第1章傳感器的一般特性

1、傳感器與檢測技術(shù)傳感器與檢測技術(shù)靜態(tài)量：穩(wěn)定狀態(tài)的信號或變化極其緩慢的信號（準(zhǔn)靜態(tài)）。靜態(tài)量：穩(wěn)定狀態(tài)的信號或變化極其緩慢的信號（準(zhǔn)靜態(tài)）。動態(tài)量：周期信號、瞬變信號或隨機(jī)信號。動態(tài)量：周期信號、瞬變信號或隨機(jī)信號。 傳感器與檢測技術(shù)nnxaxaxaay2210傳感器與檢測技術(shù)xay155331xaxaxay4422xaxaynnxaxaxaay2210傳感器與檢測技術(shù)傳感器與檢測技術(shù)nnxaxaxay2211另一端輸出為另一端輸出為nnnxaxaxaxay) 1(332212差動傳感器輸出為差動傳感器輸出為 )(25533121xaxaxayyy傳感器與檢測技術(shù)只剩下奇次階項(xiàng)，偶次項(xiàng)消掉了，

2、并且輸出提高只剩下奇次階項(xiàng)，偶次項(xiàng)消掉了，并且輸出提高一倍，線性度一倍，線性度，靈敏度，靈敏度，結(jié)構(gòu)型的傳感器采，結(jié)構(gòu)型的傳感器采用差動式傳感器。用差動式傳感器。3.3.圖（圖（3 3）除非線性項(xiàng)外非線性項(xiàng)只是偶次項(xiàng)，在這種情況下）除非線性項(xiàng)外非線性項(xiàng)只是偶次項(xiàng)，在這種情況下，特性曲線沒有對稱性，可取的線性范圍很小，傳感器，特性曲線沒有對稱性，可取的線性范圍很小，傳感器設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免出現(xiàn)這種特性設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免出現(xiàn)這種特性 。4.4.由上可知，傳感器的輸出不可能絲毫不差地反映被測量的由上可知，傳感器的輸出不可能絲毫不差地反映被測量的變化，總存在這一定的誤差。變化，總存在這一定的誤差。差動傳感器輸

3、出為差動傳感器輸出為 )(25533121xaxaxayyy傳感器與檢測技術(shù)傳感器與檢測技術(shù)%100maxSFly傳感器與檢測技術(shù)kxay0優(yōu)點(diǎn)：簡單直觀優(yōu)點(diǎn)：簡單直觀缺點(diǎn)：擬合精度較低缺點(diǎn)：擬合精度較低用途：特性曲線非線用途：特性曲線非線性度較小時(shí)使用性度較小時(shí)使用傳感器與檢測技術(shù)傳感器與檢測技術(shù)2/112niixnx2/112niiynynniiynx1222nniiyny12221212xxyyk傳感器與檢測技術(shù)110 xkya220 xkyakxay0傳感器與檢測技術(shù)kxay0則第則第i個(gè)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)與擬合直線上相應(yīng)值之間的殘差為：個(gè)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)與擬合直線上相應(yīng)值之間的殘差為： )(0iiik

4、xay擬合原則就是擬合原則就是n n個(gè)標(biāo)定點(diǎn)的均方差為最小值個(gè)標(biāo)定點(diǎn)的均方差為最小值 ，即：，即：nii12對對k和和 的一階偏導(dǎo)數(shù)等于零，從而的一階偏導(dǎo)數(shù)等于零，從而求出求出k和和 的表達(dá)式的表達(dá)式： 0a0a傳感器與檢測技術(shù)k和和 的表達(dá)式：的表達(dá)式： 22)(iiiiiixxnyxyxnk 2220)(iiiiiiixxnyxxyxa0akxay0以上三種方法中，最小二乘法的擬合精度最高，平均選點(diǎn)以上三種方法中，最小二乘法的擬合精度最高，平均選點(diǎn)法次之，端基法最低。但最小二乘法的計(jì)算最繁瑣法次之，端基法最低。但最小二乘法的計(jì)算最繁瑣。 傳感器與檢測技術(shù)nnxaxaxay2211nnnxa

5、xaxaxay) 1(332212傳感器與檢測技術(shù))(25533121xaxaxayyy傳感器與檢測技術(shù)%100SFmty遲滯性反映了傳感器遲滯性反映了傳感器機(jī)械結(jié)構(gòu)和制作工藝機(jī)械結(jié)構(gòu)和制作工藝上的缺陷。上的缺陷。 傳感器與檢測技術(shù)%100)32(SFzy其中其中 標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差 ， 為測量值的算術(shù)平均值。為測量值的算術(shù)平均值。 1)(12nYYniiY傳感器與檢測技術(shù)XYK輸出變化量輸入變化量傳感器與檢測技術(shù)傳感器與檢測技術(shù)%100SFmyx傳感器與檢測技術(shù)傳感器與檢測技術(shù)01110111)()()(aSaSaSabSbSbSbsxsysHnnnnmmmm)()()()()()()()(0

