Нелинейность

При рассмотрении нелинейной характеристики следует различать нелинейность как требуемую функциональную зависимость от нелинейности как погрешности линеаризации.

Статические характеристики физических реальных устройств, как правило, не бывают линейными. Но поскольку линейная характеристика измерительных преобразователей очень удобна, то применяют допущения и линеаризуют нелинейную характеристику, заменяя ее наиболее близкой линейной. В этом случае возникает погрешность линеаризации. Однако при получении более высокой точности учитывают и нелинейную часть. Чаще всего результирующей характеристикой датчика является прямая, реже – нелинейная.

Многие датчики обладают свойством нелинейности. Например, если датчик достигает верхнего предела рабочего диапазона, проявляется эффект насыщения, т.е. выходной сигнал ограничен, даже если входная величина возрастает. Примеры нелинейностей:

o нелинейная деформация пружин;

o кулоновское трение;

o магнитное насыщение в сердечниках трансформаторов;

o характеристики расходомеров;

o зависимость сопротивления термистора от температуры (R = R0 ехр(β(1/Т-1/Т0),где Т— это температура в градусах Кельвина, a R0, Т0 и Р — это постоянные).

Особые проблемы связаны с люфтом в зубчатых передачах и других механизмах, имеющих свободный ход, а также с магнитным насыщением. Выходной сигнал датчиков, для которых характерны такие явления, - это многозначная функция входной величины, зависящая от направления ее изменения.