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线性度

Sensor Linearity

很多传感器标称"线性",其实只是在一小段近似线性。超过那段,输出与输入的关系开始弯,读数偏差悄悄变大——线性度决定你的校准在多远还能信。

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什么是线性度

线性度描述校准曲线偏离"理想直线"的程度,通常表示为满量程的百分比(如 ±0.5% FS)。它是"假设输出=斜率×输入"这个线性模型成立程度的度量。

为什么不能只信"线性"二字

  • 多数传感器只在特定区间近似线性,区间外弯曲明显;
  • 厂商给的"线性度"往往是在参考条件下的最优区间,现场温度/介质变化会劣化;
  • 把非线性段当线性处理,误差随输入远离零点而放大。

非线性怎么处理

  1. 分段线性:把量程分成几段,每段单独标定斜率,近似全量程线性。
  2. 多项式/查表补偿:用校准得到的曲线或多项式在软件里做非线性修正(见算法笔记:多项式标定)。
  3. 选线性好的工作区:让常用区间落在传感器最线性的那一段。

与精度的关系

线性度是精度的一个分量。总误差 ≈ 线性度 + 迟滞 + 重复性 + 温漂 + ……只看线性度会低估总误差。

常见误区

以为"传感器是线性的"就只测一个点做零点校准,忽略了非线性段;或把全量程都用一条线拟合,远端偏差显著。

线性度不是"是不是线性",而是"在多大范围内、偏差多大"。标定时多点覆盖,比相信"线性"两个字可靠得多。