第2章 传感器的基本特性.pptVIP

三、频率特性定义：在初始条件为零的条件下，输出信号y(t)的傅氏变换Y(jω)与输入信号x(t)的傅氏变换X(jω)之比为系统的频率特性，记为H(jω)或H(ω)傅里叶变换：第28页，共46页，星期日，2025年，2月5日一阶系统的频率特性：二阶系统的频率特性：第29页，共46页，星期日，2025年，2月5日四、传感器的动态响应1、瞬态相应1）一阶传感器的单位阶跃响应一阶传感器的传递函数：对初始状态为零的传感器,当输入一个单位阶跃信号0t≤01t0t0时,由于x(t)=1(t),x(s)=,传感器输出的拉氏变换为Y(s)=H(s)X(s)=x(t)=第30页，共46页，星期日，2025年，2月5日做拉普拉斯反变化可得一阶传感器的单位阶跃响应信号为第31页，共46页，星期日，2025年，2月5日2)二阶传感器的单位阶跃响应二阶传感器的传递函数:当输入幅值为1的阶跃信号时x(s)=，则输出为：Y(s)=H(s)X(s)=第32页，共46页，星期日，2025年，2月5日对上式做做拉普拉斯反变化，按阻尼比ξ的不同，其阶跃响应有三种情况：（1）欠阻尼（ξ1）第33页，共46页，星期日，2025年，2月5日(2)临界阻尼（ξ=1）y(t)=k–(1–ω0t)ke–ω0t(3)过阻尼（ξ1）第34页，共46页，星期日，2025年，2月5日第1页，共46页，星期日，2025年，2月5日传感器的基本特性：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第2页，共46页，星期日，2025年，2月5日2.1传感器的静态特性传感器的静态特性：在稳态信号作用下的输入－输出关系。不含有时间变量。线性度灵敏度分辨率迟滞重复性漂移第3页，共46页，星期日，2025年，2月5日2.1.1线性度传感器的输入、输出间成线性关系的程度非线性特性的线性化处理第4页，共46页，星期日，2025年，2月5日第5页，共46页，星期日，2025年，2月5日线性度的种类：理论线性度:拟合直线为理论直线,通常以0%作为直线起始点,满量程输出100%作为终止点。端基线性度:以校准曲线的零点输出和满量程输出值连成的直线为拟合直线。独立线性度:作两条与端基直线平行的直线,使之恰好包围所有的标定点,以与二直线等距离的直线作为拟合直线。最小二乘法线性度:以最小二乘法拟合的直线为拟合直线。第6页，共46页，星期日，2025年，2月5日1)最小二乘法线性度拟合直线的确定设拟合直线方程通式为则第j个标定点的标定值yj与拟合直线上相应值的偏差为最小二乘法拟合直线的确定原则是残差的平方和最小。第7页，共46页，星期日，2025年，2月5日可得两个方程，并解得两个未知量b,k的表达式如下：第8页，共46页，星期日，2025年，2月5日第9页，共46页，星期日，2025年，2月5日2.1.2灵敏度传感器在稳态信号作用下输出量变化对输入量变化的比值。第10页，共46页，星期日，2025年，2月5日2.1.3分辨率分辨率是指传感器能够感知或检测到的最小输入信号增量。分辨率可以用绝对值或与满量程的百分比来表示。第11页，共46页，星期日，2025年，2月5日2.1.4迟滞在相同测量条件下，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。产生原因：传感器机械部分存在摩擦、间隙、松动、积尘等。100%)(?=?FSYDHmaxHγ第12页，共46页，星期日，2025年，2月5日2.1.5重复性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