傳感器基本特性ppt課件-資料下載頁
2025-01-14 08:40本頁面
【正文】 曲線達(dá)到第一個(gè)峰值所需時(shí)間。 ⑤ 超調(diào)量 σ： 輸出超過穩(wěn)態(tài)值的最大值 。 ⑥ 衰減比 d：輸出響應(yīng)曲線第一個(gè)與第二個(gè)峰值之比。 2） 頻率響應(yīng)特性 傳感器對不同頻率成分的正弦輸入信號(hào)的響應(yīng)特性 ，稱為頻率響應(yīng)特性 。 頻率響應(yīng)法是從傳感器的頻率特性出發(fā)研究傳感器的輸出與輸入的 幅值比 和 相位差 的變化 。 輸入信號(hào) tXx ?s in? 輸出信號(hào) )s in ( ?? ?? tYy頻率響應(yīng)函數(shù) 01110111)(......)()()(......)()()()()(ajajajabjbjbjbjXjYjHnnnnmmmm?????????????????????)))()(())()((()(??????jXjYRejXjYImar c t g? 相頻特性 ????????? jjtjtjeAeXYXeYejX jYjH )()( )()()(?????指數(shù)形式： 幅頻特性 XYjHA ?? )()( ??其中， 動(dòng)態(tài)靈敏度、增益 一階系統(tǒng)微分方程 時(shí)間常數(shù)； ? 靜態(tài)靈敏度。 KKxydtdy ???)()()1( sKXsYs ???拉氏變換 sKsXsYsH???? 1)()()(傳遞函數(shù) ?????jKjXjYjH??? 1)()()(頻率響應(yīng)函數(shù) (1) 一階傳感器的頻率響應(yīng) 1)()(2 ????? KA幅頻特性： )()( ???? ?? a r c t g相頻特性： 討論： 時(shí)，當(dāng) 1???????????? ???? )(,)(KA ?)(? 越小，頻率響應(yīng)特性越好。 ? 時(shí)間常數(shù) τ越小 ， 頻率響應(yīng)特性越好 。 當(dāng) ωτ1時(shí) ， A(ω)≈K， tan(φ)≈ φ ， Φ(ω) ≈ ωτ ≈0， 表明傳感器輸出與輸入成線性關(guān)系 ， 且相位差也很小 ， 輸出 y(t)真實(shí)地反映了輸入 x(t)的變化規(guī)律 。 因此減小 τ可改善傳感器的頻率特性 。 (2) 二階傳感器的頻率響應(yīng) 由二階傳感器的傳遞函數(shù)式可寫出二階傳感器的頻率特性表達(dá)式 ， 即 nnnnnjjjjH????????????211)(2)()( 2222??????????????212a r c t a n)()(??????????????nnjH??????? 相位角負(fù)值表示相位滯后 。 其幅頻特性、 相頻特性分別為 222211|)(|)(????????????????????????????nnjHA??????? 傳感器的頻率響應(yīng)特性好壞主要取決于傳感器的 固有頻率 ωn和 阻尼比 ξ。 當(dāng) ξ1， ωnω時(shí) ， A（ ω） ≈1，Φ（ ω） 很小 ， 此時(shí) ， 傳感器的輸出 y(t)再現(xiàn)了輸入 x(t)的波形 ， 通常固有頻率 ωn至少應(yīng)為被測信號(hào)頻率 ω的（ 3～ 5） 倍 ， 即 ωn≥（ 3～ 5） ω。 為了 減小動(dòng)態(tài)誤差和擴(kuò)大頻率響應(yīng)范圍 ， 一般是提高傳感器固有頻率 ωn， 而 ωn與傳感器運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量 m和彈性敏感元件的剛度 k有關(guān) ， 即 ωn =（ k/m） 1/2。 增大剛度 k和減小質(zhì)量 m都可提高固有頻率 ， 但剛度 k增加 ， 會(huì)使傳感器靈敏度降低 。 所以在實(shí)際中 ， 應(yīng)綜合各種因素來確定傳感器的各個(gè)特征參數(shù) 。 (3) 頻率響應(yīng)特性指標(biāo) ① 通頻帶 ： 傳感器在對數(shù)幅頻特性曲線上幅值衰減 3 dB時(shí)所對應(yīng)的頻率范圍 。 ② 工作頻帶 （ 或 ） ： 當(dāng)傳感器的幅值誤差為 177。 5%（ 或 177。 10%） 時(shí)其增益保持在一定值內(nèi)的頻率范圍 。 ③ 時(shí)間常數(shù) τ： 用時(shí)間常數(shù) τ來表征一階傳感器的動(dòng)態(tài)特性 。 τ越小 ， 頻帶越寬 。 ④ 固有頻率 ωn： 二階傳感器的固有頻率 ωn表征其動(dòng)態(tài)特性 。 ⑤ 相位誤差 ： 在工作頻帶范圍內(nèi) ， 傳感器的實(shí)際輸出與所希望的無失真輸出間的相位差值 ， 即為相位誤差 。 ⑥ 跟隨角 ： 當(dāng) ω= ， 對應(yīng)于相頻特性上的相角 ， 即為跟隨角 。 傳感器的頻域動(dòng)態(tài)特性指標(biāo) 一、 傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn) ? 傳感器的 標(biāo)定： 是利用某種標(biāo)準(zhǔn)儀器對新研制或生產(chǎn)的傳感器進(jìn)行技術(shù)檢定和標(biāo)度；它是通過 實(shí)驗(yàn) 建立傳感器輸入量與輸出量間的關(guān)系，并確定出不同使用條件下的誤差關(guān)系或測量精度。 ? 傳感器的 校準(zhǔn)： 是指對使用或儲(chǔ)存一段時(shí)間后的傳感器性能進(jìn)行再次測試和校正，校準(zhǔn)的方法和要求與標(biāo)定相同。 1. 靜態(tài)標(biāo)定 ? 傳感器的 靜態(tài)標(biāo)定 ：是在輸入信號(hào)不隨時(shí)間變化的靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下確定傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)，如線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性等。靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)是指沒有加速度、沒有振動(dòng)、沒有沖擊（如果它們本身是被測量除外）及環(huán)境溫度一般為室溫（ 20177。 5℃ ），相對濕度不大于 85%，大氣壓力為 7kPa的情形。 2. 動(dòng)態(tài)標(biāo)定 ? 動(dòng)態(tài)標(biāo)定 :是研究傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。常用的標(biāo)準(zhǔn)激勵(lì)信號(hào)源是正弦信號(hào)和階躍信號(hào)。根據(jù)傳感器的動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)，傳感器的動(dòng)態(tài)標(biāo)定主要涉及到一階傳感器的時(shí)間常數(shù)，二階傳感器的固有角頻率和阻尼系數(shù)等參數(shù)的確定。
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