第章傳感器基本特性

第2章傳感器的基本特性2.1傳感器的定義及分類2.2傳感器的基本特性本章知識(shí)要點(diǎn)傳感器的定義、組成及分類。傳感器靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性的定義。衡量傳感器靜態(tài)特性的主要指標(biāo)及各指標(biāo)的含義。傳感器動(dòng)態(tài)特性的分析方法（要求掌握一階的傳感器動(dòng)態(tài)特性）。2.1傳感器的定義及分類一、傳感器的定義（3）“某種可用信號(hào)輸出”把外界信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出的器件。（4）“按一定規(guī)律”四層含義：（1）傳感器是一種測(cè)量器件或裝置；測(cè)速發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)測(cè)速傳感器（2）“特定的被測(cè)量信息”：非電量發(fā)電機(jī)是不是傳感器？物理量化學(xué)量生物量二、傳感器的物理定律（1）守恒定律（2）統(tǒng)計(jì)法則

物理量隨著空間和時(shí)間的移動(dòng)，其總量保持不變。能量守恒、動(dòng)量守恒、電荷守恒傳感器與被測(cè)量之間能量轉(zhuǎn)換時(shí)必須遵循。運(yùn)動(dòng)的微觀世界與宏觀世界相結(jié)合的定律。如：熱力學(xué)第二定律在自然條件下熱量只能從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移，而不能由低溫物體自動(dòng)向高溫物體轉(zhuǎn)移，也就是說在自然條件下，這個(gè)轉(zhuǎn)變過程是不可逆的。要使熱傳遞方向倒轉(zhuǎn)過來，只有靠消耗功來實(shí)現(xiàn)。（3）場(chǎng)的定律描述電場(chǎng)、磁場(chǎng)、物質(zhì)場(chǎng)、重力場(chǎng)等在空間和時(shí)間上的變換規(guī)律。靜電場(chǎng)：電容式傳感器；電磁感應(yīng)：電感式傳感器物理方程傳感器工作的數(shù)學(xué)模型（4）物質(zhì)定律表示各種物質(zhì)內(nèi)在客觀性質(zhì)的定律?；⒖硕蒄=kx、歐姆定律U=RI半導(dǎo)體物質(zhì)法則：壓敏、熱敏、光敏、濕敏虎克定律：在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力和彈簧的形變量(伸長(zhǎng)或壓縮值)成正比。三、傳感器的組成敏感元件輔助電源傳感元件被測(cè)非電量有用中間量有用電量信號(hào)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路電量（1）敏感元件：敏感元件是指?jìng)鞲衅髦兄苯痈惺鼙粶y(cè)量的部分。敏感元件在接受被測(cè)量后常常輸出一種易于變?yōu)殡娏康姆请娏俊?/p>

（2）傳感元件：轉(zhuǎn)換元件也叫傳感元件，是將敏感元件的輸出轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測(cè)量的電信號(hào)元件。（3）信號(hào)調(diào)節(jié)電路：是將轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號(hào)進(jìn)行處理，如放大、濾波、線性化和補(bǔ)償?shù)龋赞D(zhuǎn)換成易于處理的電壓、電流或頻率參量等。例：下圖所示為一種氣體壓力傳感器的示意圖。膜盒2下半部與殼體1固定連接，上半部通過連桿與磁芯4相連，磁芯4置于兩個(gè)電感線圈3中，后者接入轉(zhuǎn)換電路5。膜盒外部與大氣壓力pa相通，內(nèi)部感受被測(cè)壓力p。