1.3 传感器的标定
（1）传感器标定的定义及意义
所谓传感器的标定，就是利用已知的输入量输入传感器，测量传感器相应的输出量，进而得到传感器输入输出特性的过程。一般来说，对传感器进行标定时，必须以国家和地方计量部门的有关检定规程为依据，选择正确的标定条件和适当的仪器设备，按照一定的程序进行。
传感器的标定是设计、制造和使用传感器的一个重要环节。为了保证量值的准确传递，任何传感器在制造、装配完毕后都必须对设计指标进行标定试验。对新研制的传感器，须进行标定试验，才能用标定数据进行量值传递，而标定数据又可作为改进传感器设计的重要依据。传感器在使用、存储一段时间后，也须对其主要技术指标进行复测，称为校准（校准和标定本质上是一样的），以确保其性能指标达到要求。对出现故障的传感器，若经修理还可以继续使用的，修理后也须再次进行标定试验，因为它的某些性能可能发生了变化。因此，传感器的标定对保证传感器的质量，进行正确的量值传递以及改善传感器的性能等都是不可或缺的技术手段。
（2）传感器标定的基本方法
传感器标定的基本方法是，利用标准设备产生已知的非电量（如标准力、压力、位移等）作为输入量，输入待标定的传感器，同时在输出量测量环节将此传感器的输出信号测量并显示出来，然后将传感器的输出量与输入的标准量作比较，可以得到一系列表征两者对应关系的标定数据或曲线，进而得到传感器性能指标的实测结果。有时输入的标准量是利用一标准传感器检测而得，这时的标定实质上是待标定传感器与标准传感器之间的比较。
根据标定时所用的设备，可分为绝对标定法和相对标定法。若被测量是由高精度的设备产生并测量其大小的，则称为绝对标定法。绝对标定法的特点是标定精度较高，但试验过程较复杂。如果被测量是用根据绝对标定法标定好的标准传感器来测量的，则称为相对标定法或比对标定法，其特点是简单易行，但标定精度相对较低。具体的标定工作与传感器原理、结构形式、相关标准、实际应用需求等多方面因素有关。在实际操作时，需要考虑的共性问题是：①传感器系统每个模块的标准特性参数；②标定的可操作性；③标定系统的成本；④标定的人工成本；⑤传感器系统软硬件调整方案和标定数据的整理。
从标定的内容来看，可分为静态标定和动态标定。静态标定的目的是确定传感器的静态指标，主要有线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。动态标定的目的是确定传感器的动态指标，主要有时间常数、谐振频率和阻尼比等。有时根据需要也对非测量方向（因素）的灵敏度、温度响应和环境影响等进行标定。静态标定是决定传感器指标的基本方式，传感器的大部分技术参数都是由静态标定的方法取得的，动态标定一般用于对传感器的动态响应特性有要求的场合。
（3）传感器的静态标定
①静态标定的条件与仪器精度 传感器的静态标定是在静态标准条件下进行的。静态标准条件是指无加速度、振动与冲击（除非这些参数本身就是被测物理量），环境温度一般为（20±5）℃，相对湿度不大于85％，大气压力为（101.32±7.999）kPa。
在静态标定时，须选择与被标定传感器的精度要求相适应的一定等级的标准器具（一般所用的测量仪器和设备的精度至少要比被标定传感器的精度高一个量级），还应符合国家计量量值传递的有关规定，或经计量部门检定合格。这样，通过标定所确定的传感器精度才是可靠的。
②静态标定的过程步骤静 态标定的过程步骤一般为：a.将传感器全量程（测量范围）分成若干等间距点；b.根据传感器量程分点情况，由小到大逐渐一点一点地输入标准量值，并记录与各输入值对应的输出值；c.将输入值由大到小一点一点地减下来，同时记录与各输入值对应的输出值；d.按b、c所述过程对传感器进行正、反行程往复循环多次测试（一般为3～10次），将得到的输出输入测试数据用表格列出或绘成曲线；e.对测试数据进行必要的处理，根据处理结果确定传感器的线性度、灵敏度、迟滞和重复性等静态特性指标。
（4）传感器的动态标定
通过静态标定可以获取传感器的静态模型，并研究、分析其静态特性；若要研究、分析传感器的动态性能指标，就必须要对传感器进行动态标定，在此基础上研究、分析传感器的动态特性，或者首先通过建立传感器动态模型的方法，再针对动态模型研究、分析传感器的动态特性。
传感器的动态特性通常可以从时域和频域两方面来研究和分析。在时域，主要针对传感器在阶跃输入、回零过渡过程和脉冲输入下的瞬态响应分析；而在频域，则主要针对传感器在正弦输入下的稳态响应的幅值增益。
对传感器进行动态标定，除了获取传感器的动态性能指标、传感器的动态模型，还有一个重要的目的，就是当通过动态标定认为传感器的动态性能不满足动态测试需求时，确定一个动态补偿环节模型，以改善传感器的动态性能指标。
传感器的动态标定主要用于检验、测试传感器（或传感器系统）的动态特性，如动态灵敏度、频率响应和固有频率等。对传感器的动态标定，需要对它输入一标准激励信号。而与动态响应有关的参数，对一阶传感器只有一个时间常数τ；对二阶传感器则有固有频率ωn和阻尼比ζ两个参数。
传感器进行动态特性标定常用的标准激励源有两种：
①周期性函数。如正弦波、三角波等，以正弦波信号为常用。
②瞬变函数。如阶跃函数、半正弦波等，以阶跃信号为常用。