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第2章 传感器的基本特性.ppt


文档分类:通信/电子 | 页数:约44页 举报非法文档有奖
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传感器技术 TRANSDUCER TECHNOLOGY 传感器的基本特性第2章传感器技术 | 第2章传感器的基本特性?传感器特性主要是指输出与输入之间的关系。(传感器的数学模型)?当输入量为常量或变化极慢时,这一关系称为静态特性; –传感器的静态模型: y=a 0 +a 1 x+a 2x 2+…….+a nx n ?线性模型: y=a0+a1x 或 y=ax ?当输入量随时间较快地变化时,这一关系称为动态特性。–动态模型?微分方程?传递函数传感器技术 | 第2章传感器的基本特性?静态模型 VS 动态模型–传感器输出与输入关系可用微分方程来描述。理论上,将微分方程中的一阶及以上的微分项取为零时, 即得到静态特性。因此,传感器的静态特性只是动态特性的一个特例。–实际上传感器的静态特性要包括非线性和随机性等因素,。为避免这种情况,总是把静态特性和动态特性分开考虑。传感器除了描述输出输入关系的特性之外,还有与使用条件、使用环境、使用要求等有关的特性。传感器技术 | 第2章传感器的基本特性传感器输入输出作用图传感器的输出与输入具有确定的对应关系最好呈线性关系。但一般情况下,输出输入不会符合所要求的线性关系,同时由于存在迟滞、蠕变、摩擦、间隙和松动等各种因素以及外界条件的影响,使输出输入对应关系的唯一确定性也不能实现。考虑了这些情况之后,传感器的输出输入作用图大致如图所示。传感器技术 | 第2章传感器的基本特性稳定性(零漂)传感器温度供电各种干扰稳定性温漂分辨力冲击与振动电磁场线性滞后重复性灵敏度输入误差因素外界影响传感器输入输出作用图输出取决于传感器本身,可通过传感器本身的改善来加以抑制,有时也可以对外界条件加以限制。衡量传感器特性的主要技术指标传感器技术 | 第2章传感器的基本特性 传感器的静态特性?传感器的静态特性: 传感器在被测量各个值处于稳定状态时的输入输出关系。也即当输入量为常量,或变化极慢时,这一关系就称为静态特性。不含有时间变量。?静态特性技术指标–线性度–灵敏度–分辨率–迟滞–重复性–漂移传感器技术 | 第2章传感器的基本特性 线性度(Linearity) ?传感器的输出输入关系或多或少地存在非线性。在不考虑迟滞、蠕变、不稳定性等因素的情况下,其静态特性可用下列多项式代数方程表示: 式中: y—输出量; x —输入量; a0 —零点输出; a1 —理论灵敏度; a2 、 a3 、…、 an —非线性项系数。各项系数不同,决定了特性曲线的具体形式。 nn 33 2210xaxaxaxaay???????静态特性曲线可实际测试获得。在获得特性曲线之后,可以说问题已经得到解决。但是为了标定和数据处理的方便,希望得到线性关系。这时可采用各种方法,其中也包括硬件或软件补偿,进行线性化处理。传感器技术 | 第2章传感器的基本特性在采用直线拟合线性化时,输出输入的校正曲线与其拟合曲线之间的最大偏差,就称为非线性误差或线性度。通常用相对误差γL表示: γ L= ±(Δ Lmax/YFS) × 100% Δ Lmax 一最大非线性误差; YFS —量程输出。传感器技术 | 第2章传感器的基本特性常用的拟合方法拟合原则: 非线性偏差的大小是以一定的拟合直线为基准直线而得出来的。拟合直线不同,非线性误差也不同。所以,选择拟合直线的主要出发点,应是获得最小的非线性误差。另外,还应考虑使用是否方便,计算是否简便。拟合原则: 非线性偏差的大小是以一定的拟合直线为基准直线而得出来的。拟合直线不同,非线性误差也不同。所以,选择拟合直线的主要出发点,应是获得最小的非线性误差。另外,还应考虑使用是否方便,计算是否简便。①理论拟合; ②端点连线平移拟合; ③端点连线拟合; ④过零旋转拟合; ⑤最小二乘拟合; ⑥最小包容拟合传感器技术 | 第2章传感器的基本特性直线拟合方法? a) 理论拟合 b) 过零旋转拟合? c) 端点连线拟合 d) 端点连线平移拟合

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  • 时间2016-08-27