當(dāng)p變化時(shí)，引起膜盒上半部移動(dòng)，即輸出相應(yīng)的位移量。這里的膜盒就是敏感元件，轉(zhuǎn)換元件為可變電感線圈，將電路參數(shù)接入轉(zhuǎn)換電路5，便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。例大噸位電容式稱重傳感器被測(cè)非電量：敏感元件：有用非電量：傳感元件：有用電量：電容量C彈性體外界的力極板間距變化電容傳感器彈性體極板支架絕緣材料定極板動(dòng)極板電容式、電感式、熱電式傳感器位移、速度、溫度傳感器分類方法按輸入物理量：按工作原理：按能量關(guān)系：按輸出信號(hào)性質(zhì)：按構(gòu)成原理：按構(gòu)成傳感器的功能材料：按高新技術(shù)：能量轉(zhuǎn)換型能量控制型模擬式、數(shù)字式傳感器結(jié)構(gòu)型、物性型傳感器半導(dǎo)體傳感器集成傳感器、智能傳感器仿生傳感器、機(jī)器人傳感器四、傳感器的分類按構(gòu)成原理分類結(jié)構(gòu)型傳感器物性型傳感器例舉例停說明結(jié)構(gòu)童型傳溉感器和物性聰型傳痕感器的區(qū)歷別。（1普）電文容式協(xié)傳感蘿器—濁—結(jié)康構(gòu)型帶傳感坦器化簡(jiǎn)得：結(jié)構(gòu)返型傳攤感器勒的特啦性主按要由穴其結(jié)肢構(gòu)參往數(shù)決漿定，吃與構(gòu)良成傳京感器奧物質(zhì)心的性隙質(zhì)無榜關(guān)。固定極板活動(dòng)極板△LbdL（2支）壓碰敏傳亡感器息——伴物性扒型傳校感器物性俱型傳黎感器弦主要器由構(gòu)拌成傳遮感器趣的物金質(zhì)的秒性質(zhì)迅決定診。電阻率的變化壓力大小材料性質(zhì)壓阻效應(yīng)半導(dǎo)體材料壓力P2.嫩2罪傳感次器的變基本容特性傳感柄器的武基本研特性：傳恒感器遞的輸境入訴–旺輸出駝關(guān)系笛特性迷。數(shù)學(xué)響模型基本民特性譽(yù)指標(biāo)被測(cè)倍量（沈輸入路量）靜態(tài)動(dòng)態(tài)靜態(tài)特性萄指標(biāo)動(dòng)態(tài)特性聯(lián)指標(biāo)靜態(tài)數(shù)學(xué)漲模型動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)嫌模型描述撲方法靜態(tài)靜態(tài)乎特性動(dòng)態(tài)論特性傳感甘器的求靜態(tài)占特性番是指判被測(cè)裂量的敘值處構(gòu)于穩(wěn)薄定狀鎖態(tài)時(shí)傳感艷器的輸出宮與輸崇入的粒關(guān)系。一、喉傳著感器悠的靜損態(tài)特肅性恒定座或變丸化緩?fù)宦臅沉快o態(tài)鐮特性1.南代數(shù)蹦方程式中收：選x掛—土—輸佩入量慣；渾y梢—麗—輸界出量a0——悼輸入嶺量x饞為零均時(shí)的將輸出盞量；a1，a2，…覆，an——巨非牌線性嘩項(xiàng)系受數(shù)。與時(shí)強(qiáng)間有櫻關(guān)嗎普？2.4種典價(jià)型特性穩(wěn)曲線理想喇線性x奇次贊項(xiàng)的鉤非線蔑性x偶次肌項(xiàng)的彩非線江性x奇、至偶次屑項(xiàng)的旋非線心性y=a1xy=a1x+a3x3+…y=a1x+a2x2+a4x4…y=a1x+a2x2+…臉+anxn1.居靈業(yè)敏度其定移義是屠輸出磨量增妥量Δ撒y與拜引起拘輸出點(diǎn)量增適量Δ乓y的儲(chǔ)相應(yīng)鍋輸入茫量增屠量Δ兼x之究比。用S凱表示霸靈敏恒度，務(wù)即它表習(xí)示單朵位輸案入量惕的變費(fèi)化所趟引起辮傳感燒器輸葡出量噴的變研化，捎很顯桌然，靈敏灑度S巧值越可大，遷表蠻示傳感喪器越師靈敏。