Các bộ cảm biến cũng như các dụng cụ đo lường khác, ngoài đại lượng cần đo còn chịu tác động của nhiều đại lượng vật lý khác gây nên sai số giữa giá trị đo được và giá trị thực của đại lượng cần đo. Sai số của bộ cảm biến mang tính chất ước tính bởi vì không thể biết chính xác giá trị thực của đại lượng cần đo. Khi đánh giá sai số của cảm biến, người ta thường phân chúng thành hai loại: sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên.
Sai số hệ thống: là sai số không phụ thuộc vào số lần đo, có giá trị không đổi hoặc thay đổi chậm theo thời gian đo và thêm vào một độ lệch không đổi giữa giá trị thực và giá trị đo được. Sai số hệ thống thường do sự thiếu hiểu biết về hệ đo, do điều kiện sử dụng không tốt gây ra. Các nguyên nhân ra sai số hệ thống có thể là:
- Do giá trị của đại lượng chuẩn không đúng: điểm 0 của thiết bị đo bị lệch khỏi vị trí, giá trị nuôi cầu đo không chính xác … Những sai số loại này có thể giảm bằng cách kiểm tra kỹ càng các thiết bị phụ trợ trong mạch đo.
- Do đặc tính của cảm biến:
Sai số độ nhạy hoặc sai số đường cong chuẩn là nguyên nhân thường gặp dẫn đến sai số hệ thống. Để tránh sai số hệ thống trong những trường hợp như vậy cần phải thường xuyên chuẩn lại cảm biến.
- Do điều kiện và chế độ sử dụng:
4 Xử lý kết quả hiệu chuẩn 6.4 5 Đánh giá độ không đảm bảo đo của kết quả hiệu
48
Tốc độ đáp ứng của cảm biến và các thiết bị phụ trợ thường có hạn. Bởi vậy tất cả các phép đo tiến hành trước khi chế độ hoạt động bình thường của hệ thống đo được thiết lập đều có sai số.
- Do xử lý kết quả đo:
Sai số này thường là hậu quả của sự nhận xét đánh giá không chính xác khi tiến hành hiệu chỉnh các kết quả đo chứa những điểm có độ lệch lớn để nhận được giá trị chính xác hơn.
Sai số ngẫu nhiên: là sai số xuất hiện có độ lớn và chiều không xác định. Ta có
thể dự đoán được một số nguyên nhân gây ra sai số ngẫu nhiên nhưng không thể dự đoán được độ lớn và dấu của nó. Những nguyên nhân gây ra sai số ngẫu nhiên có thể là: - Do tính không xác định của đặc trưng thiết bị:
Nguyên nhân đầu tiên có thể gặp là tính linh động của thiết bị. Ở dưới một giá trị ngưỡng nhất định, sự thay đổi của đại lượng đo không dẫn đến sự thay đổi có thể phát hiện được của tín hiệu điện do cảm biến cung cấp. Sai số độ linh động bằng biến thiên lớn nhất của đại lượng đo để gây nên sự thay đổi có thể nhận biết được của đại lượng đầu ra của cảm biến.
- Do tín hiẹu nhiễu ngẫu nhiên:
Nhiễu nếu gây nên kích thích nhiệt của hạt dẫn trong các điện trở hoặc trong các linh kiện tích cực làm xuất hiện thăng giáng điện áp chồng lên tín hiệu có ích ở đầu ra. - Do các đại lượng ảnh hưởng:
Hậu quả của sự thay đổi của các đại lượng ảnh hưởng không được tính đến trong khi chuẩn cảm biến. Bởi vậy sự đóng góp của chúng trong kết quả đo được xem như sai số ngẫu nhiên.
Biện pháp giảm sai số ngẫu nhiên:
Trong nhiều trường hợp, có thể giảm độ lớn sai số ngẫu nhiên bằn một số biện pháp thực nghiệm thích hợp: bảo vệ mạch đo bằng cách ổn định nhiệt độ và độ ẩm môi trường, sử dụng các giá đỡ chống rung, bộ chuyển đổi tương tự - số có độ phân giải thích hợp, …
49