[工學(xué)]傳感器技術(shù)第1章傳感器技術(shù)基礎(chǔ)-資料下載頁(yè)
2025-01-19 11:09本頁(yè)面
【正文】 和 曲線， 兩者分別稱為對(duì)數(shù)幅頻曲線和對(duì)數(shù)相頻曲線，總稱伯德圖 2 0 lg ( ) lgA ???( ) lg? ? ??信息與控制學(xué)院儀器系 48 傳感器的動(dòng)態(tài)特性 ?階躍響應(yīng)：一階系統(tǒng)，輸入階躍函數(shù) 0 , 0,0xtx A t???? ??? 經(jīng)拉式變換 ( ) /X s A s? 1( ) ( ) ( ) ( )11KAY s H s X s K As s s s???? ? ? ? ?? ?? ?1/( ) ( ) (1 )ty t L Y s A K e ???? ? ?( )?yt動(dòng)態(tài)誤差： / /( 1 )s sT Td K A K A eeeKA????????5t ?? 后可忽略 特點(diǎn)：一階響應(yīng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性主要取決于 時(shí)間常數(shù) τ τ 小 階躍響應(yīng)迅速 截止頻率高 慣性小 一階環(huán)節(jié)又稱為慣性環(huán)節(jié) 信息與控制學(xué)院儀器系 49 傳感器的動(dòng)態(tài)特性 實(shí)例：帶阻尼彈簧測(cè)力傳感器 KC系統(tǒng)：彈簧剛度 K 阻尼系數(shù) C 0( ) ( ) ( )ckf t f t b x t??( ) ( )kf t ky t?阻尼器的阻尼力，其方向與運(yùn)動(dòng)方法相反，大小 與運(yùn)動(dòng)速度成比例 ( ) ( ) /f t c d y t d tc ?( ):cft( ):kft彈簧的阻尼力，其方向與運(yùn)動(dòng)方法相反，大小與位移成比例 運(yùn)動(dòng)微分方程為 () ( ) ( )d y tc k y t b x tdt ??時(shí)間常數(shù) /ck? ? 靜態(tài)靈敏系數(shù) /k b k? 傳感器的動(dòng)態(tài)特性 信息與控制學(xué)院儀器系 50 信息與控制學(xué)院儀器系 51 傳感器的動(dòng)態(tài)特性 ? 傳遞 函數(shù) 22()()2() 1nnY s KHssXs s???????頻率特性 22222/( ) ( ) a r c t a n1 ( / )1 ( / ) ( 2 / )nnnnKA ? ? ?? ? ???? ? ? ? ?? ? ? ??????? 2()()() 1 ( ) 2nnY j KHjXj j????? ??? ??微分 方程 22 1 0 0d y dya a a y b xdt dt? ? ?02/n aa? ?00/k b a?— 固有頻率 — 靜態(tài)靈敏度 2212nnd y dy y K xdt dt??? ? ? ?1 0 2/2a a a? ? — 阻尼比 信息與控制學(xué)院儀器系 52 傳感器的動(dòng)態(tài)特性 ?二階環(huán)節(jié)的伯德圖 信息與控制學(xué)院儀器系 53 傳感器的動(dòng)態(tài)特性 階躍響應(yīng) 二階系統(tǒng)， 輸入階躍信號(hào) 產(chǎn)生衰減振蕩 曲線上升快，響應(yīng)速度高 無(wú)過(guò)沖、無(wú)振蕩 曲線上升慢，響應(yīng)速度低 1??過(guò)阻尼 1??欠阻尼 1??臨界阻尼 設(shè)計(jì)時(shí)常取 0 .6 0 .8? ?? 時(shí)形成等幅振蕩 此時(shí)的振蕩頻率稱為 固有頻率 0??信息與控制學(xué)院儀器系 54 傳感器的動(dòng)態(tài)特性 實(shí)例：壓電式動(dòng)態(tài)測(cè)力傳感器 KMC系統(tǒng)：彈簧剛度 K 質(zhì)量 M 阻尼系數(shù) C 運(yùn)動(dòng)微分方程為 2d y dym c k y Fdt dt? ? ?固有頻率 n km? ?靜態(tài)靈敏系數(shù) k阻尼比 2 ckm? ? 傳感器的動(dòng)態(tài)特性 信息與控制學(xué)院儀器系 55 傳感器的標(biāo)定 ?標(biāo)定是指用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)量或用基準(zhǔn)量來(lái) 確定傳感器輸出電量與非電量之間關(guān)系 的過(guò)程。 ?傳感器的標(biāo)定分為 靜態(tài)標(biāo)定 和 動(dòng)態(tài)標(biāo)定 兩種。 信息與控制學(xué)院儀器系 56 傳感器的標(biāo)定 ?靜態(tài)標(biāo)定：確定傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo) 要求： ? 即無(wú)加速度、振動(dòng)、沖擊（除非這些參數(shù)本身就是被測(cè)物理量） ? 環(huán)境溫度一般為室溫（ 20177。 5） ℃ ? 相對(duì)濕度 ≤ 85% ? 大氣壓力為（ 101177。 7） KPa ? 標(biāo)定設(shè)備的精度至少應(yīng)比被標(biāo)定的傳感器及其系統(tǒng)高一個(gè)精度等級(jí) 信息與控制學(xué)院儀器系 57 傳感器的標(biāo)定 ?靜態(tài)標(biāo)定 步驟： ① 將傳感器全量程分成若干等間距點(diǎn) ② 根據(jù)傳感器量程分點(diǎn)情況，由小到大按等間距遞增方式輸入相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)量，并記錄與各輸入值相對(duì)應(yīng)的輸出值 ③ 將輸入值由大到小一點(diǎn)點(diǎn)地遞減，同時(shí)記錄與各輸入值相對(duì)應(yīng)的輸出值 ④ 按照②③步驟，對(duì)傳感器進(jìn)行正反行程往復(fù)循環(huán)多次測(cè)試，將得到的輸出輸入數(shù)據(jù)用表格列出并繪制成曲線 信息與控制學(xué)院儀器系 58 傳感器的標(biāo)定 ?動(dòng)態(tài)標(biāo)定：確定傳感器的動(dòng)態(tài)特性指標(biāo) ?對(duì)傳感器進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)定，需要對(duì)它輸入一標(biāo)準(zhǔn)激勵(lì)信號(hào)。為便于比較和評(píng)價(jià)， 通常采用正弦變化和階躍變化的輸入信號(hào) 。采用階躍輸入信號(hào)研究傳感器時(shí)域動(dòng)態(tài)性能時(shí)，常用上升時(shí)間、響應(yīng)時(shí)間和超調(diào)量等參數(shù)描述；采用正弦輸入信號(hào)研究傳感器頻域動(dòng)態(tài)性能時(shí)，常采用幅頻特性和相頻特性來(lái)描述。 信息與控制學(xué)院儀器系 5
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