塊,快速篩查異常非線性或零點漂移。
3、清潔與夾持:確認測頭、測球與夾具潔凈穩固,避免顆粒與夾持應力造成讀數跳動。
4、溫度觀察:長時間運行后復核零點與靈敏度,必要時啟用恒溫或補償策略,穩住全溫區表現。