迟滞

定义

迟滞（Hysteresis），也称回程误差，是指在相同测量条件下，对应于同一大小的输入信号，传感器正行程（输入量由小增大）和反行程（输入量由大减小）的输出信号大小不相等的现象。迟滞特性表明传感器正、反行程期间输入-输出特性曲线不重合的程度。

产生原因

产生迟滞的主要原因是传感器机械部分存在不可避免的摩擦、间隙、松动、积尘等，引起能量吸收和消耗。课件进一步指出，装置内吸收能量元件（如弹性元件）存在的间隙、内摩擦和滞后阻尼效应，导致加载时进入元件的能量在卸载时无法完全恢复，从而形成正反行程输出的差异。

量化指标

迟滞的大小一般由实验方法确定。用正、反行程间的最大输出差值 $\mathrm{\Delta }{H}_{\max }$ 对满量程输出 $Y_{FS}$ 的百分比来表示，即

式中：

• ${\gamma }_H$ 为迟滞误差（迟滞指标），无量纲，以百分数表示；
• $\mathrm{\Delta }{H}_{\max }$ 为正、反行程间输出的最大差值，单位与输出量相同；
• $Y_{FS}$ 为输出满量程（Full Scale），单位与输出量相同。

课件中该式写作 ${\gamma }_H=\pm \frac{\mathrm{\Delta }{H}_{\max }}{Y_{FS}}\times 100\mathrm{\%}$，其中 $\mathrm{\Delta }{H}_{\max }$ 代表正反行程间输出的最大差值。

对输入-输出关系的影响

在不考虑蠕变和摩擦等外部因素时，传感器静态特性可用多项式方程表示，其中 $y$ 为输出，$x$ 为输入，$a_1$ 为线性系数，$a_2$ 及更高次项为非线性系数。考虑迟滞后，一个输入 $x$ 可能对应多个输出 $y$，因此不能用单值函数表示。

适用范围与条件

迟滞是传感器静态特性指标之一，在稳态信号作用下、输入量按正反行程变化时考察。迟滞的大小由实验确定，属于静态标定所确定的静态特性指标之一。