文档介绍：第2章传感器特性分析
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第2章 传感器的特性分析
传感器静态特性
传感器的动态特性
传感器无失真测量条件
传感器的标定
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传感器分辨率。在传感器输入零点附近的分辨力称为阈值。
分辨力与阈值
分辨力是指传感器能检测到的最小的输入增量。有些传感器,当输入量连续变化时,输出量只作阶梯变化,则分辨力就是输出量的每个“阶梯”所代表的输入量的大小。
稳定性
测试时先将传感器输出调至零点或某一特定点，相隔4h、8h或一定的工作次数后，再读出输出值，前后两次输出值之差即为稳定性误差。它可用相对误差表示,也可用绝对误差表示。
稳定性是指传感器在长时间工作的情况下输出量发生的变化，有时称为长时间工作稳定性或零点漂移。
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测试时先将传感器置于一定温度(如20℃),将其输出调至零点或某一特定点，使温度上升或下降一定的度数(如5℃或10℃),再读出输出值，前后两次输出值之差即为温度稳定性误差。
抗干扰稳定性
温度稳定性
温度稳定性又称为温度漂移，是指传感器在外界温度下输出量发生的变化。
温度稳定性误差用温度每变化若干℃的绝对误差或相对误差表示,每℃引起的传感器误差又称为温度误差系数。
指传感器对外界干扰的抵抗能力，例如抗冲击和振动的能力、抗潮湿的能力、抗电磁场干扰的能力等。
评价这些能力比较复杂，一般也不易给出数量概念，需要具体问题具体分析。
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传感器的动态特性
只要输入量是时间的函数，则其输出量也将是时间的函数，其间的关系要用动特性来说明。
动态特性是指输入量随时间变化时传感器的响应特性。
动态特性好的传感器，其输出将再现输入量的变化规律，即具有相同的时间函数。实际的传感器，输出信号将不会与输入信号具有相同的时间函数, 这种输出与输入间的差异就是所谓的动态误差。
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传感器的动态特性研究方法
传感器的数学模型
频率响应函数
时域响应函数
如何通过实验确定其动态特性参数，首先要求解其数字描述
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频率响应特性
传感器对不同频率成分的正弦输入信号的响应特性，称为频率响应特性。一个传感器输入端有正弦信号作用时，其输出响应仍然是同频率的正弦信号， 只是与输入端正弦信号的幅值和相位不同。
2. 频率响应法是从传感器的频率特性出发研究传感器的输出与输入的幅值比和两者相位差的变化。
什么形式的频率特性是期望
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若在方程式（2-8）中的系数除了a0、a1与b0之外，其它的系数均为零，则微分方程为
1）一阶传感器的频率响应
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二阶系统的微分方程通常改写为
2） 二阶系统
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二阶传感器的频率响应
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(a) 幅频特性；
(b) 相频特性
ξ<1， ωn>>ω时，A（ω）≈1，Φ（ω）很小
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固有频率设计
可见传感器的频率响应特性好坏主要取决于传感器的固有频率ωn和阻尼比ξ。
通常固有频率ωn至少应为被测信号频率ω的（3～5）倍， 即ωn≥（3～5）ω。
为了减小动态误差和扩大频率响应范围，一般是提高传感器固有频率ωn，
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2. 2 . 3 传感器的瞬态响应－时域
传感器的动态特性不仅与传感器的“固有因素”有关，还与传感器输入量的变化形式有关。
传感器的瞬态响应是时间响应。在研究传感器的动态特性时，有时需要从时域中对传感器的响应和过渡过程进行分析， 这种分析方法称为时域分析法。
传感器在进行时域分析时，用得比较多的标准输入信号有阶跃信号和脉冲信号，传感器的输出瞬态响应分别称为阶跃响应和脉冲响应。
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设传感器的静态灵敏度k=1， 写出它的传递函数为
对初始状态为零的传感器，若输入一个单位阶跃信号，即
t≤0
t>0
1）一阶传感器的单位阶跃响应
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一阶传感器单位阶跃响应
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设传感器的静态灵敏度k=1，其二阶传感器的传递函数为
传感器输出的拉氏变换为
(2） 二阶传感器的单位阶跃响应
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二阶传感器单位阶跃响应
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3) 传感器的时域动态性能指标
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二阶系统单位阶跃响应
已知：衰减周期、超调量
求解：固有频率、阻