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1、2021/7/221復習1、現(xiàn)代信息技術的三大基礎2、傳感器的定義、組成及分類(重點)3、傳感器的發(fā)展趨勢緒論2021/7/222第一章傳感器技術基礎2021/7/223第一節(jié)傳感器的一般數(shù)學模型(重點)第二節(jié)傳感器的特性與指標(重點)第三節(jié)改善傳感器性能的技術途徑(了解)第四節(jié)傳感器的標定與校準(了解)第五節(jié)傳感器材料與工藝(補充)2021/7/2245、分辨力與閾值6、穩(wěn)定性與漂移7、誤差表達（一）、傳感器的靜態(tài)特性（二）、傳感器的動態(tài)特性(二)、動態(tài)模型(一)、靜態(tài)模型新課1、微分方程2、傳遞函數(shù)1、頻率響應特性2、階躍響應特性3、典型環(huán)節(jié)的動態(tài)響應8、精確度等級1、線
2、性度2、回差（滯后或遲滯）3、重復性4、靈敏度第一節(jié)傳感器的一般數(shù)學模型第二節(jié)傳感器的特性與指標代數(shù)方程2021/7/225第一節(jié)傳感器的一般數(shù)學模型建立傳感器的數(shù)學模型的必要性傳感器數(shù)學模型的靜態(tài)與動態(tài)之分2021/7/226靜態(tài)模型是指在靜態(tài)條件下得到的傳感器數(shù)學模型。傳感器的靜態(tài)模型可用一代數(shù)方程表示，即：輸入量對時間t的各階導數(shù)為零一、靜態(tài)模型2021/7/227表示輸出量與輸入量之間的關系曲線稱為特性曲線。理想情況下，傳感器數(shù)學模型為：2021/7/228二、動態(tài)模型（1）微分方程傳感器的動態(tài)模型用線性常系數(shù)微分方程來表示：2021/7/229用微分方程作為傳感器數(shù)
3、學模型的特點：優(yōu)點：通過求解微分方程容易分清暫態(tài)響應與穩(wěn)態(tài)響應。缺點：求解微分方程很麻煩，尤其當需要通過增減環(huán)節(jié)來改變傳感器的性能時顯得很不方便。2021/7/2210（2）傳遞函數(shù)由控制理論可知，對于用線性常系數(shù)微分方程表示的傳感器，其傳遞函數(shù)為：框圖表示法為：xyS=σ+jw，稱為拉氏變換的自變量。2021/7/2211對于n個環(huán)節(jié)的串聯(lián)系統(tǒng)：對于n個環(huán)節(jié)的并聯(lián)系統(tǒng)：H1(S)H2(S）轉(zhuǎn)換電路X(S)Y(S)H1(S)H2(S）轉(zhuǎn)換電路X(S)Y(S)2021/7/2212采用傳遞函數(shù)法的優(yōu)點：1、容易看清各個環(huán)節(jié)對系統(tǒng)的影響，因而便于對傳感器或測量系統(tǒng)進行改進。2、當
4、傳感器比較復雜或傳感器的基本參數(shù)未知時，可以通過實驗求得傳遞函數(shù)。2021/7/2213傳感器特性：主要是指輸出與輸入之間的關系。靜態(tài)特性：當輸入量為常量，或變化極慢時，輸出與輸入之間的關系稱為~；靜態(tài)特性表示傳感器在被測輸入量各個值處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出—輸入關系。研究靜態(tài)特性主要應考慮其非線性與隨機變化等因素。一、傳感器的靜態(tài)特性第二節(jié)傳感器的特性與指標2021/7/22141、線性度：又稱非線性定義：表征傳感器輸出—輸入校準曲線與所選定的擬合直線（作為工作直線）之間的吻合（或偏離）程度的指標。通常用相對誤差來表示線性度，即2021/7/2215目前常用的擬合方法有：A、理
5、論擬合：B、過零旋轉(zhuǎn)擬合：C、端點連線擬合：D、端點連線平移擬合：2021/7/2216a)理論擬合b)過零旋轉(zhuǎn)擬合c)端點連線擬合d)端點連線平移擬合2021/7/22170yyixy=kx+bxI最小二乘擬合法E、最小二乘法擬合（重點）y=kx+b最小二乘法擬合直線的原理就是使為最小值，即Δi=yi-(kxi+b)2021/7/2218得到k和b的表達式2021/7/22192021/7/2220最小二乘法準則的幾何意義在于擬和直線精密度高即誤差小。將幾組x分別帶入以上五式，與y值相差最小的就是所求，（5）為所求。2021/7/22212、回差（或稱遲滯、滯后）定義：傳感
6、器在正反行程中輸出輸入曲線的不重合程度稱為遲滯。遲滯特性一般是由實驗方法測得。遲滯誤差一般以滿量程輸出的百分數(shù)表示，即2021/7/2222y0x⊿HmaxyFS遲滯特性2021/7/22233、重復性定義：指傳感器在輸入按同一方向作全量程連續(xù)多次變動時所得特性曲線不一致的程度。重復性誤差可用正反行程的最大偏差表示，即2021/7/2224yx0⊿Rmax2⊿Rmax1△Rmax1正行程的最大重復性偏差，△Rmax2反行程的最大重復性偏差。2021/7/22254、靈敏度與靈敏度誤差定義：傳感器輸出的變化量Δy與引起該變化量的輸入變化量Δx之比即為其靜態(tài)靈敏度，其表達式為靈敏
7、度誤差用相對誤差表示，即2021/7/22265、分辨力與閾值分辨力：是傳感器在規(guī)定測量范圍內(nèi)所能檢測出被測輸入量的最小變化量，用絕對值表示。分辨率：分辨力用與滿量程的百分數(shù)表示時稱為分辨率。閾值：在傳感器輸入零點附近的分辨力稱為閾值。2021/7/22276、穩(wěn)定性與漂移穩(wěn)定性：指傳感器在長時間工作的情況下輸出量發(fā)生的變化。有時稱為長時間工作穩(wěn)定性或零點漂移。漂移：指在一定時間間隔內(nèi)，傳感器輸出量存在著有與被測輸入量無關的、不需要的變化。漂移包括零點漂移與靈敏度漂移，兩者又可分為時間漂移（時漂）和溫度
