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1、第2章传感器概述第2章传感器概述n2.1传感器的组成和分类n2.2传感器的基本特性第2章传感器概述传感器的组成和分类n按被测参数分：温度、压力、位移、速度等n按工作原理分：应变式、电容式、压电式、磁电式等组成分类第2章传感器概述传感器的基本特性n在生产过程和科学实验中，要对各种各样的参数进行检测和控制，就要求传感器能感受被测非电量的变化并不失真地变换成相应的电量基本特性n传感器的基本特性通常分为静态特性和动态特性n静态特性n灵敏度n线性度n迟滞n重复性n漂移n动态特性n瞬态响应特性n频率响应特性传感器静态输入、输出关系一般可表示为：第2章传感器概述灵敏度n灵敏度单位输入量的变化所引起传感器输出
2、量的变化。2第2章传感器概述线性度n线性度是指？（输出与输入之间数量关系的线性程度）n关于拟合n数学表达式第2章传感器概述图2-4几种直线拟合方法(a)理论拟合；(b)过零旋转拟合；(c)端点连线拟合；(d)端点平移拟合第2章传感器概述迟滞n迟滞传感器在输入量由小到大（正行程）及输入量由大到小变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象。n数学表达式n产生的原因？（传感器敏感元件材料的物理性质和机械零部件的缺陷）第2章传感器概述5第2章传感器概述重复性n重复性传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。n数学表达式6第2章传感器概述漂移n传感器的漂移输入量不变的情况下，
3、传感器输出量随着时间变化。n产生的原因？（传感器自身结构参数；周围环境）n温度漂移第2章传感器概述课堂练习n有一位移测量系统，对位移在05mm的范围进行了两个循环的测量，测量数据如下：（mm）012345（mV）上行程049142025下行程0510162125上行程0510151925下行程051116202504.751015.252025以输出的平均值求端点连线拟合直线，问灵敏度和线性度、迟滞、重复性误差各是多少？第2章传感器概述传感器的动态特性n传感器的动态特性是指输入量随时间变化时传感器的响应特性。n例：动态测温6第2章传感器概述传感器基本动态特性方程n传感器的动态特性一般用下述微分
4、方程来描述：n零阶系统（又称比例系统）完全跟踪，无滞后n一阶系统（又称惯性系统）n二阶系统n几个重要参数第2章传感器概述n动态特性除了与传感器的固有因素有关之外，还与传感器输入量的变化形式有关。也就是说，我们在研究传感器动特性时，通常是根据不同输入变化规律来考察传感器的响应的。n瞬态响应特性用得较多的标准输入信号有阶跃信号和脉冲信号频域响应特性输入为正弦信号第2章传感器概述瞬态响应特性（1）n一阶传感器的单位阶跃响应n对于一个阶跃输入：得一阶传感器的单位阶跃响应信号8传感器存在惯性，值是一阶传感器重要的性能参数第2章传感器概述瞬态响应特性（2）n二阶传感器的单位阶跃响应n过阻尼、欠阻尼、临界阻
5、尼n二阶传感器对阶跃信号的响应曲线在很大程度上取决于阻尼比和固有角频率n9第2章传感器概述传感器的时域动态性能指标n时间常数n延迟时间tdn上升时间trn峰值时间tpn超调量n衰减比d第2章传感器概述频率响应特性频率响应特性传感器对不同频率成分的正弦输入信号的响应特性n一阶传感器的频率响应n幅频特性：n相频特性：值是一阶传感器频率响应的重要性能参数第2章传感器概述12第2章传感器概述频率响应特性n二阶传感器的频率响应n幅频特性n相频特性第2章传感器概述13二阶传感器的频率响应特性好坏主要取决于传感器的固有频率n和阻尼比。当1n时A（）1（）很小此时传感器的输出y(t)再现了输入x(t)的波形。通常固有频率n至少应大于被测信号频率的35倍即n（35）。第2章传感器概述频率响应特性指标n通频带0.707n工作频带0.95n时间常数n固有频率nn相位误差n跟随角0.707