但是靈敏膜度太逃高，前檢測(cè)揚(yáng)系統(tǒng)膀的穩(wěn)賢定性刮將降攻低。二、掀傳感瘋器的科靜態(tài)癥特性遍指標(biāo)靈敏流度、拌線性貌度、分辨悅率、遲輝滯、癥重復(fù)池性、騾漂移線性傳感器=常數(shù)非線性傳感器式中償：密ΔLma抗x——菠最胞大非洞線性年絕對(duì)鈔誤差扁；YFS——滿量拾程輸巾出值浩。2.定線性易度（炕非線仿性）傳感炎器的腫實(shí)際如輸入天-輸艦出曲破線（鬧校準(zhǔn)切曲線鉆）與擬合乞直線之間煎的吻證合（講偏離茄）程悲度。線性勿是傳滾感器常的理蔬性輸論入－象輸出互特性低。因?yàn)橛€性畏特性戶有助儲(chǔ)于簡(jiǎn)漢化傳銹感器茅的理脅論分版析、革數(shù)據(jù)濱處理田、制廁作標(biāo)師定等線。非線酸性作圖貪法求壩線性播度演隊(duì)示選定跡擬合堡直線土的過赴程，杜就是點(diǎn)傳感夕器的雙線性狼化過傾程。出發(fā)敲點(diǎn)獲得精最小嚼的非穗線性炭誤差擬合千方法：叮①缸理論陳擬合料；②過辨零旋獸轉(zhuǎn)擬委合；③端叢點(diǎn)連懷線擬炕合；④端幕點(diǎn)連幣線平醬移擬誓合；⑤最憤小二謠乘擬粥合；幾種針曲線爛擬合生方法①理論筍擬合擬合國(guó)直線販為傳輛感器球的理廟論特惕性，布與實(shí)沒際測(cè)陳試值刷無關(guān)誼。方法花十分品簡(jiǎn)單填，但轎一般瓣說Δyma含x較大掃。xyΔymax②過零味旋轉(zhuǎn)槍擬合曲線澤過零婦的傳引感器統(tǒng)。擬司合時(shí)旋，使xyΔy2Δy1③端點(diǎn)戶連線萄擬合立（端惰基法腦）把輸蜜出曲熄線兩田端點(diǎn)余的連嗚線作拿為擬扎合直撓線xy④端點(diǎn)糕連線體平移斤擬合在端詢點(diǎn)連障線擬徑合基礎(chǔ)禍上使稍直線共平移舅，移吳動(dòng)距描離為仆原先刊的一磚半yxΔymaxΔy1Δy2Δy3最小癢二乘單法：與?；販?zhǔn)曲谷線的逼殘差狗平方換和最深小例用最代小二松乘法圓求擬騎合直裁線。設(shè)擬合直線殘差分別荷對(duì)k屠和b瓣求一物階導(dǎo)遵數(shù)，柏并令寧其=反0，冶可求縮慧出b科和k0yyixy=kx+bxI最小二乘擬合法將k和b代入粘擬合持直線目方程暢，即憐可得榮到擬盈合直書線，歉然后夫求出礎(chǔ)殘差誦的最盜大值Lma保x即為灶非線歸性誤紅差。電阻R隨溫心度t的變糧化規(guī)糖律必須棒用M見AT騎LA顛B進(jìn)納行曲苗線擬騾合已知豎熱敏武電阻搏數(shù)據(jù)新：溫度t/℃20.532.751.073.095.7電阻R/7658268739421032例：熱狠敏電津阻電政阻值西的變冶化規(guī)劃律擬笛合3.返遲悄滯傳感藥器在輸入繪量由內(nèi)小到敢大（覽正行緊程）仍及輸送入量拼由大騰到小磁（反埋行程旦）變垃化期惠間其壯輸入眨輸出飾特性廟曲線有不重頸合的尚現(xiàn)象鞏稱為遲滯。傳感票器在彎全量霜程范煤圍內(nèi)腐最大柴的遲騾滯差起值與薯滿量吧程之翅比稱們?yōu)檫t滯臂誤差。遲頸滯誤狀差又客稱為回差或變差。產(chǎn)生遲滯的主要雨原因：由娃于傳仗感器滿敏感過元件夜材料跌的物理徑性質(zhì)和機(jī)械票另部猶件的缺舊陷所雙造成料的，廊如彈賄性敏銳感元跡件彈成性滯掙后、勝運(yùn)悠動(dòng)部毯件摩博擦、寧傳柜動(dòng)機(jī)欣構(gòu)的垃間隙暫、緊料固件頑松動(dòng)已等。遲滯來會(huì)引左起重復(fù)何性和域分辨鋪力變脆差，喝測(cè)量嗚盲區(qū)。4.同重舉復(fù)性重復(fù)受性是柱指?jìng)黩?yàn)感器在輸影入量族按同辰一方安向作糠全量伙程連碰續(xù)多找次變捷化時(shí)純，所閱得特城性曲剃線不夢(mèng)一致雁的程思度。重復(fù)察性誤愈差屬菜于隨認(rèn)機(jī)誤熔差，液常用纖標(biāo)準(zhǔn)族差σ刃計(jì)算嶼，也警可用憲正反絡(luò)行程封中最礙大重套復(fù)差沿值計(jì)惕算，鏟即或貝賽爾公式：5.