機器貓產(chǎn)品的設計、組裝與調試學習

機器貓的設計、組裝與調試1．認識機器貓產(chǎn)品，掌握聲控、光控、磁控傳感器原理，了解傳感器基礎知識2．掌握555定時器以及構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的工作原理以及分析方法3．掌握利用Multisim軟件完成原理圖設計與仿真的方法4．掌握利用ProtelSE軟件設計產(chǎn)品PCB板的方法5．了解電路板制作工藝、掌握電路板的安裝工藝6．掌握產(chǎn)品整機裝配與調試方法認識機器貓產(chǎn)品一、任務目標與要求1．知識目標：555定時器以及構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的工作原理2．能力目標：了解機器貓產(chǎn)品的機、電、聲、光、磁結合的特點，掌握機器貓的工作原理的分析方法。二、任務實施步驟及工藝要求1．產(chǎn)品簡介機器貓產(chǎn)品如REF_Ref261762210\r\h圖1-1所示，它具有機、電、聲、光、磁結合的特點，當外界發(fā)出拍手聲、或者用磁鐵靠近貓的尾部、或者用手電筒照射貓的眼睛，機器貓均會自動行走一段距離，然后自動停下，當再次有聲、光、電觸發(fā)時又會重復上述過程。機器貓產(chǎn)品外形圖機器貓電路原理圖2．工作條件REF_Ref261760438\r\h圖1-2所示為機器貓的電路圖，它是聲控、光控、磁控機電一體化電動玩具。主要工作原理：利用555構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，在三種不同的控制方法下，均給以低電平觸發(fā)，促使電機轉動，從而達到了機器貓?！叩哪康?。即：拍手即走、光照即走、磁鐵靠近即走，但都只是持續(xù)一段時間后就停會下，再滿足其中一條件時將繼續(xù)行走。麥克風S1，接收聲控信號，其中R4為麥克風提供工作電壓，C1為耦合電容提供交流通路；S2為紅外接收管，接收紅外信號；S3為干簧管，接收磁控信號；R、LED、V為紅外發(fā)射裝置，發(fā)射紅外信號；R1、R2、R5、Q1為交流小信號放大電路，C3為耦合電容提供交流通路；R3、R7、R10、Q2為開關電路，提供IC1的2腳輸入脈沖；R6、C5為單穩(wěn)電路的定時元件；C2為控制端5接地電容；C6電源濾波電容R8、Q4、Q5、M1負載輸出電路，D1續(xù)流二極管保護M1；D2、C4、R9、Q3為穩(wěn)態(tài)期間防止第二個脈沖進入；K1、Vcc為整機提供4.5V電源。3．555定時器介紹和構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的工作原理（1）555定時器邏輯符號和引腳排列555定時器邏輯符號如REF_Ref261760928\r\h圖1-3所示，引腳排列如REF_Ref261760831\r\h圖1-4所示。555的邏輯符號555的引腳排列（2）引腳功能555定時器引腳功能如下：1腳（GND）：接地。2腳Vi2（SKIPIF1<0）（THR）：低電平觸發(fā)端，簡稱低觸發(fā)端，標志為SKIPIF1<0。3腳VO（OUT）：輸出端。4腳SKIPIF1<0（RST）：復位端。5腳VM(CON)：控制電壓端。6腳Vi1（TH）：高電平觸發(fā)端，簡稱高觸發(fā)端，又稱閾值端，標志為TH。7腳Dis：放電端。8腳Vcc：電源。4．555定時器內(nèi)部電路分析（1）分壓器分壓器由三個等值的電阻串聯(lián)而成，將電源電壓VCC分為三等分，作用是為比較器提供兩個參考電壓UR1、UR2，若控制端5懸空或通過電容接地，則：UR1=2/3VCC，UR2=1/3VCC。