[工學(xué)]傳感器技術(shù)第1章傳感器技術(shù)基礎(chǔ)-文庫吧資料
2025-01-25 11:09本頁面
【正文】 2/( ) ( ) 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 無過沖、無振蕩 曲線上升慢，響應(yīng)速度低 1??過阻尼 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 確定傳感器輸出電量與非電量之間關(guān)系 的過程。 ?定義：傳感器在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)仍保持其性能的能力 ?穩(wěn)定性一般以室溫條件下經(jīng)過一規(guī)定的時(shí)間間隔后，傳感器的輸出與起始標(biāo)定時(shí)的輸出之間的差異來表示，有時(shí)也用標(biāo)定的有效期來表示 穩(wěn)定性 7 信息與控制學(xué)院儀器系 34 傳感器的靜態(tài)特性 ? 定義：在一定時(shí)間間隔內(nèi)，傳感器輸出量存在著與被測(cè)輸入量無關(guān)的、不需要的變化 ? 種類： 零點(diǎn)漂移 與 靈敏度漂移 ? 形式： 時(shí)間漂移 和 溫度漂移 時(shí)漂：在規(guī)定條件下零點(diǎn)或靈敏度隨時(shí)間的緩慢變化 溫漂：周圍溫度變化引起的零點(diǎn)或靈敏度漂移 ? 漂移產(chǎn)生原因：一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化，二是外界工作環(huán)境參數(shù)的變化對(duì)響應(yīng)的影響 漂移 3 8信息與控制學(xué)院儀器系 35 傳感器的靜態(tài)特性 ?定義：傳感器在滿量程內(nèi)任一點(diǎn)輸出值相對(duì)其理論值的可能偏離（逼近）程度 —— 評(píng)價(jià)傳感器靜態(tài)性能的綜合指標(biāo)，表示采用該傳感器進(jìn)行靜態(tài)測(cè)量時(shí)所得數(shù)值的不確定度 靜態(tài)誤差（精度） 9 信息與控制學(xué)院儀器系 36 傳感器的靜態(tài)特性 信息與控制學(xué)院儀器系 37 傳感器的靜態(tài)特性 (1)將非線性、回差、重復(fù)性誤差幾何、代數(shù)法綜合 2 2 2s L H Re e e e? ? ? ?()s L H Re e e e? ? ? ? 偏大 (2)將全部校準(zhǔn)數(shù)據(jù)相對(duì)于擬合直線求標(biāo)準(zhǔn)偏差 21()1piiyp? ????? ( 2 ~ 3 )100%sFSe y ??? ? ?偏小 m a x| ( ) | 100%sFSyey?????? ? ?(3)將非線性、 回差 視為系統(tǒng)誤差，重復(fù)性視為隨機(jī)誤差 偏小 信息與控制學(xué)院儀器系 38 傳感器的動(dòng)態(tài)特性 ?動(dòng)態(tài)特性：反映傳感器對(duì)隨時(shí)間變化輸入量的響應(yīng)特性 輸入標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) ? 階躍函數(shù) 正弦函數(shù) 頻率響應(yīng)特性 階躍響應(yīng)特性 研究方法： 信息與控制學(xué)院儀器系 39 傳感器的動(dòng)態(tài)特性 當(dāng)傳感器的輸入信號(hào)為正弦函數(shù) 時(shí)，由于暫態(tài)響應(yīng)的影 ( ) s inx t X t??該輸出與輸入的頻率相同，幅值和相位差都是頻率的函數(shù) 響，開始時(shí)的輸出并不是純正弦波，當(dāng)暫態(tài)響應(yīng)逐漸衰減直至消失時(shí)輸出才是穩(wěn)定的正弦波 ( ) s in ( )y t Y t?????頻率響應(yīng)特性 信息與控制學(xué)院儀器系 40 傳感器的動(dòng)態(tài)特性 代入： ( ) s inx t X t?? ( ) s in ( ) ,y t Y t????將 11 1 0111 1 01nnnn nnmmmm mmd y d y dya a a a ydt dt dtd x d x dxb b b b xdt dt dt?? ??? ?? ? ? ?? ? ? ? ?將該頻率信號(hào)的輸出與輸入之比定義為頻率響應(yīng)函數(shù) 10101111( ) ( ) ...... ( )()( ) ( ) ...... ( )mmmmnnnnb j b j b j bHja j a j a j a? ? ??? ? ?????? ? ??? ? ?信息與控制學(xué)院儀器系 41 傳感器的動(dòng)態(tài)特性 ?頻率響應(yīng)函數(shù)也可以定義為：系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出量的傅里葉變換與輸入量的傅里葉變
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