[計(jì)算機(jī)硬件及網(wǎng)絡(luò)]1-3傳感器ppt課件

1、當(dāng)給靜止的傳感器輸入一個(gè)單位階躍函當(dāng)給靜止的傳感器輸入一個(gè)單位階躍函數(shù)信號(hào)數(shù)信號(hào) 1-171-17時(shí)，其輸出特性稱為階躍呼應(yīng)特性。時(shí)，其輸出特性稱為階躍呼應(yīng)特性。 00 10 tttu圖圖1-6 1-6 階躍呼應(yīng)特性階躍呼應(yīng)特性tdtrtpppts00.100.500.901.00y(t)t ）（181 00100 yytypp dtetyYdtetysYtst j00j dtetxXt j0j ）（191 jjjjjjj011011 asasabsbsbXYHnnnnmmmm 201 jjjjj）（ eAeXYXYH XYHA j即即 ）（211 j22 IRHHHA jj jjXYIH,X

2、YRHmIeR ）（221 jjYRejXj11 XYImtgHHtgRI由由1-21-2式，零階系統(tǒng)的微分方程為式，零階系統(tǒng)的微分方程為 ）（231 00 tXbtYa ）（241 00 tKXtXabtY或或 ）（251 00 KabjXjYsXsYsH 零階傳感器的傳送函數(shù)和頻率特性為：零階傳感器的傳送函數(shù)和頻率特性為：）（261 001 xbyadtdya）（271 Kxydtdy ）（281 1 sKXsYs ）（ 291 1 sKsXsYsH 01aa 00abK jK)j(X)j(Y)j(H 112 )(K)(A )(arctg)( 時(shí)時(shí)，當(dāng)當(dāng)1 )(K)(A 負(fù)號(hào)表示相位滯后負(fù)

3、號(hào)表示相位滯后 ）（341 1 /teKAy）（351 632011 KA.)e(KA)(y ）（331 0t 0 0 AttxKxydtdy tx01輸出的初值為輸出的初值為0,隨著時(shí)間推移隨著時(shí)間推移y接近于接近于1；當(dāng)；當(dāng)t=時(shí)時(shí),在一階系統(tǒng)中在一階系統(tǒng)中,時(shí)間常數(shù)值是決議呼應(yīng)速度的重要參數(shù)。時(shí)間常數(shù)值是決議呼應(yīng)速度的重要參數(shù)。圖圖 1-7 一階傳感器一階傳感器CKK x(t) =F(t)y(t)例例1-1：由彈簧阻尼器構(gòu)成的壓力傳感器，系統(tǒng)輸：由彈簧阻尼器構(gòu)成的壓力傳感器，系統(tǒng)輸入量入量 為為F(t) = Kx (t)，輸出量為位移，輸出量為位移y(t )，分析系，分析系統(tǒng)的頻率呼應(yīng)特

4、性。統(tǒng)的頻率呼應(yīng)特性。解：根據(jù)牛頓第二定律：解：根據(jù)牛頓第二定律： fC+fK=F(t) 或或 txtydttdyKC tKxtKydttdyCtKyfdttdyCfkc 則則：，其其中中 ）（361 1111ssKCsH為時(shí)間常數(shù)為時(shí)間常數(shù)令令H(S )中的中的s =j,即即= 0，那么系統(tǒng)的頻率，那么系統(tǒng)的頻率呼應(yīng)函數(shù)呼應(yīng)函數(shù)Hj為為 1j1jH由由(j)(j)可以分析該系統(tǒng)的幅頻特性可以分析該系統(tǒng)的幅頻特性AjAj和相頻特性和相頻特性jj ： arctg11A20TTdtdThsmc,01hsmcaa100abKmcdQdT dtTThsdQ)(0圖圖1-8 1-8 一階測(cè)溫傳感器一階測(cè)

5、溫傳感器解：解：1110 hsmcjjK)j(T)j(T)j(H 11122 )hsmc()(K)(A )hsmc(arctg)(arctg)( )e(KAT/ t 1)e(ATtmchs 13 3二階傳感器的數(shù)學(xué)模型二階傳感器的數(shù)學(xué)模型所謂二階傳感器是指由二階微分方程所描畫(huà)的所謂二階傳感器是指由二階微分方程所描畫(huà)的傳感器。很多傳感器，如振動(dòng)傳感器、壓力傳傳感器。很多傳感器，如振動(dòng)傳感器、壓力傳感器等屬于二階傳感器，其微分方程為：感器等屬于二階傳感器，其微分方程為：）（371 001222 xbyadtdyadtyda 00012202xabydtdyaadtydaa 或或201200002

6、aaaaaabK ；令令靜態(tài)靈敏度靜態(tài)靈敏度阻尼比阻尼比 ）（則則：381 121 022 sxssyssnn 固有頻率固有頻率,0=1/ ）（391 22002 ssKsH ）（401 2200220 jjKjH ）（411 2120220 KA）（421 2tanarc2020 )( 阻尼比阻尼比 的影響較大，不同阻尼比情況下相對(duì)幅的影響較大，不同阻尼比情況下相對(duì)幅頻特性即動(dòng)態(tài)特性與靜態(tài)靈敏度之比的曲線如圖。頻特性即動(dòng)態(tài)特性與靜態(tài)靈敏度之比的曲線如圖。2.42.22.01.81.61.41.21.00.80.60.40.200.511.522.5=0=0.2=0.4=0.6=1=0.8=0

7、.707A() 當(dāng)當(dāng)0時(shí)，在時(shí)，在=1處處A()趨近無(wú)窮大，這一景象稱之為趨近無(wú)窮大，這一景象稱之為諧振。諧振。 隨著隨著的增大，諧振景象逐漸不明顯。的增大，諧振景象逐漸不明顯。 當(dāng)當(dāng)0.707時(shí)，不再出現(xiàn)諧振，這時(shí)時(shí)，不再出現(xiàn)諧振，這時(shí)A()將隨著將隨著的增的增大而單調(diào)下降。大而單調(diào)下降。0-30-60-90-120 -150-1800.511.522.5=0=0.2=0.4=0.6=0.707=0.8=1=0.8=1=0.707=0.6=0.4=0.2=0() 二階傳感器的階躍呼應(yīng)特性二階傳感器的階躍呼應(yīng)特性 隨阻尼比隨阻尼比 的不同，有幾種不同的解：的不同，有幾種不同的解：y/K2 21 10t0t=0=01.51.51 10.60.60.20.2KAydtdydtyd2222 01/tsinkAty /)j(,2211 方程通解方程通解 3222111AtsinAtcosAe)t ( y/ t 根據(jù)根據(jù)tt，ykAykA，求出，求出A3A3；據(jù)初始條件；據(jù)初始條件 求出求出A1A1、A2A2那那么么,)(y,)(y,t00000 2221111arctantsin)/texp(kAtyy/K210t=01.510.60.2 /)(,1221 texptexpkAy 112111211222222=1 (=1 (臨界阻尼臨界阻尼) )：特