传感器的组成与分类.ppt

敏感元件8基本物理量4.按能量的关系分类：根据能量观点分类，可将传感器分为有源传感器和无源传感器两大类。（1）（2）（3）4.迟滞（回差滞环）现象：表明传感器在正向行程和反向行程期间，输出-输入特性曲线不重合的程度。5．分辨率与阈值：传感器在规定的范围所能检测输入量的最小变化量。阈值是使传感器的输出端产生可测变化量的最小被测输入量值，即零点附近的分辨力。7．漂移：在外界的干扰下，输出量发生与输入量无关的、不需要的变化。漂移包括零点漂移和灵敏度漂移。零点漂移和灵敏度漂移又可分为时间漂移和温度漂移。8．静态误差（精度）（1）阶跃响应图1-6阶跃响应特性①最大超调量σp：③上升时间tr：④峰值时间tp：（2）频率响应H（jω）称为传感器的频率响应函数。若以分别表示H（jω）的实部和虚部，则频率特性的相位角:对于传感器φ通常是负的，表示传感器输出滞后于输入的相位角度，而且φ随ω而变，故称之为传感器相频特性。3.典型环节传感器系统的动态响应分析（2）一阶系统的动态响应分析频率响应函数τ越小，阶跃响应特性越好。图1-7一阶传感器由（1-29）式令H(S)中的s=jω,即σ=0，则系统的频率响应函数H（jω）为例1-2：一阶测温传感器系统中，已知敏感部分的质量为m，比热为c，表面积为s，传热系数为h（w/m2k）。给出输入量T0与输出量T之间的微分方程，并推导其幅频特性、相频特性及阶跃响应特性。频率响应特性（3）二阶传感器的数学模型阻尼比ξ的影响较大，不同阻尼比情况下相对幅频特性即动态特性与静态灵敏度之比的曲线如图。0二阶传感器的阶跃响应特性②0＜ξ＜1(欠阻尼)：该特征方程具有共轭复数根其曲线如图，是一衰减振荡过程,ξ越小,振荡频率越高,衰减越慢。④ξ>1（过阻尼）：特征方程具有两个不同的实根实际传感器，ξ值一般可适当安排，兼顾过冲量δm不要太大，稳定时间tω不要过长的要求。在ξ＝0.6～0.7范围内，可获得较合适的综合特性。对正弦输入来说，当ξ=0.6～0.7时，幅值比A(ω)/k在比较宽的范围内变化较小。计算表明在ωτ＝0～0.58范围内，幅值比变化不超过5％，相频特性φ(ω)接近于线性关系。对于高阶传感器，在写出运动方程后，可根据式具体情况写出传递函数、频率特性等。在求出特征方程共轭复根和实根后，可将它们分解为若干个二阶模型和一阶模型研究其过渡函数。有些传感器可能难于写出运动方程，这时可采用实验方法，即通过输入不同频率的周期信号与阶跃信号，以获得该传感器系统的幅频特性、相频特性与过渡函数等。1.5传感器的标定与校准待标定传感器标定系统的组成为保证精度和可靠性，使用中注意问题：力：测力砝码、拉（压）式测力计低频-激振器：电磁振动台、低频回转台、机械振动台、液压振动台1.5.2提高传感器性能的方法湿度传感器温湿度、露点探头、CO2探头、大气压力传感器作业