若控制端5外加控制電壓SKIPIF1<0，則：UR1=SKIPIF1<0，UR2=1/2SKIPIF1<0。（2）比較器比較器是由兩個結構相同的集成運放C1和C2構成，C1用來比較參考電壓UR1和高電平觸發(fā)端電壓UTH：當UTH>UR1，集成運放C1輸出Uo1=0；當UTH<UR1，集成運放C1輸出Uo1=1。C2用來比較參考電壓UR2和低電平觸發(fā)端電壓SKIPIF1<0：當SKIPIF1<0>UR2，集成運放C2輸出Uo2=1；當SKIPIF1<0<UR2，集成運放C2輸出Uo2=0。（3）基本RS觸發(fā)器當RS=01時，Q=0，SKIPIF1<0=1；當RS=10時，Q=1，SKIPIF1<0=0；當RS=00或RS=11時，保持不變。（4）開關及輸出放電開關由一個晶體三極管組成，稱其為放電管，其基極受基本RS觸發(fā)器輸出端SKIPIF1<0控制。當SKIPIF1<0=1時，放電管導通，放電端Q'通過導通的三極管為外電路提供放電的通路；當SKIPIF1<0=0，放電管截止，放電通路被截斷。REF_Ref261761775\r\h圖1-5為555定時器結構框圖。555定時器結構框圖（5）功能規(guī)律高電平觸發(fā)端電壓UTH，低電平觸發(fā)端電壓SKIPIF1<0，1、1出0；0、0出1；0、1不變。5．單時基雙極型國產(chǎn)5G555定時器實例其功能如REF_Ref261761399\r\h表1-1所示。555定時器功能表SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0輸出放電0××××××0與地導通1>2/3VCC（1）>1/3VCC（1）01010與地導通1<2/3VCC（0）>1/3VCC（1）11××保持原狀態(tài)

不變保持原狀態(tài)

不變1<2/3VCC（0）<1/3VCC（0）10101與地斷開6．555構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的工作原理用555定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路如REF_Ref261761759\r\h圖1-6所示。其工作原理如下：（1）t0~t1穩(wěn)態(tài)輸入脈沖信號u1，加在置位控制輸入端2號引腳上，平時為高電平。在電路接通電源后，有一個進入穩(wěn)態(tài)過程，即電源通過R向電容C充電，當其上電壓uC≥2/3Vcc，則6號引腳狀態(tài)為1，而u1的2號引腳狀態(tài)也為1，則輸出為0，放電管T導通，電容上電壓uC通過7號引腳放電，使6號引腳狀態(tài)變?yōu)?，則輸出不變，仍為0，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)。（2）t1~t2暫穩(wěn)態(tài)在t1時刻，輸入u1為下降沿觸發(fā)信號，2號引腳狀態(tài)為0，而6號引腳狀態(tài)仍為0，這時電路輸出發(fā)生翻轉為1，放電管T截止，電容開始充電，電路進入暫穩(wěn)態(tài)。此后，在t2時刻，電容電壓還未充到2/3Vcc，輸入u1必須由0變?yōu)?，故6號、2號引腳狀態(tài)在t1~t3為0、0和0、1，輸出一直為1，放電管處于截止狀態(tài)。（3）t3時刻恢復穩(wěn)態(tài)在t3時刻電容上電壓被充到≥2/3Vcc時，這時6號、2號引腳狀態(tài)為1、1，使輸出由1翻轉為0，暫穩(wěn)態(tài)結束，電路又恢復穩(wěn)態(tài)。這時放電管T導通，uc立即快速放電，使6號、2號引腳狀態(tài)為0、1，輸出維持不變，為0態(tài)，電路處于穩(wěn)態(tài)。