第一章传感器基础.ppt

传感器技术;常见的传感器示例;教材及参考书籍;课程思路;课程基本总要求;课程内容及安排;1 传感器基础;1 传感器基础;1 传感器基础;1 传感器基础;1 传感器基础;1.1 传感器定义;1.1 传感器定义;1.2 组成与分类;1.2 组成与分类;1.2 组成与分类;传感器的发展方向;1.3 特性与技术指标;1.3.1 静态特性;1.3.1 静态特性;1.3.1 静态特性;1.3.1 静态特性;传感器的灵敏度曲线 ;1.3.1 静态特性;传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度;实际应用中的传感器多为非线性。为了得到线性关系，常引入各种非线性补偿环节进行线性化。;静态特性曲线;传感器的线性度是指在全量程范围内，实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差值ΔLmax与满量程输出值YFS之比。线性度也称为非线性误差，用γL表示：;几种直线拟合方法;迟滞特性;1.3.1 静态特性;1.3.1 静态特性;1.3.2 动态特性;1.3.2 动态特性;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。 实际中，对于是动态信号的被测量，传感器的输出往往来不及达到平衡状态，处于动态过渡过程之中，输出量也是时间的函数，其之间的关系要用动态特性来表示。;一个动态特性好的传感器，其输出将再现输入量的变化规律，二者应该具有相同的时间函数。 但实际上输出和输入不会具有相同的时间函数，而会有动态误差。;动态测温实验;1.3.2 动态特性;一阶阶跃响应特性 ;阶跃输入时表征传感器动态特性的主要指标：;1.3.2 动态特性;二阶阶跃响应特性 ;二阶传感器对阶跃信号的响应在很大程度上取决于阻尼比ξ和固有角频率ωn。 ξ=0时，特征根为一对虚根，阶跃响应是一个等幅振荡过程，又称为无阻尼状态； ξ=1时，特征根为两个相同的负实根，阶跃响应是一个由不振荡衰减到振荡衰减的临界过程，故又称为临界阻尼状态； ξ1时，特征根为两个不同的负实根，阶跃响应是一个不振荡的衰减过程，这种状态又称为过阻尼状态； 0ξ1时，特征根为一对共轭复根，阶跃响应是一个衰减振荡过程，ξ值不同，衰减快慢也不同，又称为欠阻尼状态。 ;频率响应;根据一阶传感器的传递函数，即可得其频率特性表达式： ;幅频特性;2)二阶传感器的频率响应;幅频特性;3) 频率响应特性指标;传感器的频域动态性能指标;本节作业; 本节结束