第一章节传感器概述

精选文档精选文档薂衿莇芇薈膅羀PAGEPAGE7精选文档PAGE第一章传感器归纳教课目的要求：经过本章的学习使同学掌握传感器的基本结构、分类及基本特征，初步认识传感器的基本参数，对传感器的发展动向简单认识。教课要点：传感器的结构原理；传感器的分类；传感器的一般特征。教课难点：传感器的一般特征及标定教课方法：教课学时：2学时本章教课内容：本章对传感器的定义、构成和分类作大纲性的介绍，从传感器的输出-输入关系谈论传感器的基本特征，解析传感器的标定方法。要求从信号响应的角度出发，认识传感器的静态特征和动向特征并掌握它们的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 述方法。第一讲传感器的定义和构成本节要求：认识传感器的定义和构成。传感器是能感觉规定的被丈量并依据必定的规律将其变换成可用输出信号的器件或装置。被测信号敏感元件变换元件变换电路辅助电源图1-1传感器的构成第二讲传感器的分类本节要求：认识传感器的不一样分类方式。按大门类：物理型、化学型、生物型常用物理传感器有两种分类方式：1．按物理原理分类①电参量式传感器（电阻、电容、电感）②磁电式传感器③压电式传感器④光电式传感器⑤热电式传感器⑥半导体式传感器⑦其他2．按使用分类①位移传感器②速度传感器③加速度传感器④温度传感器⑤压力传感器⑥流量传感器⑦其他（如CO传感器、湿度传感器、凑近开关等）第三讲传感器的一般特征本节要求：掌握传感器的静态特征和动向特征。一、传感器的静态特征传感器的静态特征是指被丈量的值处于稳固状态时的输出输入关系。一、线性度静态输入、输出关系一般可表示为：ya0a1xa2x2anxna0：零点输出；a1：线性项系数（或矫捷度）；a2、、an：非线性系数非线性度是准对不一样的拟合直线说的，图1-2是各种不一样的拟合方法：xL3aLmaxyLmyL1LmaxyyL3YFSYFSYxYFSaFSL22LmL1Loxoxoox(a)(b)(c)x(d)图1-2（a）理论拟合，（b）端点旋转拟合（c）端点连线拟合，（d）端点连线平移拟合假如为一组失散数据，可以用最小二乘拟合（线性回归解析），精度最高。非线性偏差：LmaxL100%YFSLmax：最大非线性绝对偏差，YFS：满量程2．矫捷度Syx3．迟滞H1Hmax100%2YFS4．重复性RmaxR100%YFS二、传感器的动向特征传感器的动向特征是指其输出对随时间变化的输入量的响应特征。1．时域响应解析1）零阶传感器ykxb完整随从，无滞后2)一阶传感器dyyxdt此中为时间常数，假设初始条件为t=0，y=0，解方程式，即可得到当输入x从0跃变到1时，输出响应为ty(t)1e，3）二阶传感器d2y2ndyn2yn2xdt2dt此中为阻尼比，n传感器固有频率传达函数：主要的动向指标描述其响应的过程，各参数的意义拜见图1－5。①时间常数τ越小，响应速度越快。②延不时间传感器输出达到稳态值的50%所需时间。③上升时间传感器输出达到稳态值的90%所需时间。④超调量传感器输出超出稳态值的最大值。y(t)y(t)1.00.91.00.6320.9td0.50.50t0ttdtrtrtp（a）（b）图1-5动向响应指标a）一阶传感器（b）二阶传感器2．频率响应特征1）一阶传感器的频率响应将S用j取代，即得频率特征表达式：1H(j)(j)1A()11()2幅频特征：相频特征：()arctg()21.0)0.70.5)(0.4A0.3(0.20.10.10.20.51.025100-20-40-60-800.10.20.51.02510(a)(b)图1-6一阶传感器的幅频响应曲线a）幅频特征（b）相频特征2）二阶传感器的频率响应1H(j))21(2jnnA()1[1()2]2(2)2幅频特征：nn2n()arctg1()2相频特征：n是传感器丈量频率的上限，超出后幅值降落；传感器的频带：输出幅值在频带内保持必定的范围的频率段，如95％。第四讲传感器的标定本节要求：掌握传感器静态标定和动向标定的基本方法。一、传感器静态特征标定过程以下：将传感器全量程标准输入量分成若干此中止点，取各点的值作为标准输入值。由小到大一点一点地输入标准值，待输出稳固后 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 与各输入值相对应的输出值。由大到小一点一点地输入标准值，待输出稳固后记录与各输入值相对应的输出值。4.按步骤2和3所述过程，对传感器进行正、反行程来去循环多次测试，将所得输入和输出数据用表格列出或画出曲线。对测试数据进行必需的解析和办理，以确立该传感器的静态特征指标。二、传感器动向特征标定确立传感器的动向特征参数，如时间常数、上升时间或工作频率、通频带等。第五讲传感器的发展动向传感器的发展动向“三新四化”，即：1．新资料的开发、应用2．新工艺、新技术的应用3．利用新的效应开发新式传感器4．传感器的集成化5．传感器的多维化6．传感器的多功能化7．传感器的智能化课程小结1．传感器是指可以感觉规定的被丈量并依据必定规律变换成电学量输出的丈量装置。一般由敏感元件、变换元件、丈量电路和辅助电源四部分构成。2．传感器的分类方法很多，一般可按被测物理量、工作原理、能量关系和输出信号性质来分类。3．传感器的输出—输入关系特征是传感器的基本特征，有静态特征和动向特征之分。所谓静态特征，是指传感器在稳态信号作用下，输出—输入之间的关系特征；而传感器的动态特征是指传感器在丈量动向信号时，对激励（输入）的响应（输出）特征。衡量传感器静态特征的主要性能指标是线性度、矫捷度、迟滞和重复性。一个动向特征好的传感器总是希望随时间变化的输出曲线能同时再现随时间变化的输入曲线，常经过阶跃响应来研究传感器的动向特征。一阶传感器的阶跃响应最重要的动向特征指标是时间常数，一般希望它越小越好；二阶传感器的阶跃响应典型的动向性能指标包含上升时间、峰值时间、响应时间和最大超调量等，一般也希望它们的数值越小越好。4．传感器的标定分为静态标定和动向标定两种。静态标定的目的是确立传感器静态特征指标，如线性度、矫捷度、迟滞和重复性等；动向标定的目的是确立传感器的动向特征参数，如一阶传感器的时间常数，二阶传感器的固有频率n和阻尼比等。作业1．传感器平时由哪几部分构成，各部分有什么作用？2．传感器的静态特征指标主要有哪些？写出说明及相关表达式。3．什么是传感器的静态特征？它由哪些主要性能指标来描述？4．什么是传感器的动向特征？常用什么方法来解析？5．传感器的标定有哪两种？标定的目的是什么？