傳感器技術(shù)及其應(yīng)用(2)(已修改)
2024-10-31 10:44 本頁面
【正文】 ? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級 ? 第三級 ? 第四級 ? 第五級 1 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 第 2章 傳感器的特性 傳感器特性動 態(tài) 特 性 的 標(biāo) 定靜 態(tài) 特 性 的 標(biāo) 定動 態(tài) 特 性靜 態(tài) 特 性? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級 ? 第三級 ? 第四級 ? 第五級 2 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 傳感器的靜態(tài)特性 傳感器靜態(tài)特性閾 值遲 滯 差靈 敏 度線 性 度穩(wěn) 定 性? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級 ? 第三級 ? 第四級 ? 第五級 3 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 傳感器的動態(tài)特性 傳感器動態(tài)特性頻 率 響 應(yīng) 函 數(shù)沖 激 響 應(yīng) 函 數(shù)傳 遞 函 數(shù)數(shù) 學(xué) 模 型頻 率 響 應(yīng) 分 析? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級 ? 第三級 ? 第四級 ? 第五級 4 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 數(shù)學(xué)模型 ? 其靜態(tài)特性多項式： ? x輸入量； y輸出量， a0零位輸出 ， a1傳感器的靈敏度， a2,a3, …a n為非線性項的待定系數(shù)。 nn xaxaxaay ????? ?2210? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級 ? 第三級 ? 第四級 ? 第五級 5 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 特性曲線 yxoyxoyxoyxoa dcb? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級 ? 第三級 ? 第四級 ? 第五級 6 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 ? a理想線性 ? b奇次性 ? c不對稱性 ? d普遍性 xay 1?????? 55331 xaxaxaynn xaxaxaay ????? ?2210????? 44221 xaxaxay? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級 ? 第三級 ? 第四級 ? 第五級 7 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 傳感器的性能和評價 傳感器的靜態(tài)特性 ? 1. 線性度 ? 理想的傳感器輸出與輸入呈線性關(guān)系。 然而 , 實際的傳感器即使在量程范圍內(nèi) , 輸出與輸入的線性關(guān)系嚴格來說也是不成立的 , 總存在一定的非線性。 線性度是評價非線性程度的 ? 其定義為 : 傳感器的輸出 — 輸入校準曲線與理論擬合直線之間的最大偏差與傳感器滿量程輸出之比 , 稱為該傳感器的“非線性誤差”或稱“線性度” , 也稱“非線性度”。 通常用相對誤差表示其大小 : %1 0 0m a x ????FSt Ye? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級 ? 第三級 ? 第四級 ? 第五級 8 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 2. 靈敏度 靈敏度是描述傳感器的輸出量 （ 一般為電學(xué)量 ） 對輸入量（ 一般為非電學(xué)量 ） 敏感程度的特性參數(shù) 。 其定義為 : 傳感器輸出量的變化值與相應(yīng)的被測量 （ 輸入量 ） 的變化值之比 , 用公式表示為 xyxk????輸入量的變化值輸出量的變化值)(? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級 ? 第三級 ? 第四級 ? 第五級 9 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 圖 非線性誤差說明 校準曲 線 擬合直 線YYm a x?m a x( X0, Y0)YFSXm a xXO? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級 ? 第三級 ? 第四級 ? 第五級 10 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 ? 式中 , ef為非線性誤差（線性度） , Δmax為校準曲線與理想擬合直線間的最大偏差 , YFS為傳感器滿量程輸出平均值 , 如圖 所示。 ? 理論線性度 : 擬合直線為理論直線 , 通常以 0%作為直線起始點 , 滿量程輸出 100%作為終止點。 ? 端基線性度 : 以校準曲線的零點輸出和滿量程輸出值連成的直線為擬合直線。 獨立線性度 : 作兩條與端基直線平行的直線 , 使之恰好包圍所有的標(biāo)定點 , ? 最小二乘法線性度 : 以最小二乘法擬合的直線為擬合直線。 ? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級 ? 第三級 ? 第四級 ? 第五級 11 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 3. 靈敏度界限（閾值） ? 輸入改變 Δ x時 , 輸出變化 Δ y, Δ x變小 , Δ y也變小 。 但是一般來說 , Δ x小到某種程度 , 輸出就不再變化了 , 這時的 Δ x叫做靈敏度界限 。 ? 存在靈敏度界限的原因有兩個。一個是輸入的變化量通過傳感器內(nèi)部被吸收 , 因而反映不到輸出端上去。 典型的例子是螺絲或齒輪的松動。 螺絲和螺帽 , 齒條和齒輪之間多少都有空隙 , 如果 Δ x相當(dāng)于這個空隙的話 , 那么 Δ x是無法傳遞出去的。又例如 , 裝有軸承的旋轉(zhuǎn)軸 , 如果不加上能克服軸與軸之間摩擦的力矩的話 , 軸是不會旋轉(zhuǎn)的。 ? 第二個原因是傳感器輸出存在噪聲。如果傳感器的輸出值比噪聲電平小 , 就無法把有用信號和噪聲分開。如果不加上最起碼的輸入值（這個輸入值所產(chǎn)生的輸出值與噪音的電平大小相當(dāng)）是得不到有用的輸出值的 , 該輸入值即靈敏度界限。 靈敏度界限也叫靈敏閾 , 門檻靈敏度 , 或閾值。 ? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級 ? 第三級 ? 第四級 ? 第五級 12 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 ? 4. 遲滯差 ? 輸入逐漸增加到某一值 , 與輸入逐漸減小到同一輸入值時的輸出值不相等 , 叫遲滯現(xiàn)象。遲滯差表
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