要分胃辨力疼（率巡壽）分辨經(jīng)力：指?jìng)黝櫢衅黢樐軝z偏出被您測(cè)信僅號(hào)的深最小童變化源量。矛當(dāng)被廈測(cè)量午的變睬化小告于分勤辨力芽時(shí)，嗎傳感腿器對(duì)柜輸入半量的魄變化都無任貌何反督應(yīng)。怕對(duì)數(shù)賊字儀歡表而暫言，焦如果鴿沒有坊其他茫附加西說明砌，可種以認(rèn)敵為該房誠(chéng)表的最后裳一位李所表部示的添數(shù)值賊就是犧它的汪分辨直力。一積般地迎說，院分辨救力的熔數(shù)值育小于批儀表浮的最扇大絕李對(duì)誤出差。右表筆的分著辨力火為多裕少？分辨濃率：將分辨抹力除桌以儀艘表的秤滿量昏程就是簡(jiǎn)儀表鏡的分直辨率騎，分夜辨率傭常以耳百分旦比或借幾分艱之一斤表示哈，是往量綱琴為1鄉(xiāng)豐的數(shù)控。右表晃的滿量浩程為證99雨.9色A，問鍛：該場(chǎng)表的朝分辨精力、野分辨婆率為鍋多少盒？解：分辨泰力=墓0.屆1A分辨產(chǎn)率=眼0.頑1A祥÷9欠9.吃9≈磚0.予1%分辨輸力：能檢援測(cè)出論的輸燒入量夫的最嚷小變諷化量侄。分辨嗚率：分辨校力/海滿量拴程值嗚。6.卸漂看移傳感善器的壟漂移于:在輸衫入量爪不變字的情拖況下鏟，傳及感器雷輸出職量隨串著時(shí)秘間變結(jié)化，甘此現(xiàn)盼象稱取為漂摔移。產(chǎn)生龜漂移床的原因綱：一是膠傳感臺(tái)器自吃身結(jié)暮構(gòu)參炊數(shù)；割二是禁周圍喝環(huán)境魯。棚最常巾見的超漂移退是零點(diǎn)敞漂移奇和溫度宗漂移領(lǐng)。1.零點(diǎn)湊漂移：用于獅描述粉儀表青（已偽調(diào)零腥）在瘡受外舟界環(huán)滿境影慎響后帽，輸網(wǎng)出不盆再等菊于零推，而癥有一竿定的書漂移蔽。2.恰溫度漂移咽：指?jìng)骼ǜ衅骶幵谕馓峤鐪啬Χ认录奢敵錾┝堪l(fā)耗生的竟變化混。用奪溫度店每變俱化1種℃引爬起的廣絕對(duì)粒誤差肺或相瀉對(duì)誤葛差表蘭示，屢又稱沖為溫良度誤鹿差系招數(shù)。儀表緞的零爐漂UinIou喘t01m劍V1.謝5m柏A零漂10遠(yuǎn)mA斜率下不變12煉mAK1＝近10功mA要/m臉VK2＝K1零漂河的校削正方察法：測(cè)量寬之前絕，將瓣儀表呆的輸入殲端短搭路，調(diào)材節(jié)儀禿表的潔“調(diào)貿(mào)零電要位器犧”，肌使儀表厘的輸扣出為零偽。K27.可靠性反映宣傳感頓器和似檢測(cè)拼系統(tǒng)五在規(guī)論定的扯條件煤下，抱在規(guī)竟定的定時(shí)間于內(nèi)是稻否耐撿用的恰一種鹿綜合擠性的駐質(zhì)量判指標(biāo)芽。包袋括：緞故侮障平旗均間粘隔時(shí)輩間、猶平均宇修復(fù)事時(shí)間頂、故岸障率里或失冬效率蠅等。浴盆獨(dú)曲線磨合府期又唐稱早期劇失效分期穩(wěn)定救期又俯稱偶然敞失效閘期失效霜期又周稱衰老柔失效變期期三、膠傳吳感器府的動(dòng)巧態(tài)特撇性傳感賊器的纏動(dòng)態(tài)晉特性些是指輸入得量隨近時(shí)間童變化睜時(shí)，絲式傳感體器的季響應(yīng)硬特性。由于止傳感療器的年慣性易和滯葉后，殿當(dāng)被細(xì)測(cè)量垃隨時(shí)滾間變她化時(shí)善，傳恨感器妥的輸棋出往編往來亭不及巨達(dá)到疾平衡領(lǐng)狀態(tài)墻，處服于動(dòng)辨態(tài)過即渡過色程之斧中，戀所以協(xié)傳感新器的在輸出敲量也記是時(shí)儉間的棵函數(shù)巨，其卻間的仔關(guān)系座要用投動(dòng)態(tài)農(nóng)特性撐來表億示。一個(gè)寬動(dòng)態(tài)園特性淘好的肌傳感啞器，這其輸濟(jì)出將拐再現(xiàn)矛輸入咽量的更變化意規(guī)律跑，即舉具有撞相同本的時(shí)臘間函讓數(shù)。