綜上所述，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路平時（即觸發(fā)信號未到來時，總是處于一種穩(wěn)定狀態(tài)。在外來觸發(fā)信號的作用下，它能翻轉成新的狀態(tài)。但這種狀態(tài)是不穩(wěn)定的，只能維持一定時間，因而稱之為暫穩(wěn)態(tài)（簡稱暫態(tài)）。暫態(tài)時間結束，電路能自動回到原來狀態(tài)，從而輸出一個矩形脈沖，由于這種電路只有一種穩(wěn)定狀態(tài)，因而稱之為“單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器”，簡稱“單穩(wěn)電路”或“單穩(wěn)”。單穩(wěn)電路的暫態(tài)時間的長短tW，與外界觸發(fā)脈沖無關，僅由電路本身的藕合元件RC決定，因此稱RC為單穩(wěn)電路的定時元件。SKIPIF1<0。REF_Ref261761759\r\h圖1-6為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路及其工作波形。本電路工作波形可在軟件仿真時觀察。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路及工作波形

三、總結與提高1．請根據(jù)教學和實踐，談談對實施本任務的體會，詳細寫出實踐過程中出現(xiàn)的問題和解決方案2．元件技術資料的查詢（1）上網(wǎng)查找駐極體麥克風、紅外接收管、干簧管等傳感器的技術資料，了解具體使用方法。（2）上網(wǎng)查找型號為LM555CM的555時基電路集成塊的技術資料，分析其工作原理，了解具體使用方法。3．機器貓實際電路分析REF_Ref286130926\r\h圖1-7是機器貓產(chǎn)品的實際電路分析其工作原理，計算延時時間。機器貓實際電路參考原理接線圖4．拓展與提高（1）分析電源開關閉合時的電路狀況。（2）上網(wǎng)查找音樂集成塊的技術資料，了解具體使用方法。（3）分析REF_Ref286130926\r\h圖1-7中磁敏傳感器和紅外接收管與聲敏傳感器觸發(fā)方式的異同，針對可能出現(xiàn)的問題，提出改進意見。

任務二原理圖設計與仿真一、任務目標與要求（1）知識目標：了解Multisim軟件的相關知識（2）能力目標：掌握利用Multisim軟件完成原理圖設計與仿真的方法二、任務實施步驟及工藝要求1．原理圖設計與仿真（Multisim）REF_Ref261762668\r\h圖1-8為機器貓的仿真電路圖，仿真過程中分別用開關K1、K2、K3、光藕合器U1模擬仿真聲控、磁控和光控；燈泡代替電動機。每當按下其中一個開關時，燈泡即發(fā)光，一段時間后自動熄滅，相當于機器貓的“走—?！边^程?？赏ㄟ^調整C5、R6各自數(shù)值的大小改變電動機工作時間的長短。EDA仿真電路圖2．本電路元件清單EDA仿真電路元件清單如REF_Ref261762870\r\h表6-2所示，由于Multisim元件庫里沒有9014及8050型號的三極管，故用性能參數(shù)相近的2SC945和2N2222A代替做仿真。

EDA仿真電路元件清單數(shù)量描述庫參考標識封裝1TIMER,LM555CMU1Generic\M08A（DIP-8）2RESISTOR,150kOhm_5%R2,R3Generic\RES0.5（AXIAL0.4）3RESISTOR,4.7kOhm_5%R5,R4,R9Generic\RES0.5（AXIAL0.4）2RESISTOR,10kOhm_5%R6,R7Generic\RES0.5（AXIAL0.4）2RESISTOR,1.0MOhm_5%R1,R10Generic\RES0.5（AXIAL0.4）