6、111101111txbdttdxbdttxdbdttxdbtyadttdyadttydadttydammmmmmnnnnnn)(01110111)()()()()()()()()()(jnnnnmmmmeAajajajabjbjbjbjxjyjH傳感器與檢測技術(shù)傳感器與檢測技術(shù)KabjHSH00)()(傳感器與檢測技術(shù))()()(001txbtyadttdyaKxydtdy00abK 01aa式中式中 為時(shí)間常數(shù)為時(shí)間常數(shù)， 是傳感器的靈敏度是傳感器的靈敏度傳感器與檢測技術(shù))()() 1(skxsys1)()()(sKsxsysH頻率特性為頻率特性為 )()()(1)(AjKjH幅頻特性幅頻

7、特性 2)(1)()(KjHA相頻特性相頻特性 )()()(arctgarctg傳感器與檢測技術(shù)傳感器與檢測技術(shù))()()()(00012202txabtydttdyaadttydaa0a)()()()(001222txbtyadttdyadttyda兩邊同除以兩邊同除以 00abK 其中其中 是傳感器的靈敏度是傳感器的靈敏度。 設(shè)設(shè) 為時(shí)間常數(shù)，為時(shí)間常數(shù)， 為自振角頻率為自振角頻率02aa0201aa傳感器與檢測技術(shù)2012aaa)()()(2)(2002022txtydttdydttyd或)()()(2)(222txtydttdydttyd進(jìn)行拉氏變換為：進(jìn)行拉氏變換為： )()() 1

8、2(22sxsyss傳感器與檢測技術(shù)121)()()(22sssxsysH頻率特性為頻率特性為 0202)(11)(jjH相應(yīng)的幅頻特性和相頻特性為相應(yīng)的幅頻特性和相頻特性為 :20220)2()(1 1)(A200)(12)(arctg傳感器與檢測技術(shù)傳感器與檢測技術(shù)0 t10 t0)(tx傳感器與檢測技術(shù)0k t0 t0)(tytety1)(傳感器與檢測技術(shù)KtKetyt)1sin(1)(0220其中21arcsin傳感器與檢測技術(shù)傳感器與檢測技術(shù)1.=0時(shí)，產(chǎn)生等幅振蕩；時(shí)，產(chǎn)生等幅振蕩；2.2. 1時(shí)，為欠阻尼，產(chǎn)時(shí)，為欠阻尼，產(chǎn)生衰減振蕩生衰減振蕩 ；3. =1 ，臨界阻尼臨界阻尼

9、；4.1 ，為過阻尼，無超調(diào)為過阻尼，無超調(diào)，也無振蕩，也無振蕩 。工程中傳感器工作在欠阻尼工程中傳感器工作在欠阻尼狀態(tài)，通常取狀態(tài)，通常取=0.60.8， 傳感器與檢測技術(shù)傳感器與檢測技術(shù)1100ln12傳感器與檢測技術(shù)傳感器與檢測技術(shù)傳感器與檢測技術(shù)xyty15. 03dd30傳感器與檢測技術(shù)xytyty1010322100 .111025. 2dd100 . 3dd傳感器與檢測技術(shù)傳感器與檢測技術(shù)傳感器與檢測技術(shù)傳感器與檢測技術(shù)0AxxAxx%100AxA傳感器與檢測技術(shù)%100 xxx%100SFmyx傳感器與檢測技術(shù)%1101 . 0%100AxA %1 . 010001%100Ax

10、A準(zhǔn)確度更高準(zhǔn)確度更高 傳感器與檢測技術(shù)傳感器與檢測技術(shù)iviv傳感器與檢測技術(shù)22221nvvvA2121232221)()()()(vvvvvvvvBnnnnAB112 傳感器與檢測技術(shù)傳感器與檢測技術(shù)修正值修正值C= -x=A-x，即修正值等于負(fù)的絕對誤差。，即修正值等于負(fù)的絕對誤差。如如C已知，則利用修正值可求出被測量的實(shí)際值。已知，則利用修正值可求出被測量的實(shí)際值。 A=x+C 傳感器與檢測技術(shù)XN 。W21XRRRRW21NRRRR傳感器與檢測技術(shù)傳感器與檢測技術(shù)NRN21XRRRR再按圖（再按圖（b）接線，調(diào)）接線，調(diào) ，使，使IG=0，則，則 NR N21XRRRR NNXRRR 傳感器與檢測技術(shù)傳感器與檢測技術(shù))2exp(21)(22f傳感器與檢測技術(shù)傳感器與檢測技術(shù)nxnxxxxxniin1321)(算術(shù)平均值接近真值，可以用來代替被測量的真值算術(shù)平均值接近真值，可以用來代替被測量的真值A(chǔ)0 傳感器與