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正文內(nèi)容

[工學(xué)]ch1sensor(編輯修改稿)

2024-11-12 18:18 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? 傳感器在外界溫度下輸出量發(fā)出的變化 %1 0 0m a x ???TY FS溫漂= 式中 Δmax —— 輸出最大偏差; ΔT —— 溫度變化范圍; YFS —— 滿量程輸出。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 8.靜態(tài)誤差(精度) )()( 1511 0 032 ???? %y~FS??靜態(tài)誤差是傳感器在其全量程內(nèi)任一點(diǎn)的輸出值與其理論輸出值的偏離程度。 求靜態(tài)誤差是把全部校準(zhǔn)數(shù)據(jù)與擬合直線上對(duì)應(yīng)值的殘差看成是隨機(jī)分布,求出其標(biāo)準(zhǔn)偏差 σ,取 2σ或 3σ值即為傳感器的靜態(tài)誤差?;蛴孟鄬?duì)誤差表示: 也可以由非線性誤差、遲滯誤差、重復(fù)性誤差這幾個(gè)單項(xiàng)誤差綜合而得,即 )( 161222 ???????? RHL ???? 傳感器的動(dòng)態(tài)特性 ? 傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指?jìng)鞲衅鞯妮敵鰧?duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。反映輸出值真實(shí)再現(xiàn)變化著的輸入量的能力。 ? 研究傳感器的動(dòng)態(tài)特性主要是從測(cè)量誤差角度分析產(chǎn)生動(dòng)態(tài)誤差的原因以及改善措施 。 時(shí)域 :瞬態(tài)響應(yīng)法 頻域 :頻率響應(yīng)法 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 1. 瞬態(tài)響應(yīng)特性 ? 在時(shí)域內(nèi)研究傳感器的動(dòng)態(tài)特性時(shí),常用的激勵(lì)信號(hào)有階躍函數(shù)、脈沖函數(shù)和斜坡函數(shù)等。傳感器對(duì)所加激勵(lì)信號(hào)的響應(yīng)稱為瞬態(tài)響應(yīng)。 ? 理想情況下,階躍輸入信號(hào)的大小對(duì)過(guò)渡過(guò)程的曲線形狀是沒(méi)有影響的。但在實(shí)際做過(guò)渡過(guò)程實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)保持階躍輸入信號(hào)在傳感器特性曲線的線性范圍內(nèi)。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 ⑴ 一階傳感器的單位階躍響應(yīng) 一階系統(tǒng)微分方程: )( 261001 ??? xbyadtdya)( 271 ??? Kxydtdy?? ? ? ? ? ? )( 2811 ??? sKXsYs?對(duì)上式進(jìn)行拉氏變換,得 ? ? ? ?? ? )( 2911 ???? sKsX sYsH ?則傳遞函數(shù)為 時(shí)間常數(shù), 01aa?? 靜態(tài)靈敏度 00abK ?其中 設(shè) x ( t )、 y ( t ) 分別為傳感器的輸入量和輸出量,均是時(shí)間的函數(shù), 對(duì)于初始狀態(tài)為零的傳感器,當(dāng)輸入為單位階躍信號(hào)時(shí), X(s)=1/s,傳感器輸出的拉氏變換為 sssXsHsY 111)()()( ?????? ? ?te)s(YL)t(y ?? ??? 11則一階傳感器的單位階躍響應(yīng)為 一階傳感器的時(shí)間常數(shù) τ越小越好 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 由于在線性傳感器中靈敏度K為常數(shù),在動(dòng)態(tài)特性分析中, K只起著使輸出量增加K倍的作用。討論時(shí)采用 K=1。 ⑵ 二階傳感器的單位階躍響應(yīng) 二階傳感器的傳遞函數(shù)為 2222)()()(nnnsssXsYsH????????式中 ωn—— 傳感器的固有頻率; ζ—— 傳感器的阻尼比。 在單位階躍信號(hào)作用下,傳感器輸出的拉氏變換為 )2()()()( 222nnnssssXsHsY ????????上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 對(duì) Y( s) 進(jìn)行拉氏反變換,即可得到單位階躍響應(yīng)。 圖 。 傳感器的響應(yīng)在很大程度上取決于阻尼比 ζ和固有頻率 ωn 。 在實(shí)際使用中,為了兼顧有短的上升時(shí)間和小的超調(diào)量, 一般傳感器都設(shè)計(jì)成欠阻尼式的,阻尼比 ζ一般取在 ~。 帶保護(hù)套管的熱電偶是一個(gè)典型的二階傳感器。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 ⑶ 瞬態(tài)響應(yīng)特性指標(biāo) ? 時(shí)間常數(shù) τ是描述一階傳感器動(dòng)態(tài)特性的重要參數(shù) , τ越小 , 響應(yīng)速度越快 。 二階傳感器階躍響應(yīng)的典型性能指標(biāo)可由圖 , 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 各指標(biāo)定義 如下: ① 上升時(shí)間 tr 輸出由穩(wěn)態(tài)值的 10%變化到穩(wěn)態(tài)值的 90%所用的時(shí)間 。 ② 響應(yīng)時(shí)間 ts 系統(tǒng)從階躍輸入開始到輸出值進(jìn)入穩(wěn)態(tài)值所規(guī)定的范圍內(nèi)所需要的時(shí)間 。 ③ 峰值時(shí)間 tp 階躍響應(yīng)曲線達(dá)到第一個(gè)峰值所需時(shí)間 。 ④ 超調(diào)量 σ 傳感器輸出超過(guò)穩(wěn)態(tài)值的最大值 ΔA,常用相對(duì)于穩(wěn)態(tài)值的百分比 σ表示 。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 2. 頻率響應(yīng)特性 ? 傳感器對(duì)正弦輸入信號(hào)的響應(yīng)特性 頻率響應(yīng)法 是從傳感器的頻率特性出發(fā)研究傳感器的動(dòng)態(tài)特性 。 ( 1) 零階傳感器的頻率特性 ( 2) 一階傳感器的頻率特性 ( 3) 二階傳感器的頻率特性 ( 4) 頻率響應(yīng)特性指標(biāo) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 頻率響應(yīng) 在定常線性系統(tǒng)中 , 拉氏變換是廣義的傅氏變換 , 取 S=σ+jω中的 σ=0, 則 S=jω, 即拉氏變換局限于 S平面的虛軸 , 則得到傅氏變換: ? ? ? ? ? ? ? ? dtetyjY dtetySY tjst ?? ???? ?? ???00同樣有: ? ? ? ? dtetxjX t
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