1RESISTOR,1.5kOhm_5%R11Generic\RES0.5（AXIAL0.4）2RESISTOR,100Ohm_5%R8,R12Generic\RES0.5（AXIAL0.4）2CAP_ELECTROLIT,1uF-POLC1,C3Generic\ELKO5R5（RB-.1/.2）1CAP_ELECTROLIT,220uF-POLC6Generic\ELKO10R5（RB-.2/.4）4BJT_NPN,2SC945Q1,Q2,Q3,Q4Generic\TO-921BJT_NPN,2N2222AQ5Generic\TO-181CAPACITOR,10nFC2Generic\CAP3（RAD0.2）4SWITCH,SPSTK2,K1,K3,K4Generic\SPST1DIODE,1N4148D2Generic\DO-35（DIODE0.4）1DIODE,1N4001GPD1Generic\DO-204AL（DIODE0.4）15V_1W,5V_1WX1Generic\LAMP1CAP_ELECTROLIT,470uF-POLC5Generic\ELKO10R5（RB-.2/.4）1CAP_ELECTROLIT,47uF-POLC4Generic\ELKO8R5（RB-.2/.4）1OPTOCOUPLER_VIRTUAL，4N25U2虛擬元件2POWER_SOURCES,GROUND0虛擬元件1DC_POWER,4.5VV虛擬元件1DC_POWER,3VV1虛擬元件注：光電耦合器4N25、電源接地等只用于仿真，括號內(nèi)的封裝為對應的Protel封裝。用示波器觀察555芯片的6腳和3腳的波形，得到如REF_Ref261762934\r\h圖1-8所示的波形圖。（注：此圖是C5=1μF時得到的波形圖，如果C5=470μF，必須通過單擊“仿真”菜單下“交互式仿真設置”子菜單，在“交互式仿真設置”對話框中將最大時間步長設置為0.001~0.01秒，否則仿真時間太長）。驗證了單穩(wěn)態(tài)的工作原理即：電源接通，若觸發(fā)輸入端施加觸發(fā)信號2腳電壓≤1/3vcc，觸發(fā)器發(fā)生翻轉，電路進入暫穩(wěn)態(tài)，3腳輸出為高電平，且圖2中T1截止。此后電源通過電阻R6向電容C5充電，當vC5上升到2/3Vcc時，觸發(fā)器復位，3腳輸出為低電平，T1導通，電容C放電，電路恢復至穩(wěn)定狀態(tài)。機器貓電路仿真波形三、總結與提高1．請根據(jù)教學和實踐，談談對實施本任務的體會，詳細寫出實踐過程中出現(xiàn)的問題和解決方案2．仿真結果分析利用“記錄儀”對仿真結果進行詳盡地分析，主要分析單穩(wěn)態(tài)中的定時元件。SKIPIF1<0，驗證REF_Ref286130926\r\h圖1-7中磁敏傳感器、紅外接收管、聲敏傳感器分別觸發(fā)時的波形圖，分析可能對產(chǎn)品的影響，提出改進方案。3．拓展與提高（1）對你提出的改進方案進行仿真驗證。（2）仿真電源開關閉合時的電路狀況，分析結果。提出改進意見。（3）分析REF_Ref286130926\r\h圖1-7計算各元件的功率和總功率，并加以測量驗證，說明主要能耗在哪里？

任務三印制板設計一、任務目標與要求（1）知識目標：了解ProtelSE軟件的相關知識（2）能力目標：掌握從Multisim原理圖到ProtelPCB圖紙的設計方法。二、任務實施步驟及工藝要求1．利用Multisim軟件生成網(wǎng)絡表在此我們只提供Protel99SE軟件的具體操作步驟，如果同學有興趣也可嘗試其他印制板設計軟件，如：Ultiboard2001、Orcad等?？筛鶕?jù)具體情況給予輔導。