第一章 传感器的一般特性

1、传感器与检测技术传感器与检测技术静态量：稳定状态的信号或变化极其缓慢的信号（准静态）。静态量：稳定状态的信号或变化极其缓慢的信号（准静态）。动态量：周期信号、瞬变信号或随机信号。动态量：周期信号、瞬变信号或随机信号。 传感器与检测技术nnxaxaxaay2210传感器与检测技术xay155331xaxaxay4422xaxaynnxaxaxaay2210传感器与检测技术传感器与检测技术nnxaxaxay2211另一端输出为另一端输出为nnnxaxaxaxay) 1(332212差动传感器输出为差动传感器输出为 )(25533121xaxaxayyy传感器与检测技术)(25533121xaxax

2、ayyy传感器与检测技术传感器与检测技术%100maxSFly传感器与检测技术kxay0优点：简单直观优点：简单直观缺点：拟合精度较低缺点：拟合精度较低用途：特性曲线非线用途：特性曲线非线性度较小时使用性度较小时使用传感器与检测技术传感器与检测技术2/112niixnx2/112niiynynniiynx1222nniiyny12221212xxyyk传感器与检测技术110 xkya220 xkyakxay0传感器与检测技术kxay0则第则第i个校准数据与拟合直线上相应值之间的残差为：个校准数据与拟合直线上相应值之间的残差为： )(0iiikxay拟合原则就是拟合原则就是n n个标定点的均方差

3、为最小值个标定点的均方差为最小值 ，即：，即：nii12对对k和和 的一阶偏导数等于零，从而的一阶偏导数等于零，从而求出求出k和和 的表达式的表达式： 0a0a传感器与检测技术 22)(iiiiiixxnyxyxnk 2220)(iiiiiiixxnyxxyxa0akxay0以上三种方法中，最小二乘法的拟合精度最高，平均选点以上三种方法中，最小二乘法的拟合精度最高，平均选点法次之，端基法最低。但最小二乘法的计算最繁琐法次之，端基法最低。但最小二乘法的计算最繁琐。 传感器与检测技术nnxaxaxay2211nnnxaxaxaxay) 1(332212传感器与检测技术)(25533121xaxax

4、ayyy传感器与检测技术%100SFmty迟滞性反映了传感器迟滞性反映了传感器机械结构和制作工艺机械结构和制作工艺上的缺陷。上的缺陷。 传感器与检测技术%100)32(SFzy其中其中 标准偏差标准偏差 ， 为测量值的算术平均值。为测量值的算术平均值。 1)(12nYYniiY传感器与检测技术XYK输出变化量输入变化量传感器与检测技术传感器与检测技术%100SFmyx传感器与检测技术传感器与检测技术01110111)()()(aSaSaSabSbSbSbsxsysHnnnnmmmm)()()()()()()()(0111101111txbdttdxbdttxdbdttxdbtyadttdyad

5、ttydadttydammmmmmnnnnnn)(01110111)()()()()()()()()()(jnnnnmmmmeAajajajabjbjbjbjxjyjH传感器与检测技术传感器与检测技术KabjHSH00)()(传感器与检测技术)()()(001txbtyadttdyaKxydtdy00abK 01aa式中式中 为时间常数为时间常数， 是传感器的灵敏度是传感器的灵敏度传感器与检测技术)()() 1(skxsys1)()()(sKsxsysH频率特性为频率特性为 )()()(1)(AjKjH幅频特性幅频特性 2)(1)()(KjHA相频特性相频特性 )()()(arctgarctg

6、传感器与检测技术传感器与检测技术)()()()(00012202txabtydttdyaadttydaa0a)()()()(001222txbtyadttdyadttyda两边同除以两边同除以 00abK 其中其中 是传感器的灵敏度是传感器的灵敏度。 设设 为时间常数，为时间常数， 为自振角频率为自振角频率02aa0201aa传感器与检测技术2012aaa)()()(2)(2002022txtydttdydttyd或)()()(2)(222txtydttdydttyd进行拉氏变换为：进行拉氏变换为： )()() 12(22sxsyss传感器与检测技术121)()()(22sssxsysH频率特

7、性为频率特性为 0202)(11)(jjH相应的幅频特性和相频特性为相应的幅频特性和相频特性为 :20220)2()(1 1)(A200)(12)(arctg传感器与检测技术传感器与检测技术0 t10 t0)(tx传感器与检测技术0k t0 t0)(tytety1)(传感器与检测技术KtKetyt)1sin(1)(0220其中21arcsin传感器与检测技术传感器与检测技术1.=0时，产生等幅振荡；时，产生等幅振荡；2.2. 1时，为欠阻尼，产时，为欠阻尼，产生衰减振荡生衰减振荡 ；3. =1 ，临界阻尼临界阻尼 ；4.1 ，为过阻尼，无超调为过阻尼，无超调，也无振荡，也无振荡 。工程中传感器

8、工作在欠阻尼工程中传感器工作在欠阻尼状态，通常取状态，通常取=0.60.8， 传感器与检测技术传感器与检测技术1100ln12传感器与检测技术传感器与检测技术传感器与检测技术xyty15. 03dd30传感器与检测技术xytyty1010322100 .111025. 2dd100 . 3dd传感器与检测技术传感器与检测技术传感器与检测技术传感器与检测技术0AxxAxx%100AxA传感器与检测技术%100 xxx%100SFmyx传感器与检测技术%1101 . 0%100AxA %1 . 010001%100AxA准确度更高准确度更高 传感器与检测技术传感器与检测技术iviv传感器与检测技术

9、22221nvvvA2121232221)()()()(vvvvvvvvBnnnnAB112 传感器与检测技术传感器与检测技术修正值修正值C= -x=A-x，即修正值等于负的绝对误差。，即修正值等于负的绝对误差。如如C已知，则利用修正值可求出被测量的实际值。已知，则利用修正值可求出被测量的实际值。 A=x+C 传感器与检测技术XN 。W21XRRRRW21NRRRR传感器与检测技术传感器与检测技术NRN21XRRRR再按图（再按图（b）接线，调）接线，调 ，使，使IG=0，则，则 NR N21XRRRR NNXRRR 传感器与检测技术传感器与检测技术)2exp(21)(22f传感器与检测技术传感器与检测技术nxnxxxxxniin1321)(算术平均值接近真值，可以用来代替被测量的真值算术平均值接近真值，可以用来代替被测量的真值A0 传感器与检测技术1)(122232221n