无线传感器-第二章-第二节.ppt

第二章微型传感器的基本知识无线传感器网络了解传感器的概念、分类、应用场景掌握传感器基本知识教学目的本章重点掌握不同类型传感器的特性、选型原则定义、分类、特性§ 传感器概述§ 常见传感器的类型介绍§ 传感器的一般特性和选型§ 微型传感器应用实例目录传感器特性:主要是指输出与输入之间的关系。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。动态特性:当输入量随时间较快地变化时,输出与输入之间关系称为动态特性。静态特性:当输入量为常量,或变化极慢时,输出与输入之间关系称为静态特性。快变信号考虑输出的动态特性,即随时间变化的特性;慢变信号研究静态特性,即不随时间变化的特性。传感器的基本特性实际上传感器的静态特性要包括非线性和随机性等因素,如果把这些因素都引入微分方程,将使问题复杂化。为讨论问题简便,一般分开考虑静态特性和动态特性。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无法实现。考虑了这些情况之后,传感器的输出输入互相作用大致如下图所示。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。传感器的基本特性冲击与振动传感器输入与输出相互作用稳定性(零漂)传感器温度供电各种干扰稳定性温漂分辨力电磁场线性滞后重复性灵敏度输入误差因素外界影响输出取决于传感器本身,通过传感器本身的改善来加以抑制,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的基本特性γs=(Δk/k)×100%由于某种原因,会引起灵敏度变化,产生灵敏度误差。灵敏度误差用相对误差表示,即因此,传感器输出曲线的斜率就是灵敏度。线性特性的传感器,特性曲线的斜率处处相同,灵敏度k是一常数,与输入量大小无关。K=Δy/Δx传感器输出的变化量Δy与引起该变化量的输入变化量Δx之比即为静态灵敏度,表达式为1、灵敏度与灵敏度误差传感器的基本特性一、传感器的基本特性传感器的基本特性一、传感器的基本特性2、响应特性即传感器的输出量与随时间变化的输入量之间的动态响应关系;体现传感器的输出值能真实体现变化的输入量的能力。实际传感器的响应过程肯定会比理论值慢,即存在一定的延迟延迟越↓越好响应时间传感器类型响应时间短物理特性传感器(光电效应、压电效应)响应时间长结构型传感器(电容、电感传感器)