為了向Protel99SE印制板設計軟件傳送數(shù)據(jù)，在繪制仿真原理圖時應該注意：所有元件均應采用真實元件否則無法傳送；電源／信號源類元件均為虛擬元件實際需外接，均應取用連接器作為印制板上的輸入輸出端子；Multisim向Protel99SE傳送后應注意檢查是否缺少元件；Multisim的msm文件名請采用英文；設計印制板之前電路圖需做些修改，將不在印制板上的元件剔除改為J、J1、J2、J3、J4插座，其類型為Connectors，封裝HDR1X2（X4）改為SIP-2（4），如REF_Ref261763304\r\h圖1-10所示。設計印制板之前修改的電路圖Multisim電路圖中有些真實元件的封裝在Protel99SE中沒有或者不正確，需要預先在Multisim中修改元件的引腳順序。首先要將Q5的封裝改為TO-92B，然后再如REF_Ref261763304\r\h圖1-9中所示修改原理圖的五個三極管，正確的引腳對應關系如下REF_Ref261763387\r\h圖1-10所示。正確的引腳對應關系圖具體操作步驟：雙擊三極管，點擊“EditFootprint”（編輯元件封裝）按鈕，參照REF_Ref286148617\r\h圖1-11將E、B、C的FootprintPins改為E→3，B→2，C→1的引腳順序，然后選擇OK即可。二極管的封裝也采用同樣的方法修改為：1→A，2→K。利用Multisim7完成電路原理圖的設計、繪制和仿真后單擊菜單Transfer→TransfertootherPCBLayout選擇ProtelPCB（*.NET）文件格式輸出網(wǎng)絡表。2．利用Protel99SE軟件設計印制板創(chuàng)建Protel數(shù)據(jù)庫，導入網(wǎng)絡表，修改網(wǎng)絡表，網(wǎng)絡表的封裝按照REF_Ref286149704\r\h表1-2元件清單表中的括號部分修改封裝。請選擇線寬不小于1mm，避讓距離0.254mm。利用Place菜單中的命令在機械層定義印制板的形狀（封閉曲線），要求印制板不大于82*55mm，禁止布線層相距1mm。設計印制板如REF_Ref261763559\r\h圖1-12所示。機器貓印制板參考圖三、總結與提高1．請根據(jù)教學和實踐，談談對實施本任務的體會，詳細寫出實踐過程中出現(xiàn)的問題和解決方案2．元件技術資料的查詢（1）上網(wǎng)查找駐插座的技術資料，了解具體使用方法。（2）上網(wǎng)查找與機器貓相關的貼片元件的技術資料，了解具體使用方法。。3．以工作小組為單位設計以貼片元件為主的機器貓的印制電路板

任務四電路板制作工藝一、任務目標與要求（1）知識目標：了解印制板的制作工藝（2）能力目標：掌握印制板制作方法，完成電路板的安裝。二、任務實施步驟及工藝要求1．印制板制作REF_Ref261763559\r\h圖1-11為印制板參考圖，可根據(jù)電路原理圖自行設計印制板。印制板要求自己制作，也可以使用成品電路板。參照REF_Ref261766182\r\h圖1-12所示的工作流程圖，完成印制板的設計與制作。SKIPIF1<0熱轉印法制板工藝流程圖2．電路板的安裝（1）元器件檢測全部元器件安裝前必須進行測試，測試方法如REF_Ref261767827\r\h表1-3所示，結果填入REF_Ref261767886\r\h表1-4。（2）電路板焊接按REF_Ref261763559\r\h圖1-12所示位置，將元器件全部臥式焊接，如REF_Ref286173786\r\h圖1-14所示，注意二極管、三極管及電解電容的極性。元器件裝配工藝圖機器貓元器件檢測方法

機器貓元器件檢測表三、總結與提高1．請根據(jù)教學和實踐，談談對實施本任務的體會，詳細寫出實踐過程中出現(xiàn)的問題和解決方案2．請各工作小組將貼片元件為主的機器貓印制電路板匯總進行評比，選出優(yōu)秀者，加工成型

