檢測技術(shù)與傳感器基本特性

檢測技術(shù)與傳感器基本特性第1頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1靜態(tài)特性及性能指標2.1.1靜態(tài)（標度）特性靜態(tài)測量：測量過程中被測量保持恒定不變（即dx/dt=0系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)）時的測量。靜態(tài)特性（標度特性）：在靜態(tài)測量中，檢測系統(tǒng)的輸入－輸出特性。a0檢測系統(tǒng)的零位值a0,a1,……an標定系數(shù)第2頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2－1－1線性檢測系統(tǒng)的靜態(tài)特性注意：檢測系統(tǒng)的靜態(tài)特性是在靜態(tài)標準條件下進行校準（標定）的。沒有加速度、振動、沖擊；環(huán)境溫度，相對濕度，大氣壓力第3頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月1、測量范圍和量程測量范圍：（xmin，xmax）xmin――檢測系統(tǒng)所能測量到的最小被測輸入量（下限）xmax――檢測系統(tǒng)所能測量到的最大被測輸入量（上限）。量程：

2.1.2靜態(tài)性能指標第4頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月2、靈敏度（注意量綱）圖2－1－2檢測系統(tǒng)的靈敏度串聯(lián)檢測系統(tǒng)在靜態(tài)測量時，輸出量的增量與輸入量的增量之比的極限值。第5頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月3、分辨力與分辨率

分辨力：能引起輸出量發(fā)生變化時輸入量的最小變化量。分辨率：全量程中最大的即與滿量程L之比的百分數(shù)。4、精度（詳見第三章）第6頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2－1－3線性度5、線性度檢測系統(tǒng)實際測得的輸入-輸出特性曲線與其擬合直線之間的最大偏差與滿量程輸出比值的百分數(shù)第7頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2－1－4遲滯特性6、遲滯性檢測系統(tǒng)輸入量由小增大（正行程），繼而由大減?。ǚ葱谐蹋瑢?yīng)于同一輸入量，輸出量往往有差別，這種差別稱為遲滯（誤差）。輸出值在正反行程的最大差值第8頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月穩(wěn)定性：在一定工作條件下，保持輸入信號不變時，輸出信號隨時間或溫度的變化而出現(xiàn)緩慢變化的程度。時漂：在輸入信號不變的情況下，檢測系統(tǒng)的輸出隨著時間變化的現(xiàn)象。溫漂：隨著環(huán)境溫度變化的現(xiàn)象（通常包括零位溫漂、靈敏度溫漂）。7、穩(wěn)定性與漂移第9頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月動態(tài)測量：測量過程中被測量隨時間變化時的測量。動態(tài)特性：檢測系統(tǒng)動態(tài)測量時的輸出－輸入特性。2.2動態(tài)特性及性能指標頻率響應(yīng)分析法――以正弦信號作為系統(tǒng)的輸入；瞬態(tài)響應(yīng)分析法――以階躍信號作為系統(tǒng)的輸入。常用實驗的方法：第10頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.1傳遞函數(shù)線性系統(tǒng)的微分方程（數(shù)學(xué)模型表達式）線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)令可得到檢測系統(tǒng)的頻率特性：相頻特性幅頻特性第11頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月一、零階系統(tǒng)1、系統(tǒng)方程：或

2、傳遞函數(shù)：3、頻率特性：4、幅頻特性：5、相頻特性：零階系統(tǒng)是一個與時間和頻率無關(guān)的系統(tǒng)，輸出量的幅值與輸入量的幅值成確定的比例關(guān)系，通常稱為比例系統(tǒng)或無慣性系統(tǒng)。第12頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2－1－1一階系統(tǒng)幅頻及相頻特性曲線1.微分方程2.傳遞函數(shù)二、一階系統(tǒng)時間常數(shù)靜態(tài)靈敏度第13頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月4.幅頻特性5.相頻特性3.頻率特性第14頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月三、二階系統(tǒng)1、微分方程系統(tǒng)的靜態(tài)靈敏度系統(tǒng)的固有頻率系統(tǒng)的阻尼比系統(tǒng)第15頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月3、頻率特性4、幅頻特性5、相頻特性2、傳遞函數(shù)第16頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2－2－2二階系統(tǒng)的頻率特性第17頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.2階躍響應(yīng)和時域動態(tài)性能指標一、檢測系統(tǒng)的階躍響應(yīng)階躍輸入響應(yīng)：1、零階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)――幅值為的階躍信號。2、一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)一階系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出為第18頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2－2－3一階.二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)一階系統(tǒng)在階躍輸入下的歸一化（即）階躍響應(yīng)曲線

第19頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月一階系統(tǒng)在階躍輸入下的相對動態(tài)誤差為一階系統(tǒng)在時即變成零階系統(tǒng)，零階系統(tǒng)在階躍輸入下的。相對動態(tài)誤差3、二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)（1）當(dāng)即無阻尼時，特點：輸出量圍繞穩(wěn)態(tài)值作等幅振蕩，振蕩頻率是系統(tǒng)的固有頻率。第20頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2－2－4二階系統(tǒng)的