傳感器技術(shù)及其應(yīng)用(2)-展示頁(yè)
2024-10-28 10:44本頁(yè)面
【正文】 靈 敏 度線 性 度穩(wěn) 定 性? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級(jí) ? 第三級(jí) ? 第四級(jí) ? 第五級(jí) 3 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 傳感器的動(dòng)態(tài)特性 傳感器動(dòng)態(tài)特性頻 率 響 應(yīng) 函 數(shù)沖 激 響 應(yīng) 函 數(shù)傳 遞 函 數(shù)數(shù) 學(xué) 模 型頻 率 響 應(yīng) 分 析? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級(jí) ? 第三級(jí) ? 第四級(jí) ? 第五級(jí) 4 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 數(shù)學(xué)模型 ? 其靜態(tài)特性多項(xiàng)式： ? x輸入量； y輸出量， a0零位輸出 ， a1傳感器的靈敏度， a2,a3, …a n為非線性項(xiàng)的待定系數(shù)。 nn xaxaxaay ????? ?2210? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級(jí) ? 第三級(jí) ? 第四級(jí) ? 第五級(jí) 5 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 特性曲線 yxoyxoyxoyxoa dcb? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級(jí) ? 第三級(jí) ? 第四級(jí) ? 第五級(jí) 6 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 ? a理想線性 ? b奇次性 ? c不對(duì)稱性 ? d普遍性 xay 1?????? 55331 xaxaxaynn xaxaxaay ????? ?2210????? 44221 xaxaxay? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級(jí) ? 第三級(jí) ? 第四級(jí) ? 第五級(jí) 7 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 傳感器的性能和評(píng)價(jià) 傳感器的靜態(tài)特性 ? 1. 線性度 ? 理想的傳感器輸出與輸入呈線性關(guān)系。 線性度是評(píng)價(jià)非線性程度的 ? 其定義為 : 傳感器的輸出 — 輸入校準(zhǔn)曲線與理論擬合直線之間的最大偏差與傳感器滿量程輸出之比 , 稱為該傳感器的“非線性誤差”或稱“線性度” , 也稱“非線性度”。 其定義為 : 傳感器輸出量的變化值與相應(yīng)的被測(cè)量 （ 輸入量 ） 的變化值之比 , 用公式表示為 xyxk????輸入量的變化值輸出量的變化值)(? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級(jí) ? 第三級(jí) ? 第四級(jí) ? 第五級(jí) 9 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 圖 非線性誤差說(shuō)明 校準(zhǔn)曲 線 擬合直 線YYm a x?m a x( X0, Y0)YFSXm a xXO? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級(jí) ? 第三級(jí) ? 第四級(jí) ? 第五級(jí) 10 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 ? 式中 , ef為非線性誤差（線性度） , Δmax為校準(zhǔn)曲線與理想擬合直線間的最大偏差 , YFS為傳感器滿量程輸出平均值 , 如圖 所示。 ? 端基線性度 : 以校準(zhǔn)曲線的零點(diǎn)輸出和滿量程輸出值連成的直線為擬合直線。 ? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級(jí) ? 第三級(jí) ? 第四級(jí) ? 第五級(jí) 11 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 3. 靈敏度界限（閾值） ? 輸入改變 Δ x時(shí) , 輸出變化 Δ y, Δ x變小 , Δ y也變小 。 ? 存在靈敏度界限的原因有兩個(gè)。 典型的例子是螺絲或齒輪的松動(dòng)。又例如 , 裝有軸承的旋轉(zhuǎn)軸 , 如果不加上能克服軸與軸之間摩擦的力矩的話 , 軸是不會(huì)旋轉(zhuǎn)的。如果傳感器的輸出值比噪聲電平小 , 就無(wú)法把有用信號(hào)和噪聲分開(kāi)。 靈敏度界限也叫靈敏閾 , 門檻靈敏度 , 或閾值。遲滯差表示這種不相等的程度。 式中 , Δmax為輸出值在正反行程的最大差值。 ? 圖 是這種現(xiàn)象稍微夸張了的曲線。如存在遲滯差 , 則輸入和輸出的關(guān)系就不是一一對(duì)應(yīng)了 , 因此必須盡量減少這個(gè)差值。 如把應(yīng)力加于某彈性材料時(shí) , 彈性材料產(chǎn)生變形 , 應(yīng)力雖然取消了但材料不能完全恢復(fù)原狀。遲滯也反映了傳感器機(jī)械部分不可避免的缺陷 , 如軸承摩擦、 間隙、螺絲松動(dòng)等。 ? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級(jí) ? 第三級(jí) ? 第四級(jí) ? 第五級(jí) 15 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 5. 穩(wěn)定性 ? 穩(wěn)定性表示傳感器在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持其性能參數(shù)的能力 。 但實(shí)際上 , 隨著時(shí)間的推移 , 大多數(shù)傳感器的特性會(huì)改變 。 ? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級(jí) ? 第三級(jí) ? 第四級(jí) ? 第五級(jí) 16 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 傳感器的動(dòng)態(tài)特性 ? 大多數(shù)情況下傳感器的輸入信號(hào)是隨時(shí)間變化的 , 這時(shí)要求傳感器時(shí)刻精確地跟蹤輸入信號(hào) , 按照輸入信號(hào)的變化規(guī)律輸出信號(hào)。 輸入信號(hào)變化時(shí) , 引起輸出信號(hào)也隨時(shí)間變化 , 這個(gè)過(guò)程叫做響應(yīng)。響應(yīng)特性即動(dòng)態(tài)特性 , 是傳感器的重要特性之一 ? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級(jí) ? 第三級(jí) ? 第四級(jí) ? 第五級(jí) 17 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 ? 1. 數(shù)學(xué)模型 ? 假設(shè)傳感器在輸入輸出存在線性關(guān)系 （ 即傳感器是線性的 , 特性不隨時(shí)間變化 ） 的范圍內(nèi)使用 , 則它們之間的關(guān)系可用高階常系數(shù)線性微分方程表示 : yadtdyadt ydadt yda nnnnnn 01111 . . . ???? ???11 1 01mmmm mmd x d x dxb b b b xdt dt dt?? ?? ? ? ? ?? 單擊此處編輯母版文本樣式 ? 第二級(jí) ? 第三級(jí) ? 第四級(jí) ? 第五級(jí) 18 Anhui Science and Technology University 理學(xué)院 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 式中 ， y為輸出量 ， x為輸入量 ， ai,bi為常數(shù) 。 即輸出的拉氏變換等于輸入的拉氏變換乘以傳遞函數(shù)。 G(s) ? 傳遞函數(shù)表示系統(tǒng)
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