第3章 传感器基本特性精选文档.ppt

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1、第3章 传感器基本特性本讲稿第一页，共二十一页v传感器的基本特性：传感器的输入输出关系特性。是传感器内部结构参数作用关系的外部表现v输入信号分为：稳态、动态对应传感器特性：静态特性、动态特性v对传感器的要求：高精度信号（或能量）无失真转换反映被测量的原始特征本讲稿第二页，共二十一页3.1 传感器的静态特性v传感器的静态特性：在稳态信号作用下的输入输出关系。不含有时间变量。线性度灵敏度迟滞重复性漂移 本讲稿第三页，共二十一页3.1.1 线性度v传感器的输入、输出间成线性关系的程度本讲稿第四页，共二十一页非线性特性的“线性化”本讲稿第五页，共二十一页3.1.2 灵敏度v传感器在稳态信号作用下输出量

2、变化对输入量变化的比值本讲稿第六页，共二十一页3.1.3 迟滞v在相同测量条件下，对应于同一大小的输入信号，传感器正、反行程的输出信号大小不相等的现象v产生原因：传感器机械部分存在摩擦、间隙、松动、积尘等本讲稿第七页，共二十一页3.1.4 重复性v传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时所得输入输出特性曲线一致的程度本讲稿第八页，共二十一页3.1.5 漂移v传感器在输入量不变的情况下，输出量随时间变化的现象v产生原因：传感器自身结构参数老化测试过程中环境发生变化本讲稿第九页，共二十一页3.2 传感器的动态特性v是指传感器对动态激励（输入）的响应（输出）特性，即其输出对随时间变化的输入量的响应

3、特性v一个动态特性好的传感器，其输出随时间变化的规律，将能再现输入随时间变化的规律，即具有相同的时间函数 本讲稿第十页，共二十一页热电偶测温动态特性本讲稿第十一页，共二十一页动态特性分析本讲稿第十二页，共二十一页3.2.1 传感器的数学模型v线性时不变系统理论来描述传感器的动态特性v用常系数线性微分方程（线性定常系统）表示传感器输出量与输入量的关系 本讲稿第十三页，共二十一页线性时不变系统有两个重要的性质v叠加性如果则：v频率保持特性如果则：本讲稿第十四页，共二十一页3.2.2 传递函数v特性关系式：v拉氏变换：v变形：v传递函数：本讲稿第十五页，共二十一页3.2.3 频率响应函数v傅立叶变换得到频率响应特性：v指数表示：v幅频特性：v相频特性：本讲稿第十六页，共二十一页3.2.4 传感器的动态特性分析v1、一阶传感器的频率响应、一阶传感器的频率响应本讲稿第十七页，共二十一页一阶系统的例子本讲稿第十八页，共二十一页2、二阶传感器的频率响应、二阶传感器的频率响应本讲稿第十九页，共二十一页二阶系统的例子本讲稿第二十页，共二十一页3.2.5 实现不失真测量的条件 v幅频特性：v相频特性：本讲稿第二十一页，共二十一页