系统静动态特性.ppt

静、动态特性静态量输入量不随时间变化的信号或变化很慢的信
号。

动态量输入量随时间变化的量。

对传感器性能研究分为静态特性和动态特性两种。传感器在被测量的各个值处于稳定状态，或变化极慢时，输入量与输出量之间的关系称为传感器的静态特性。（1）线性度：指系统标准输入输出特性（标定曲线）与拟合直线的不一致程度，也称非线性误差。图1-3几种拟合直线的方法
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（2）量程：又称满度值，是指系统能够承受的最大输出值与最小输出值之差。如图中yFS所示。（3）灵敏度：传感器在稳态下输出变化量与输入变化量之比为静态灵敏度，其表达式为（4）精度：即精确度。是指测量结果的可靠程度，它以给
定的准确度表示重复某个读数的能力，其误差越小精度越高。
传感器的精度表示传感器在规定条件下允许的最大绝对误差
相对于传感器满量程的输出百分比，可表示为：
A=ΔA/YFS×100％
式中，A为传感器的精度；ΔA为测量范围内允许的最大绝对误差；YFS为满量程输出。
它表征测试系统的测量结果与被测量真值的符合程度，
反映了系统误差和随机误差对测试系统的综合影响。用测量误差表示：规定了精度等级指数α的产品，α值越小，精度越高。精度等级由最大引用误差确定，最大引用误差是绝对误差最大绝对值与满量程之比：（5）最小检测量和分辨率：对于输出为数字量的传感器，分辨率可以定义为一个量化单位或二分之一个量化单位所对应的输入增量，如图所示。
使传感器产生输出变化的最小输入值称为传感器的灵敏阈，实际上是零位附近的分辨力。
（6）迟滞（正返程差/量程）（7）重复性（同向行程差/量程）稳定性和环境影响
稳定性——在规定工作条件范围内和规定时间内，保持输入信号不变时，系统或仪器性能保持不变的能力。通常用测试系统示值的变化量与时间之比来表示，即稳定度表示，如一测试仪器输出电压在8小时内的变化量为1.3mV，则系统的稳定度为1.3mV/8h；还可以利用影响量表示，即在外部环境和工作条件变化时而引起输出值的变化，如某传感器由于电源变化10%而引起输出输出值变化0.02mA，则应写成0.02mA/(u10%)

环境影响——环境温度、湿度、大气压、电源电压、振动等外界因素变化对测量系统或仪器示值的影响。(8)零点漂移（9）温漂
温漂表示温度变化时，传感器输出值的偏离程度，一般用温度变化1℃，输出最大偏差与满量程的百分比表示
1.3传感器的动态特性1.3.1动态特性的一般数学模型C，频率响应：任何高阶系统均可以视为多个一阶、二阶系统的并联或串联。热学系统传递函数：

频率特性：测试系统的动态特性参数（三）二阶系统微分方程通式——振荡环节传递函数：

频率特性：1.3.3传感器的动态响应及其动态特性指标幅频特性：表示输出与输入幅值比随ω的变化

对数幅频特性：

相频特性：表示输出与输入相位差随ω的变化一阶系统频率响应特性图1-11一阶传感器的阶跃响应（1）一阶系统频率特性：令K=1由图可见：
a，当ω<1/τ时，接近于1，输入输出几乎相等，
相当于一个积分器。一阶系统适合测试缓变或低频被测量。
c， ，称为转折频率或截止角频率。因此τ越小转折频率越大，系统的动态范围越宽。一阶系统的特性：

低通性质：幅值比A(ω)随输入频率ω的增大而减小。
系统的工作频率范围取决于时间常数τ。当ωτ较小时，幅值和相位的失真都较小。当ωτ一定时，τ越小，测试系统的工作频率范围越宽。（2）二阶系统频率特性与图示：令K＝1结论幅频特性特性指标ThankYou!