森實(shí)際恥的傳瓜感器吩，輸痛出信間號(hào)將立不會(huì)婦與輸咽入信晶號(hào)具俗有相珍同的磨時(shí)間殿函數(shù)脹,烘這種抗輸出匪與輸盛入間鉛的差艱異就準(zhǔn)是動(dòng)態(tài)綱誤差。把一攜支熱鐮電偶鬧從溫瞞度為t0℃環(huán)縱境中掛迅速聯(lián)插入野一個(gè)躁溫度寇為t1℃的除恒溫槐水槽臥中（秘插入夫時(shí)間產(chǎn)忽略盼不計(jì)儀），度這時(shí)符熱電去偶測(cè)私量的易介質(zhì)梳溫度茅從t0突然部上升揭到t1，而褲熱電籃偶反極映出還來的收溫度釀從t0℃變告化到t1℃需正要經(jīng)鉤歷一發(fā)段時(shí)急間，旺即有黨一段朝過渡待過程。舉例動(dòng)態(tài)杜誤差輸出穩(wěn)定后與理想輸出量的誤差輸入量躍變，輸出量在過渡狀態(tài)的誤差水熱電偶熱電努偶反豬映出葵來的克溫度鼠與被貧測(cè)介乎質(zhì)溫績(jī)度的執(zhí)差值濕就稱勢(shì)為動(dòng)態(tài)亞誤差要。造成嘉熱電槽偶輸尾出波撲形失嫌真和鍛產(chǎn)生愿動(dòng)態(tài)和誤差六的原尼因,那是險(xiǎn)因?yàn)橄鼫囟仁蟼鞲斜⑵饔袩釕T懸性（由滅傳感肯器的貴比熱剝?nèi)莺酮M質(zhì)量感大小竿決定姑）和傳熱敗熱阻,螞使得岔在動(dòng)自態(tài)測(cè)訴溫時(shí)藏傳感槳器輸騰出總橫是滯默后于漏被測(cè)競(jìng)介質(zhì)君的溫慚度變浸化。芝這種銳熱慣百性是烈熱電策偶固鑼有的計(jì),定這種里熱慣曉性決斷定了現(xiàn)熱電法偶測(cè)唱量快狀速溫銅度變踐化時(shí)答會(huì)產(chǎn)拳生動(dòng)蘋態(tài)誤播差。分析（一木)傳氧感器版的動(dòng)沙態(tài)響稀應(yīng)特盆性輸入賓標(biāo)準(zhǔn)充信號(hào)階躍苗響應(yīng)遮法（暢時(shí)域觀）階躍函數(shù)正弦函數(shù)指數(shù)函數(shù)沖擊函數(shù)頻率肌響應(yīng)歲法（渴頻域華）研究刷動(dòng)態(tài)核特性慢可以盟從時(shí)域和頻域兩個(gè)豆方面抖采用瞬態(tài)墾響應(yīng)咐法和頻率附響應(yīng)答法來分猴析。對(duì)于階躍煮信號(hào)，傳魔感器堤的響咸應(yīng)稱許為階躍刑響應(yīng)或瞬震態(tài)響襪應(yīng)，齊它是剛指?jìng)魍扛衅饔[在瞬雖變非排周期法信號(hào)轎作用刑下的著響應(yīng)善特性嶄。這泄對(duì)傳亦感器僑來說蘿是一念種最喉嚴(yán)峻犯的狀繳態(tài)，遣如果紫傳感氧器能連復(fù)現(xiàn)洞這種乒信號(hào)差，那描么就頸能很騙容易帶地復(fù)寫現(xiàn)其朵他種莖類的礎(chǔ)輸入縱信號(hào)濃，其福動(dòng)態(tài)弓性能辟指標(biāo)良也必處定會(huì)羅令人賠滿意乎。對(duì)于正弦嗓信號(hào)，傳臥感器首的響所應(yīng)稱社為頻率萍響應(yīng)或穩(wěn)啄態(tài)響需應(yīng)。恨這種帳響應(yīng)少的重?cái)z要性歇，在程于工仆程上福所遇濾到的膝各種填信號(hào)瞎的變銳化曲皮線都讓可以傭展開頭成傅脫里葉歉級(jí)數(shù)偽或進(jìn)伍行傅缸里葉倒變換按，即選可以鄭用一帥系列斷正弦伏曲線匹的疊克加來扒表示睜原曲誕線。螺因此機(jī)，當(dāng)位已知產(chǎn)道傳留感器燦對(duì)正鄭弦信赤號(hào)的借響應(yīng)佳特性珍后，御也就鋸可以基判斷藍(lán)它對(duì)曠各種杜復(fù)雜旬變化涌曲線扁的響綢應(yīng)了烏。典型安輸入炭信號(hào)式中脾，a0、a1、…夏,an,b0、b1、…芽.,bm是與隸傳感彩器的見結(jié)構(gòu)板特性赴有關(guān)的常桂系數(shù)從。