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传感器的动态、静态特性

作者:时间:2012-02-06来源:网络收藏

是指对于随时间变化的输入量的响应。只要输入量是时间的函数,则其输出量必将是时间的函数。研究的标准输入形式有三种,即正弦、阶跃和线性,而经常使用的是前两种。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/161158.htm

• 零阶特性指标

零阶,其输入量无论随时间如何变化,其输出量的幅值总是与输入量成确定的比例关系,在时间上也不滞后,幅角φ等于零。所以零阶的动态特性指标就是特性指标。

•一阶动态特性指标一阶传感器动态特性指标有:灵敏度和时间常数τ。如果时间常数τ越小,系统的频率特性就越好。在弹簧阻尼系统中,就要求系统的阻尼系数小,而弹簧刚度要大。

二阶传感器的传递函数:

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由于大多数传感器均为二阶系统,所以我们要专门讨论二阶系统的阶跃响应。根据二阶系统相对阻尼系数的大小,将其二阶响应分成三种情况:既>1时过阻尼; =1时临界阻尼; 1时的欠阻尼。在一定的值下,欠阻尼系统比临界阻尼系统更快地达到稳态值;过阻尼系统反应迟钝,动作缓慢,所以一般传感器都设计成欠阻尼的, 一般取值为0.6~0.8[next]

传感器的特性是指传感器的输入信号不随时间变化或变化非常缓慢时,所表现出来的输出响应特性,称静态响应特性。通常用来描述静态特性的指标有:测量范围、精度、灵敏度、稳定性、非线性度、重复性、灵敏阈和分辨力、迟滞等。

•测量范围

测量范围是指传感器能正常工作时的最小输入值与最大输入值之间的范围。

•精度

与精度有关的指标有三个,即精密度、准确度和精确度。

•稳定性

传感器的稳定性,一是指传感器测量输出值在一段时间内的变化,即用所谓的稳定度表示;二是指在传感器外部环境和工作条件变化时而引起输出值的变化,即用影响量来表示。例如,某传感器输出电压值每小时变化1.3mv/h。又如,某传感器由于电源变化10%而引起其输出值变化0.02mA,则应写成0.02mA/(u10%)。

• 灵敏度

传感器灵敏度是表示传感器的输入增量与由它引起的输出增量之间的函数关系。更确切地说,灵敏度k等于传感器输出增量与被测量增量之比,是传感器在稳态输出输入特性曲线上各点的斜率,可用下式表示:

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• 灵敏阈与分辨力

灵敏阈是指传感器能够区分出的最小读数变化量。对模拟式仪表,当输入量连续变化时,输出量只做阶梯变化,则分辨力就是输出量的每个阶梯所代表的输入量的大小。对于数字式仪表,灵敏度阈就是分辨力,即仪表指示数字值的最后一位数字所代表的值。

从物理含义看,灵敏度是广义的增益,而灵敏度阈则是死区或不灵敏度。

迟滞

传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程中— — 输入特性曲线不重合的程度称为迟滞。

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重复性

重复性是指传感器沿同一方向变化时,在全量程范围内连续进行多次测试,所得到的各特性曲线重复程度。

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