阈值

定义

阈值（Threshold Value）是能使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值，即零位附近的分辨力。

设输入量为 $x$、输出量为 $y$。当输入从零开始缓慢增加时，在 区间内输出保持为零（或无可测变化）；当 $x$ 超过 $x_t$ 后，输出才随输入变化。这里的 $x_t$ 即为阈值。

与分辨力的关系

分辨力是指传感器能够感知或检测到的最小输入信号增量，反映传感器分辨被测量微小变化的能力。阈值是分辨力在零位附近的具体表现，因此也称“零位附近的分辨力”。

两者的区别在于工作点：分辨力描述的是在某一非零工作点附近能分辨的最小增量；阈值描述的是从零位开始加载时，输出首次产生可测变化所需的最小输入。

影响因素

大多数情况下，阈值主要取决于传感器的噪声大小。当输入量很小时，传感器输出端的信号变化可能被内部噪声淹没，无法判定输出变化是来自被测输入还是来自噪声，因此输入必须增大到使输出变化超过噪声水平，才能被可靠检测。

课件指出，该参数受传感器内部噪声等多种因素影响，一般难以明确测定。

典型示例

课件以体重秤和厨房秤说明阈值概念：

• 小米体重秤2：称量范围 100 g–150 kg。
• 高精度厨房秤：称量范围 0.5 g–3 kg，精度 0.1 g。

这些参数只表明不同量程和用途的秤，其称量范围下限或标称精度不同；称量范围下限或标称精度不能直接证明首次可测输出的物理阈值。阈值应通过给定读出条件和噪声条件下的实验确定。

在静态特性图示中的位置

在静态特性六图总结中，阈值对应“灵敏限”图：系统产生输出响应所需的最小输入阈值 $x_t$。该图与线性度（最大偏差 ${\mathrm{\Delta }}_{Lmax}$）、灵敏度（输出增量与输入增量之比）、分辨率（最小输入变化量 $\mathrm{\Delta }i$）、迟滞（正反行程回线最大偏差 $\mathrm{\Delta }{H}_{max}$）、重复性误差（多次测量输出分散程度）并列，共同构成传感器静态特性的图示体系。

适用范围

阈值是静态特性指标，适用于稳态或准静态输入条件下、输入从零开始缓慢增加的情形。它描述的是零位附近的输入-输出行为，不适用于大信号动态测量过程。