任務五產(chǎn)品整機裝配與調試一、任務目標與要求（1）知識目標：了解產(chǎn)品整機裝配與調試的方法（2）能力目標：掌握機器貓整機裝配與調試的技能。二、任務實施步驟及工藝要求1．整芯裝配在連線之前，應將機殼拆開，避免燙毀及其他損傷，并保存好機殼和螺釘。注意：電動機極性如REF_Ref261769511\r\h圖1-15所示，電動機不可拆！+——電動機+——電動機電動機極性圖參考下列步驟進行連線：（J1~J6的長度參考材料單）機器貓元件名稱、符號對照表名稱代表字符名稱代表字符名稱代表字符電動機M麥克風（聲控）S紅外接收

（光控）I電源V干簧管（磁控）R（1）電動機：打開機殼，電動機（黑色）已固定在機殼底部。電動機負極與電池負極有一根連線，改裝電路，將連在電池負極的一端焊下來，改接至線路板的“電動機—”（M—），由電動機正端引一根線J1到印制板上的“電動機+”（M+）。音樂芯片連接在電池負極的那一端改接至電動機的負極，使其在貓行走的時候才發(fā)出叫聲。（2）電源：由電池負極引一根線J2到印制板上的“電源—”（V—）?！半娫矗保╒+）與“電機＋”（M+）相連，不用單獨再接。（3）磁控：由印制板上的“磁控+、—”（R＋、R—）引兩根線J3、J4，分別搭焊在干簧管（磁敏傳感器）兩腿，放在貓后部，應貼緊機殼，便于控制。干簧管沒有極性。（4）紅外接收管（白色）：由印制板上的“光控＋、—”（I＋、I—）引兩根線J5、J6搭焊到紅外接收管的兩個管腿上，其中一條管腿套上熱縮管，以免短路，導致打開開關后貓一直走個不停。紅外接收管放在貓眼睛的一側并固定住。應注意的是：紅外接收管的長腿應接在“I—”上。（5）聲控部分：屏蔽線兩頭脫線，一端分正負（中間為正，外圍為負）焊到印制板上的S＋、S—；另一端分別貼焊在麥克風（聲敏傳感器）的兩個焊點上，但要注意極性，且麥克風易損壞，焊接時間不要過長。焊接完后麥克風安在貓前胸。2．通電前檢查通電前檢查元器件焊接及連線是否有誤，以免造成短路，燒毀電機發(fā)生危險。尤其注意在裝入電池前測量“電源—”（V—）。“電源＋”間是否短路，并注意電池極性。3．靜態(tài)工作點測量參照REF_Ref261769614\r\h表1-6測量三極管和集成電路的靜態(tài)工作點。靜態(tài)工作點參考值代號型號靜態(tài)參考電壓（V）EBCQ190140.00.54.0Q29014D0.00.63.6Q390140.00.40.5Q490140.00.04.5Q58050D0.00.04.5IC155510.023.830.044.553.060.070.084.54．總裝與調試簡單測試完成后再組裝機殼，注意螺釘不宜擰得過緊，以免塑料外殼損壞。裝好后，分別進行聲控、光控、磁控測試，均有“走—?！边^程即算合格。相關知識鏈接1．傳感器基礎知識傳感器就是能感知外界信息并能按一定規(guī)律將這些信息轉換成可用信號的機械電子裝置；簡單地講傳感器就是將外界被測信號轉換為電信號的電子裝置。一般地，它由敏感元器件（感知元件）和轉換器件兩部分組成，有的半導體敏感元器件可以直接輸出電信號，本身就構成傳感器。敏感元器件品種繁多，就其感知外界信息的原理來講，可分為①物理類，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應。②化學類，基于化學反應的原理。③生物類，基于酶、抗體、和激素等分子識別功能。通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。2．傳感器命名與代號（1）傳感器的命名由主題詞加四級修飾語構成。I. 主題詞——傳感器；II. 第一級修飾語——被測量，包括修飾被測量的定語；III. 第二級修飾語——轉換原理，一般可后續(xù)以“式”字；IV. 