(精品)传感器及基本特性.pptVIP

**二阶传感器的数学模型**2.传递函数在分析、设计、应用传感器时，传递函数的概念十分有用。传递函数是输出量和输入量之间关系的数学表示。传递函数的定义就是输出信号与输入信号之比。由上面介绍的数学模型，可得到传感器的传递函数为**在上面的频率传递函数中,令可以看出频率传递函数为一个复数,幅值为输出信号的幅值与输入信号幅值之比,相角为输出信号与输入信号相位之差。幅值与输入频率的关系曲线为幅频特性,相角与频率的关系曲线成为相频特性。两者合在一起称为传感器的频率特性。下面为零阶传感器、一阶传感器和二阶传感器的传递函数和频率特性。**（1)零阶传感器的传递函数和频率特性零阶传感器的频率特性**（2)一阶传感器的传递函数和频率特性一阶传递函数的频率特性**（3)二阶传感器的传递函数和频率特性**3.传感器的动态响应极其动态特性指标动态响应特性一般并不能给出其微分方程，而是常用通过实验给出传感器与阶跃响应曲线和幅频特性曲线上某些特征值来表示仪器的动态响应特性。单位阶跃输入**（1)零阶传感器的响应零阶传感器的单位阶跃响应**（2)一阶传感器的响应一阶传感器的的单位阶跃响应**二阶传感器的阶跃响应二阶传感器的单位阶跃响应**第一章传感器及基本特性1、传感器的组成图1-4传感器组成框图一、传感器：将各种非电量（包括物理量、化学量、生物量等），按照一定的规律转换成便于处理和传输的另一种物理量（一般为电量）的装置。传感技术：是利用各种功能材料实现信息检测的一门应用技术，是检测（传感）原理、材料科学、工艺加工等三要素的最佳结合。**1-弹簧管2-电位器举例:测量压力的电位器式压力传感器**弹性敏感元件（弹簧管)敏感元件在传感器中直接感受被测量,并转换成与被测量有确定关系、更易于转换的非电量。**弹性敏感元件（弹簧管)在下图中,弹簧管将压力转换为角位移α**弹簧管放大图当被测压力p增大时,弹簧管撑直,通过齿条带动齿轮转动,从而带动电位器的电刷产生角位移。**其他各种弹性敏感元件在上图中的各种弹性元件也能将压力转换为角位移或直线位移。**压力传感器的外形及内部结构**被测量通过敏感元件转换后,再经传感元件转换成电参量在右图中，电位器为传感元件，它将角位移转换为电参量-----电阻的变化（ΔR)**360度圆盘形电位器右图所示的360度圆盘形电位器的中间焊片为滑动片,右边焊片接地,左边焊片接电源。接地**测量转换电路的作用是将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电压、电流或频率量。在左图中,当电位器的两端加上电源后,电位器就组成分压比电路,它的输出量是与压力成一定关系的电压Uo。**分压比电路的计算公式如下:直滑电位器式传感器的输出电压Uo与滑动触点C的位移量x成正比:对圆盘式电位器来说，Uo与滑动臂的旋转角度成正比:**2.传感器分类传感器的种类名目繁多，分类不尽相同。常用的分类方法有：１)按被测量分类：可分为位移、力、力矩、转速、振动、加速度、温度、压力、流量、流速等传感器。2)按测量原理分类：主要基于电磁原理和固体物理学原理，如基于变电阻原理，相应的有电位器式、应变式传感器；基于变磁阻的原理，相应的有电感式、差动变压器式、电涡流式传感器；根据半导体的有关理论，相应的有半导体力敏、热敏、光敏等固态传感器。本教材采用第二种分类法。**二、传感器基本特性传感器的输入量可分为静态量和动态量两类。静态量：指稳定状态的信号或者变化极其缓慢的信号（准静态）。动态量：通常指周期信号、瞬变信号或者随机信号1、传感器的静态特性2.传感器的动态特性**1.静态特性静态特性：传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系。通常包括：线性度、灵敏度、精确度（精度)、最小检测量和分辨力、迟滞、重复性等。传感器在静态情况下输出—输入的关系，通常用下列代数式来表示：Y