最新《传感技术与应用》第二版第2章：传感技术的基本概念与特性电子课件

4、付氏变换 H (j) Y X ( (jj) ) b a m n ( (jj) )m n a b n m 1 1 ( (jj) )n m 1 1 .. ..a b 1 1 (( ..jj)) a b 0 0 Y X e j A ()e j
5、幅频特性(动态灵敏度) A () |H (j)| Y XFra Baidu bibliotekH R ()2 H I()2
6、相频特性 φ（ω）＝arctg 式中：HR（ω）――表求H（jω）的实部。 HI（ω）――表示H（jω）的虚部。
▪ 2.8、传感器无失真测试条件
1、在时域内，传感器无失真测试条件为 y（t）=A0x（t-τ0）
2、在频域内，传感器的频率响应为 H（Jω）=A（ω）eJφ（ω）
3、A（ω）不等于常数引起的失真称为幅值失真； φ（ω）与ω不呈线性引起的失真称为相位失真。
在时域内研究动态特性采用瞬态响应法。输入的时间函数 为阶跃函数、脉冲函数、斜坡函数，工程上常输入标准信号为 阶跃函数。
在频域内研究动态特性采用频率响应法。输入的标准函数 为正弦函数。
阶跃响应的指标可参见图2-6所示： 一、传感器的阶跃响应特性
▪ （1）时间常数τ。即传感器输
出值上升到稳态值yc的63.2％所需时间。
Y(S)[anSn+an-1Sn-1+……+a1s+a0]=X(S)[bmSm+bm-1Sm-+……+b1S+bn 0]
3、传递函数
H S Y X S S b a m n S S m n a b n m 1 1 S S n m 1 1 .. . .a .b 1 .1 S S a b 0 0
传感器的定义包含着三层含义： （1）传感器是一种测量装置； （2）在规定的条件下感受外界信息； （3）按一定规律转换成易于传输与处理的电信息。
6、静态特性参数
（1）、线性度。
（2）、灵敏度与灵敏度误差 。
（3）、迟滞。
（4）、重复性。
（5）、分辨力。
（6）、阀值。
（7）、稳定值。
（8）、漂移。
（9）、精度（静态误差）。
2.7、传感器的动态特性
动态特性——传感器对随时间变化的输入激励的响应特性即为动态特性。
动态误差——输出与输入之间的差异，称动态误差。 动态误差包括两部分：
（1）输出量达到稳定状态以后与理想输出量之间的差别；
（2）当输入量发生跃变时，输出量由一个稳定状态到另一个稳定
状态之间的过渡状态。 研究动态特性的方法有两种：即时域法和频域法。
《传感技术与应用》第二版第 2章：传感技术的基本概念与
特性电子课件
2.1、传感技术的定义
▪ 传感器（transducer /sensor）
国家标准规定：能感受规定的被测量并按一定的规律转 换成可用输出信号的器件或装置称为传感器。
狭义地讲：能把被测非电量信息转换为电信号输出的 器件或装置称为传感器。
▪
（±5％或±2％）所需时间。
▪ （4）峰值时间TP。响应曲线从0上升到第一个峰值
▪
的时间。
▪ （5）延迟时间Td。响应曲线从零上升到稳定值的50％所需的时间。 ▪ （6）超调量αP。响应曲线第一次超过稳态值之后的峰值高度。
▪ （7）衰减率ψ。指相邻两个波峰（或波谷）高度下降的百分数
▪ （8）稳态误差eSS。在无限长时间后，传感器的稳态输出值与目标值之间
二、传感器的频率响应特性
1、微分方程
d n y d n 1 y dy d m x d m 1 x dx a n d n a t n 1 d n 1 t . .a 1 d . a 0 y t b m d m b t m 1 d m 1 t . .b 1 d . b 0 x t
2、拉氏变换
▪ （2）上升时间Tr。它有三种定义方法： ▪ ①、传感器输出值由稳态值的10％上升到90％所需
▪
的时间；适用于无振荡的传感器。
▪ ②、响应曲线从零上升到稳态值所需时间；适用于
▪
有振荡的传感器。
▪ ③、传感器输出值由稳态值的5％上升到95％所需的
▪
时间；适用于一般传感器。
▪ （3）响应时间TS。输出值达到允许误差范围
4、如果测试目的只是为精确测出输入波形，那么只要满足 A（ω）=A0=常数 φ（ω）与ω呈线性关系 如果测试目的是将被测量结果作为反馈控制信号，则要满足 A（ω）=A0=常数 ：φ（ω）=0（即τ0=0）。