傳感器基本特性

1、第2章傳感器的基本特性v傳感器的基本特性：傳感器的輸入輸出關(guān)系特性。是傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)作用關(guān)系的外部表現(xiàn)v輸入信號分為：穩(wěn)態(tài)、動態(tài)對應(yīng)傳感器特性：靜態(tài)特性、動態(tài)特性v對傳感器的要求：高精度信號（或能量）無失真轉(zhuǎn)換反映被測量的原始特征2.1 傳感器的靜態(tài)特性v傳感器的靜態(tài)特性：在穩(wěn)態(tài)信號作用下的輸入輸出關(guān)系。不含有時間變量。線性度靈敏度分辨率遲滯重復(fù)性漂移 2.1.1 線性度v傳感器的輸入、輸出間成線性關(guān)系的程度v非線性特性的線性化處理2.1.2 靈敏度v傳感器在穩(wěn)態(tài)信號作用下輸出量變化對輸入量變化的比值2.1.3 分辨率分辨率v分辨率是指傳感器能夠感知或檢測到的最小輸入信號增量。分辨率可以用

2、絕對值或與滿量程的百分比來表示。2.1.4 遲滯v在相同測量條件下，對應(yīng)于同一大小的輸入信號，傳感器正、反行程的輸出信號大小不相等的現(xiàn)象v產(chǎn)生原因：傳感器機械部分存在摩擦、間隙、松動、積塵等2.1.5 重復(fù)性v傳感器在輸入量按同一方向作全量程多次測試時所得輸入輸出特性曲線一致的程度2.1.6 漂移v傳感器在輸入量不變的情況下，輸出量隨時間變化的現(xiàn)象v產(chǎn)生原因：傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)老化測試過程中環(huán)境發(fā)生變化2.2 傳感器的動態(tài)特性v是指傳感器對動態(tài)激勵（輸入）的響應(yīng)（輸出）特性，即其輸出對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性v一個動態(tài)特性好的傳感器，其輸出隨時間變化的規(guī)律，將能再現(xiàn)輸入隨時間變化的規(guī)律，即

3、具有相同的時間函數(shù) 動態(tài)特性分析2.2.1 傳感器的數(shù)學(xué)模型v線性時不變系統(tǒng)理論來描述傳感器的動態(tài)特性v用常系數(shù)線性微分方程（線性定常系統(tǒng)）表示傳感器輸出量與輸入量的關(guān)系 xbdtdxbdtxdbdtxdbyadtdyadtydadtydammmmmmnnnnnn0111101111線性時不變系統(tǒng)有兩個重要的性質(zhì)v疊加性如果則：v頻率保持特性如果則：)()(11tytx)()(22tytx)()()()(2121tytytxtx0( )cosx tXwt00( )cosy tYwt2.2.2 傳遞函數(shù)v特性關(guān)系式：v拉氏變換：v變形：v傳遞函數(shù)：xbdtdxbdtxdbdtxdbyadtdya

4、dtydadtydammmmmmnnnnnn0111101111)()(01110111bsbsbsbsXasasasasYmmmmnnnn11101110( )( )mmmmnnnnb sbsb sbY sX sa sasa sa)()()()()(sXsYtxLtyLsH2.2.3 頻率響應(yīng)函數(shù)v傅立葉變換得到頻率響應(yīng)特性：v指數(shù)表示：v幅頻特性：v相頻特性：01110111)()()()()()()()()(ajwajwajwabjwbjwbjwbjwXjwYjwHnnnnmmmm( )()( )jwH jwA w e22)()()()(wHwHjwHwAIR( )( )( )IRHww

5、arctgHw2.2.4 傳感器的動態(tài)特性分析v1、一階傳感器的頻率響應(yīng)、一階傳感器的頻率響應(yīng)2、二階傳感器的頻率響應(yīng)、二階傳感器的頻率響應(yīng)2.3 傳感器的標定與校準傳感器的標定是利用某種標準儀器對新研制或生產(chǎn)的傳感器進行技術(shù)檢定和標度；它是通過實驗建立傳感器輸入量與輸出量間的關(guān)系，并確定出不同使用條件下的誤差關(guān)系或測量精度。傳感器的校準是指對使用或儲存一段時間后的傳感器性能進行再次測試和校正，校準的方法和要求與標定相同。2.3.1靜態(tài)標定靜態(tài)標定v傳感器的靜態(tài)標定是在輸入信號不隨時間變化的靜態(tài)標準條件下確定傳感器的靜態(tài)特性指標，如線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性等。靜態(tài)標準是指沒有加速度、沒有振動、沒有沖擊（如果它們本身是被測量除外）及環(huán)境溫度一般為室溫（205），相對濕度不大于85%，大氣壓力為7kPa的情形。2.3.2 動態(tài)標定動態(tài)標定v動態(tài)標定主要是研究傳感器的動態(tài)響應(yīng)特