Chapter2 传感器的一般特性分析(动态)

1、 时间响应动态测试中的两个重要特征 频率响应它们也是动态特性的主要内容 其中S=+j 复频率0)()(dtetfsFstdtesFjtfjjst)(21)(记作 F(s)=Lf(t)f(t)=L-1F(s)微分性质: Lf(t)=sF(s)-f(0) 当初始条件为零时 Lfn(t)=SnF(s) 定义传递函数： )()(01110111sXbsbsbsbsYasasasammmmnnnn01110111)()()(asasasabsbsbsbsXsYsHnnnnmmmm对稳定系统nm n 系统微分方程阶数，称n阶系统 n=1 一阶系统 n=2 二阶系统 )()()()()()()()()(21

2、sHsHsZsYsXsZsXsYsH)()(1sHsHini若两个环节若n个环节若n个环节 )()()(21sYsYsY)()()()()()()()()(2121sHsHsXsYsXsYsXsYsHniisHsH1)()(若两个环节a0y=b0 x （零阶环节）xbyadtdya001（二阶环节）（一阶环节）xbyadtdyadtyda001222)()()(001txbtyadttdya)()()(0001txabtydttdyaa01aa00ab具有时间的量纲，称为时间常数 01aa是系统的灵敏度s， 令s=1称为灵敏度归一化处理， 它只影响比例，不影响动态特性。 灵敏度归一化后：)()

3、()(txtydttdy11)(ssHjjH11)()()()(11)(2arctgA两边取拉氏变换：sY(s)+Y(s)=X(s)时间常数越小，频率响应特性越好dtdTyCRTTyx)()()(txtydttdyRC两边作拉氏变换，且=RC得：sY(s)+Y(s)=X(s)11)()()(ssXsYsHxyyeedtdeRC)()()(txtydttdyRC11)(ssH阻尼力+弹性力=外力 )()()(tftkydttdyC)()()(txtydttdykC令kc则11)(ssH通式：归一化：)()()()(001222txbtyadttdyadttyda)()()()(012202txt

4、ydttdyaadttydaa以机械系统的单自由度质量、弹簧、阻尼系统为例惯性力+阻尼力+弹簧力=外力 )()()()(22tkxtkydttdyCdttydm)()()()(22txtydttdykCdttydkm2Cmk CCnmkmkCkC2122)(mkn)()()(2)(1222txtydttdydttydnn两边取拉氏变换： )()() 121(22sXsYssnn2222221211)(nnnnnsssssH)(2)(1 1)(2)()(2222nnnnnjjjjH222)(2)(1 1)()(nnjHA22)(1)(2)(nnarctg幅频特性相频特性传递函数频率响应0,4 .

5、 08.0021622f8.00脉冲响应函数脉冲响应函数.).()()()()().()()()()()(.1)()()()().1响应又称系统对单位脉冲的的输出时是系统在单位脉冲输入故：脉冲响应函数时，为单位脉冲函数当输入tythtysHLthsyssysxsysHstLttxIss).()()()()()()()()().1txthsxsHLtytxthtytxII的卷积，即：和为出为任意信号时，系统输当输入)()()()0()()(00tfdttfttfdttft筛选性质tethtxssxsssxsxtxtetfassFntnnnnninnniiatn220222222220221sin

6、1)()()1()(11)(2)(10 , 1)(),(sin)()()(22222022222222220222, 1221arctan)sin(11)sin1(cos1)()()()(1)2()()2()()()1(102tettetytxssssssssxsssYsxjjsssdtddtdnddndnnnnninnnnddnnnnnnntetettettettettetyttetyntndtndndtnddtnddddtddtnndddtnnnnnnn22222222222221sin1sin)11()cos11sin1()sin1(cos)cos1sin()sin1(cos)(1)si

7、n1(cos1)(输入 u(t)= 0 t,总的响应才达到最终的稳定值)(0)()()()(0jtjeAeAjXjYjH动态测试不失真条件为 0)(00或）（常数tAA对于 测量具体结构的动特性控制系统用的测量则要求 0)()(0AA均满足 2)(11)(A1应工作在)()(1)(arctgA 越小，保持在一定精度下幅值不失真的可用频带越长。 01aa稳定性差阻尼，敏度，刚度，静态反映得是灵,110000aaSaabSa 希望越小越好，但受到灵敏度和稳定性限制，要适当选择。 1n时，A()=A0，且这时()-接近直线。 当n越大，可用频带越宽；但n k S n受灵敏度限制，只能适当高一般 n (35) a、从幅频特性看 当=0.60.8时，在一定精度下， a) A()=A0的频带较长，