第三級修飾語——特征描述，指必須強調的傳感器結構、性能、材料特征、敏感元件及其它必要的性能特征，一般可后續(xù)以“型”字；V. 第四級修飾語——主要技術指標（量程、精確度、靈敏度等）。各級修飾語舉例可參見REF_Ref286176816\r\h表1-7所示的各級修飾語舉例一覽表。例：題目中的用法：在有關傳感器的統(tǒng)計表格、圖書索引、檢索以及計算機漢字處理等特殊場合，應采用上述之順序：如：傳感器，位移，應變[計]式，100mm。正文中的用法：在技術文件、產(chǎn)品樣本、學術論文、教材及書刊的陳述句子中，作為產(chǎn)品名稱應采用與上述相反的順序。如：10mm應變式位移傳感器。典型傳感器命名構成及各級修飾語舉例一覽表（2）傳感器的代號依次為主稱（傳感器）被測量—轉換原理—序號I. 主稱——傳感器，代號C；II. 被測量—用一個或兩個漢語拼音的第一個大寫字母標記。見附錄REF_Ref286177079\r\h表1-8：常用被測量代碼表；III. 轉換原理——用一個或兩個漢語拼音的第一個大寫字母標記。見附錄REF_Ref286177632\r\h表1-9：常用轉換原理代碼表；序號——用一個阿拉伯數(shù)字標記，廠家自定，用來表征產(chǎn)品設計特性、性能參數(shù)、產(chǎn)品系列等。若產(chǎn)品性能參數(shù)不變，僅在局部有改動或變動時，其序號可在原序號后面順序地加注大寫字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。例：應變式位移傳感器：CWY-YB-20；光纖壓力傳感器：CY-GQ-2。傳感器是獲取被測量信息的元件，其質量和性能的好壞直接影響到測量結果的可靠性和準確度，衡量其質量的特性有許多，主要包括靜態(tài)和動態(tài)兩個方面。當被測量不隨時間變化或變化很慢時，可以認為輸入量和輸出量都和時間無關。表示它們之間關系的是一個不含時間變量的代數(shù)方程，在這種關系的基礎上確定的性能參數(shù)為靜態(tài)特性；當被測量隨時間變化很快時，就必須考慮輸入量和輸出量之間的動態(tài)關系。這時，表示它們之間關系的是一個含有時間變量的微分方程，與被測量相對應的輸出響應特性稱為動態(tài)特性。這里主要介紹幾個常用的靜態(tài)特性。3．傳感器的靈敏度與分辨率（1）靈敏度靈敏度是指傳感器或檢測系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)下輸出量變化和引起此變化的輸入量變化的比值。可表示為SKIPIF1<0 （1-1)它是輸入與輸出特性曲線的斜率。如果系統(tǒng)的輸出和輸入之間有線性關系，則靈敏度是一個常數(shù)。否則，它將隨輸入量的大小而變化。如REF_Ref261790912\r\h圖1-16所示。一般希望靈敏度s在整個測量范圍內(nèi)保持為常數(shù)。這樣，可得均勻刻度的標尺，使讀數(shù)方便，也便于分析和處理測量結果。由于輸入和輸出的變化量一般都有不同的量綱，所以靈敏度s也是有量綱的。如輸入量為溫度（C），輸出量為標尺上的位移（格），則s的量綱為格/C。如果輸入量和輸出量是同類量，則此時s可理解為放大倍數(shù)。因此，靈敏度比放大倍數(shù)有更廣泛的含義。如果檢測系統(tǒng)由于多個環(huán)節(jié)組成，各環(huán)節(jié)的靈敏度分別為s1、s2、s3，而且各環(huán)節(jié)以REF_Ref261790936\r\h圖1-17所示的那樣串聯(lián)的方式相連接，則整個系統(tǒng)的靈敏度可用下式表示s=s1s2s3 （1-2）被測量代號舉例轉換原理代號舉例SKIPIF1<0檢測系統(tǒng)靈敏度SKIPIF1<0串聯(lián)系統(tǒng)示意圖提高靈敏度，可得到較高測量精度，但應當注意，靈敏度越高，測量