條件厘：線介性時(shí)賞不變育系統(tǒng)——墊常系匠數(shù)線極性微患分方抽程1.捎微土分方凝程(二薦)動(dòng)柿態(tài)模轉(zhuǎn)型微分方程傳遞函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)線性孔時(shí)不后變系約統(tǒng)的兩檢個(gè)重瞞要性靜質(zhì)：疊加栽性和頻率巷保持絨特性。疊加鑼性頻率谷保持損特性當(dāng)一擠個(gè)系輝統(tǒng)有閘多個(gè)菜激勵(lì)沫同時(shí)蕉作用叛時(shí)，擇它的射響應(yīng)裕等于恒多個(gè)遠(yuǎn)激勵(lì)碌單獨(dú)暮作用稼的響伶應(yīng)之糧和。統(tǒng)即各執(zhí)個(gè)輸滿入所翠引起稀的輸戲出是廟互不任影響也的。當(dāng)系鈴統(tǒng)的灶輸入等為某親一頻師率的覺正弦錦（或蠻余弦伐）信咸號(hào)，挪則系抹統(tǒng)的肢穩(wěn)態(tài)抄輸出環(huán)必定企是與嘗輸入銜同頻盈率的診信號(hào)扒。但論其幅帥值和死初始暢相位少可能壘發(fā)生視變化標(biāo)。線性辮時(shí)不成變系熟統(tǒng)的述兩個(gè)你重要設(shè)性質(zhì)秋：疊樹加性肯和頻徒率保捏持特撇性。疊加迅性頻率漿保持斑特性如則：如則：1）旅零拖階系術(shù)統(tǒng)程式壓系數(shù)退除了a0、b0之外醒，其蹤蝶它的柿系數(shù)懇均為劣零，因這樣尸的系釀統(tǒng)稱該為零類階系輸統(tǒng)。誦此時(shí)禁，微紹分方程就帥變成貞代數(shù)分方程咬，蔬即a0y(t)=b0x(t)常寫猜成y(t)=k娘x(t)式中玩，k=b0/a0為傳抽感器哈的靜樹態(tài)靈鴨敏度屑或放老大系堂數(shù)。無失斃真，疫無滯抱后，還又稱查為比尿例環(huán)涂節(jié)、巷無慣濾性環(huán)活節(jié)在工搜程應(yīng)蒙用中蜘，電位妨器式裙的電值阻傳剛感器柏、利像用靜蘆態(tài)式腸壓力燦傳感器測(cè)權(quán)量液屑位均倡可看高作零挎階系浙統(tǒng)。2）光一柴階系觸統(tǒng)方程搶式的器系數(shù)篩除了a0、a1與b0之外欄，其勢(shì)它的挨系數(shù)呆均為愿零，則微欣分方典程為改寫職成式中奪：τ——掌傳感往器的溪時(shí)間晴常數(shù)您，τ=a1/a0；k——遷傳感陶器的孫靜態(tài)睛靈敏塘度或革放大序系數(shù)撈，k=b0/a0。一階霸系統(tǒng)很或慣哨性系舟統(tǒng)反映令傳感芽器慣絹性的悟大小3）示二進(jìn)階系雁統(tǒng)二階所系統(tǒng)眉的微筑分方次程為改寫宏為式中：k——傳感器的靜態(tài)靈敏度或放大系數(shù)，k=b0/a0；ξ——傳感器的阻尼系數(shù)，

ωn—傳感器的固有頻率，帶有毒套管咱的熱墾電偶私、雙電磁恨式的給動(dòng)圈咐儀表指及R旨LC秒振蕩職電路等均晶可看猶作為請(qǐng)二階醒系統(tǒng)蠅。2.葉傳居遞函妥數(shù)定義兼：初始考條件銷為零茫時(shí)，嗎輸出偷量（社響應(yīng)趕函數(shù)熟）的制拉普劇拉斯但變換偉與輸撞入量薪（激爛勵(lì)函丑數(shù)）創(chuàng)拉普副拉斯矛變換菊之比吊。拉氏飛變換鴿：拉氏紫變換瞇：變形挺：傳遞廢函數(shù)滅：特點(diǎn)：（1忌）反拘映傳欠感器誤系統(tǒng)溫本身盟特性執(zhí)，與粥x它(t像)圓無關(guān)把。（2噴）X紙(s鵲)、擾Y(飲s)漫、H蹈(s野)米知災(zāi)二求州一（3爭(zhēng)）相控同的過傳遞捐函數(shù)鴨可以甲表征償不同紀(jì)物理抗系統(tǒng)H(s)X(s)Y(s)（4傅）多廳環(huán)節(jié)勤串并聲聯(lián)的晴傳感捧器系祥統(tǒng)H1(s)X(s)Y(s)H2(s)Hn(s)n個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)n個(gè)環(huán)節(jié)并聯(lián)H1(s)X(s)Y(s)H2(s)Hn(s)3.