傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)資源(參考版)
2025-04-29 13:45本頁(yè)面
【正文】 返回本章目錄 第 1章 傳感器的基本知識(shí) 2022/5/24 68 復(fù)習(xí)思考題 1. 簡(jiǎn)述傳感器的概念、作用及組成。 ?傳感器的靜態(tài)特性主要由：線性度、靈敏度、重復(fù)性、遲滯、分辨力和閾值、穩(wěn)定性、漂移及量程范圍等幾種性能指標(biāo)來(lái)描述。通常從時(shí)域和頻域兩方面采用瞬態(tài)響應(yīng)法和頻率響應(yīng)法來(lái)分析。 10%）時(shí)其增益保持在一定值內(nèi)的頻率范圍 跟隨角 n?二階傳感器系統(tǒng)無(wú)阻尼自然振蕩頻率 固有頻率 返回本章目錄 第 1章 傳感器的基本知識(shí) 2022/5/24 66 本章小結(jié) ? 傳感器的定義 —— “能感受（或響應(yīng)） 規(guī)定的被測(cè)量 并按照 一定的規(guī)律 轉(zhuǎn)換成 可用輸出信號(hào) 的器件或裝置 ” ? 傳感器的組成 —— 敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路、 電源 按傳感器工作原理分類 傳感器的分類 傳感器代號(hào)的標(biāo)記方法 按被測(cè)物理量分類 傳感器命名法的構(gòu)成 由 主題詞 及 四級(jí)修飾語(yǔ) 構(gòu)成： （ 1） 主題詞 ——傳感器。也就是在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下 B/A幅值比和相位 隨 而變化的狀態(tài)， ( ) s inx t A t??( ) s i n ( )y t B t????? ?sj??sj??()()( ) ( ) ( )()jtjjtY j B e BH j e H jX j A e A?????? ? ? ???? ? ? ? ?幅頻特性 相頻特性 第 1章 傳感器的基本知識(shí) 2022/5/24 65 傳感器jtx A e??()jty B e?? ??()jty B e?? ??jtx A e??y?t??01 . 00 . 950 . 90 . 7?????()??()()HjBA?圖 110 輸入輸出間的關(guān)系 圖 111 頻率響應(yīng)特性曲線 帶寬頻率 傳感器在對(duì)數(shù)幅頻特性曲線上幅值衰減 時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率范圍 3dB工作頻帶 當(dāng)傳感器幅值誤差為 177。將 代入式 (1—15)中，傳遞函數(shù) H(s)變?yōu)?H(jω) ，可得系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性。 x（ t） = 0010 tt ??? ???? ?? (116) 第 1章 傳感器的基本知識(shí) 2022/5/24 63 tptrtstdtp?穩(wěn)態(tài)誤差1 . 00 . 90 . 50 . 1()yt0( 5 2 )%?圖 19 二階傳感器階躍響應(yīng)特性 trtdt?1 . 00 . 90 . 50 . 1()yt0 . 6320圖 18 一階傳感器階躍響應(yīng)特性 時(shí)間常數(shù) 一階傳感器階躍響應(yīng)曲線由零上升到穩(wěn)態(tài)值的%所需要的時(shí)間 最大超調(diào)量 σ p響應(yīng)偏離階躍曲線的最大值，常用百分?jǐn)?shù)表示，能說(shuō)明傳感器的相對(duì)穩(wěn)定性 上升時(shí)間 tr響應(yīng)曲線從穩(wěn)態(tài)值的 10%上升到 90%所需要的時(shí)間 峰值時(shí)間 tp響應(yīng)曲線上升到第一個(gè)峰值所需要的時(shí)間 響應(yīng)時(shí)間 ts響應(yīng)曲線逐漸趨于穩(wěn)定，到與穩(wěn)態(tài)值之差不超過 177。表征階躍響應(yīng)特性的主要技術(shù)指標(biāo)有：時(shí)間常數(shù)、延遲時(shí)間、上升時(shí)間、峰值時(shí)間、最大超調(diào)量、響應(yīng)時(shí)間等。也就是說(shuō)，傳感器要有良好的動(dòng)態(tài)特性。 011110...()()( ) . . .mmmmnnnnb s b s bYsHsX s a s a s a????? ? ???? ? ?第 1章 傳感器的基本知識(shí) 2022/5/24 61 2. 動(dòng)態(tài)特性 ?在動(dòng)態(tài) (快速變化 )的輸入信號(hào)作用下，要求傳感器不僅能精確地測(cè)量信號(hào)的幅值大小，而且能測(cè)量出信號(hào)變化的過程。對(duì)于多環(huán)節(jié)串聯(lián)或并聯(lián)組成的傳感器或檢測(cè)系統(tǒng)，如果各環(huán)節(jié)阻抗匹配適當(dāng)，可略去相互之間的影響，總的傳遞函數(shù)可由各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)相乘或相加求得。 對(duì)式（ 1—13）現(xiàn)兩邊取拉普拉斯變換，則得 0( ) ( ) stY S y t e d t? ?? ?(114) 第 1章 傳感器的基本知識(shí) 2022/5/24 59 0111 0 1( ) ( . . . ) ( ) ( . . . )n n m mn n m mY s a s a s a X s b s b s b????? ? ? ? ? ? ?則系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 為 ()Hs011110...()()( ) . . .mmmmnnnnb s b s bYsHsX s a s a s a????? ? ???? ? ?11 1 0111 1 01......nnnn nnmmmm mmd y d y d ya a a a yd t d t d td x d x d xb b b b xd t d t d t?? ??? ?? ? ? ?? ? ? ? ?（ 1—13） 第 1章 傳感器的基本知識(shí) 2022/5/24 60 傳遞函數(shù) H（ S） 表達(dá)式含義 …… (115) ? （ 115）第二個(gè)等號(hào)右邊是一個(gè)與輸入無(wú)關(guān)的表達(dá)式，只與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，可見 傳遞函數(shù) H（ S）是描述傳感器本身信息的特性 ， 條件是 t≤ 0， y(t) = 0，即 傳感器被激勵(lì)之前所有儲(chǔ)能元件如質(zhì)量塊、彈性元件、電氣元件均沒有積存能量 。 第 1章 傳感器的基本知識(shí) 2022/5/24 58 傳遞函數(shù) ?動(dòng)態(tài)特性的傳遞函數(shù)在線性定常系統(tǒng)中是初始條件為 0時(shí)，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。 第 1章 傳感器的基本知識(shí) 2022/5/24 57 微分方程 表達(dá)式 式中： —— 與傳感器的結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù) t—— 時(shí)間； y—— 輸出量 y(t)； x—— 輸入量 x(t)。 第 1章 傳感器的基本知識(shí) 2022/5/24 56 1. 傳感器的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 ?傳感器的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 指在隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)信號(hào)作用下，傳感器輸出與輸入量間的函數(shù)關(guān)系，它通常稱為 響應(yīng)特性 。 ?具體研究傳感器的動(dòng)態(tài)特性時(shí)，通常從 時(shí)域和頻域 兩方面采用 瞬態(tài)響應(yīng)法 和 頻率響應(yīng)法 來(lái)分析。這就要求傳感器能迅速準(zhǔn)確地 響應(yīng) 和 再現(xiàn)被測(cè)信號(hào)的變化 。 例如： ? 測(cè)量范圍為 0～ +10N，量程為 10N； ? 測(cè)量范圍為 20～ +20℃ ，量程為 40℃ ； ? 測(cè)量范圍為 5～ +10g，量程為 15g； ? 測(cè)量范圍為
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1