作者：Mr. Bright

技术指标，是表征一个产品性能优劣的客观依据。对于传感器的使用者而言，看懂技术指标将有助于甄别产品质量好坏、正确选型和使用产品。对于传感器的设计者而言，理解技术指标将有助于设计合规合理的传感器产品。

由于传感器的技术指标众多，各种资料文献叙述角度不同，使得不同人有不同的理解，甚至产生误解和歧义。个别商家也将不同概念进行混淆、以乱视听。不同厂家给出的产品技术指标良莠不齐、鱼龙混杂。

本文针对传感器中的几个容易模糊混淆的技术指标进行详细的解读与辨析。

3. 重复性与稳定性

定义：传感器的重复性是指在同一条件下、对同一被测量、沿着同一方向进行多次重复测量时，测量结果之间的差异程度。也称重复精度、重复误差、再现精度、再现误差等，英文为Repeatability。传感器的稳定性是指传感器在一段时间内保持其性能的能力，英文为Stability。

解读1：传感器的重复性必须是在相同条件下得到的多次测量结果之间的差异程度。如果测量条件发生变化，测量结果之间的可比性消失，就不能再作为考核重复性的依据。例如，不能将不同日期、不同设备、不同环境条件的测量结果进行重复性处理，除非能够保证测量条件没有发生变化。实际测试中，应该尽可能减小测试的时间，以避免测量条件发生变化。

解读2：传感器的重复性表征了传感器测量结果的分散性和随机性。而产生这种分散性和随机性的原因，是因为传感器内部和外部不可避免地存在各种各样的随机干扰。因此，重复性的定量表述方法可以采用所有测量数据的标准差（如下式）：

式中：σ为标准差，y_i为测量输出值（i=1,2,…,n），y为输出值的平均值。

解读4：对于多次重复测量情形而言，如果以全部测量结果的平均值作为最终测量结果，则可以得到更高的测量精度。因为平均值的标准差显著小于每个测量结果的标准差，而且与重复测量次数的开平方成反比，即：

式中，σ_x为平均值的标准差。重复测量的次数越多，平均值的标准就越小，平均值的精度就越高。因此，适当增多重复测量次数将有助于提升测量精度。也正因如此，测量结果的精度有可能高于传感器本身的精度。

解读5：随着重复次数的增多，平均值的标准差虽然逐渐下降，但是其下降的速度逐渐趋缓。因此，重复测量的次数一般是有限度的，并非越多越好。重复次数超过一定限度后，不仅其效果并不明显。

解读6：重复次数不同，平均值的标准差也不同，代表的精度也不同。因此，对于厂家提供的重复性指标，需要格外注意其测试条件，特别是要关注是该重复性指标在多少次重复次数的条件下得到的。例如，某传感器称其重复性为0.1um，但这是在重复4095次的结果；另一传感器称其重复性为1um，却是在没有重复的条件下获得的；由此可以判断，后者的重复性实际上是优于前者的。

解读7：通过多次重复测量虽然可以显著提高测量精度，但是这种方法仅对具有正态分布的随机误差具有抑制作用。因此，多次重复测量只能适合于以随机误差为主的传感器。如果传感器的测量误差中以系统误差为主，则重复测量并不难起到提高精度的效能。

解读8：多次重复测量是以成倍增加测量时间为代价的，重复测量次数越多，消耗的测量时间也成倍增加，这一点需要注意。而且，随着测量时间的延长，有肯能会引入歧途误差因素，测量精度有可能不升反降。因此，需要权衡。

解读9：稳定性是考察传感器在一定时间范围内是否稳定工作的主要指标，相比较而言，重复性可以认为是短时间内的稳定性。而导致传感器不稳定的因素，主要包括温度漂移和内部应力释放等因素。因此，增加温度补偿、增加时效处理等措施，对提高稳定性是有帮助的。

解读10：稳定性指标的定量表示方法，既可以采用绝对误差，也可以使用相对误差。例如，某应变式力传感器的稳定性为0.02%/12h。  

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