不頻擱率響傳應(yīng)函純數(shù)將微鍬分方單程進(jìn)領(lǐng)行傅立協(xié)葉變蒙換得左到頻率失響應(yīng)蛋特性介：指數(shù)粥表示務(wù)：幅頻路特性炮：相頻威特性耳：(1我)危一階布傳感捐器的墓單位決階躍改響應(yīng)設(shè)傳歉感器嶺的靜巨態(tài)靈研敏度k=1奇，疫寫出搜它的他傳遞艇函數(shù)左為對(duì)初籠始狀亮態(tài)為柔零的潔傳感學(xué)器，妻輸入單位室階躍蝴信號(hào)，即t≤0t>01）才瞬抄態(tài)響給應(yīng)特泊性—鴿—時(shí)域響應(yīng)輸入若信號(hào)x(t)的削拉氏飄變換宰為一階與傳感洲器的癥單位種階躍刑響應(yīng)媽拉氏豆變換辰式為兩邊遙進(jìn)行卸拉氏青反變鎖換，肅可通得一澤階傳案感器憤的單牽位階謝躍響袖應(yīng)信揚(yáng)號(hào)為傳感崇器存磁在慣線性，仰它蝴的輸憶出從珍零開柳始，你按指蟻數(shù)規(guī)史律上堵升，模最誦終達(dá)征到穩(wěn)奪態(tài)值宮。理亞論上卸傳感叔器的扎響應(yīng)越只在t趨于紅無窮凳大時(shí)谷才達(dá)仔到穩(wěn)普態(tài)值帖，但乏通常準(zhǔn)認(rèn)為t=(春3～年4)τ時(shí)，氣已達(dá)送到穩(wěn)號(hào)態(tài)。τ越小響應(yīng)槍越快動(dòng)態(tài)秘誤差達(dá)?。?交）漂二階早傳感戲器的駁單位雨階躍翻響應(yīng)設(shè)傳翁感器珍的靜演態(tài)靈榜敏度k=1，其隆二階述傳感傷器的役傳遞匹函數(shù)進(jìn)為傳感昨器輸披出的布拉氏洪變換辭為單位醋階躍仿函數(shù)勒的拉哄氏變撕換為野1/梅s兩個(gè)電主要筆因素紀(jì)：阻尼秀比ξ固有振角頻蛋率ωn。ξ=0牢時(shí)，特屈征根冰為一躁對(duì)虛腫根，得階躍際響應(yīng)紋是一里個(gè)等紋幅振帖蕩過資程，武這肉種等揭幅振盲蕩狀治態(tài)又喊稱為無阻浩尼狀生態(tài)；0<ξ<1聲時(shí)，呀特征嫌根為緣瑞一對(duì)辛共軛咱復(fù)根閑，階訂躍響通應(yīng)是惱一個(gè)駐衰減性振蕩晶過程撿，在這慢一過訴程中ξ值不從同，俘衰減典快慢礙也不稀同，夕這種濁衰減陪振蕩欠狀態(tài)臉又稱青為欠阻夢(mèng)尼狀剖態(tài)。ξ=1蜻時(shí)，特賤征根懲為兩視個(gè)相沙同的游負(fù)實(shí)切根，嗓階躍必響應(yīng)盲也是降一個(gè)范不振爭(zhēng)蕩的歐衰減誕過程防，但壟是它熱是一址個(gè)由紀(jì)不振亂蕩衰歷減到舟振蕩進(jìn)衰減遙的臨議界過粱程，順故又郵稱為臨界餓阻尼旅狀態(tài)；ξ>1班時(shí)，策特征怨根為龍兩個(gè)聾不同麻的負(fù)悄實(shí)根幟，聾階躍孫響應(yīng)謊是一昂個(gè)不占振蕩媽的衰鋤減過于程，誓這罷種狀炒態(tài)又紗稱為過阻疊尼狀饑態(tài)；阻尼激比ξ直接時(shí)影響顏超調(diào)領(lǐng)量和沃振蕩罷次數(shù)的，為丙了獲輩得滿嗎意的篩瞬態(tài)拾響應(yīng)夫特性梳，實(shí)橡際使壩用中報(bào)常按稍欠悠阻尼調(diào)整奪，對(duì)邀于二撈階傳恢感器害取ξ=0暗.6扁～0產(chǎn).7之間常，則錫其趨態(tài)于穩(wěn)舍態(tài)的祝調(diào)整占時(shí)間丙也最任短，厲約為悲（3掘～4?。?遍(ξω)。民固有糞頻率ωn由傳由感器汪的結(jié)火構(gòu)參殖數(shù)決滲定，悄固有稀頻率ωn也即忽等幅咸振蕩得的頻扒率，調(diào)ωn越高沖，傳滴感器提的響嚷應(yīng)也寧越快槍。(3廢)艱傳感狂器的垃時(shí)域鄙動(dòng)態(tài)場(chǎng)性能倒指標(biāo)①瞧時(shí)間蜜常數(shù)τ：一浮階傳積感器院輸出絮上升糊到穩(wěn)堪態(tài)值好的6駕3.劇2%薯所票需的責(zé)時(shí)間娃,稱碼為時(shí)沉間常蝦數(shù)。仔②止延遲矩時(shí)間td：傳那感器如輸出貞達(dá)到悲穩(wěn)態(tài)葉值的嬸50躺%所跨需的吩時(shí)間滅。③灣上升酬時(shí)間tr：輸萄出達(dá)辭到穩(wěn)趴態(tài)值救90諷%所僑需的粉時(shí)間如。④揭峰值艙時(shí)間tp：進(jìn)輸出腰響應(yīng)座曲線比達(dá)到早第一束個(gè)峰頌值所險(xiǎn)需時(shí)煌間。⑤器超調(diào)牽量σ：壩輸出屈超過幟穩(wěn)態(tài)歲值的蹦最大乓值。⑥紗衰減片比d：輸氣出響狀應(yīng)曲遵線第銅一個(gè)驗(yàn)與第蘇二個(gè)屢峰值點(diǎn)之比熄。2）滑頻燦率響段應(yīng)特餡性傳感榜器對(duì)飾不同漫頻率笨成分塌的正帽弦輸車入信弊號(hào)的冤響應(yīng)圍特性債，稱遭為頻壤率響凡應(yīng)特?zé)粜?。頻腹率響賀應(yīng)法子是從柏傳感逝器的頭頻率渠特性熟出發(fā)昏研究請(qǐng)傳感誤器的嶄輸出兇與輸潤(rùn)入的幅值瓜比和相位小差的變?nèi)富］斎胄盘?hào)輸出信號(hào)頻率響應(yīng)函數(shù)相頻特性指數(shù)形式：幅頻特性其中，動(dòng)態(tài)靈敏度、增益一階登系統(tǒng)酷微分換方程時(shí)間常數(shù)；靜態(tài)靈敏度。拉氏變換傳遞函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)(1姻)晶一階濾傳感介器的含頻率良響應(yīng)幅頻特性：相頻特性：討論：

越小，頻率響應(yīng)特性越好。時(shí)間滋常數(shù)τ越小穩(wěn)，拼頻率緞響應(yīng)郊特性冰越好辰。當(dāng)ωτ<<1時(shí)轎，A(ω)≈坊K，卵t題an管(φ)≈φ，Φ(ω)?！枝卅印?板，表明曾傳感揉器輸濤出與窄輸入膽成線塞性關(guān)送系，配且相林位差講也很棉小，詳輸降出y(t)真出實(shí)地黃反映規(guī)了輸取入x(t)的辟變化怪規(guī)律面。因此衫減小τ可改銀善傳券感器衣的頻研率特狹性。(2捷)辰二階羽傳感鬧器的裂頻率糖響應(yīng)由二武階傳肥感器能的傳餓遞函撇數(shù)式斯可寫坑出二葡階傳竄感器嶺的頻竊率特鏟性表斤達(dá)式留，胞即相位馳角負(fù)廊值表劈燕示相故位滯薪后。其幅季頻特慘性、畫相男頻特艘性分捉別為傳感賄器的及頻率國(guó)響應(yīng)赤特性旺好壞距主要赴取決眠于傳從感器煮的固有其頻率ωn和阻尼艷比ξ。木當(dāng)ξ<1柏，ωn>>ω時(shí)，A（ω）≈戲1，Φ（ω）很并小，筍此座時(shí)，顏傳感冬器的烘輸出y(t)再澤現(xiàn)了箱輸入x(t)的度波形鬼，通瞇常固阻有頻斬率ωn至少奧應(yīng)為被測(cè)豈信號(hào)姜頻率驅(qū)ω的仆（3寫～5染）倍茅，懶即ωn≥（感3～戲5）ω。為了減小虎動(dòng)態(tài)排誤差鑄和擴(kuò)件大頻片率響浸應(yīng)范藏圍，一攏般是器提高斤傳感園器固歌有頻充率ωn，雪而ωn與傳飄感器控運(yùn)動(dòng)個(gè)部件訂質(zhì)量言m和貫彈性郊敏感怖元件距的剛輪度k有關(guān)耽，瘡即ωn=（k/撲m）1/瞎2。扒增大還剛度k和減巴小質(zhì)緩量m都可搶提高魔固有缺頻率臨，但康剛度k增加塑，會(huì)困使傳筍感器粗靈敏漆度降贊低。派所振以在遵實(shí)際良中，應(yīng)孝綜合括各種華因素噸來確絕定傳前感器銳的各怠個(gè)特往征參瘡數(shù)。(3秘)攻頻率緩響應(yīng)罵特性腸指標(biāo)①答通頻站帶ω0.