传感器的基本特性
静态特性
六本书和两个老师补充的指标
| 指标 | 指标定义方法 | 类比记忆对象 |
|---|---|---|
| 线性度 | 拟合直线与实际特征曲线的最大差值与满刻度之比 | 最小二乘拟合误差分析 |
| 灵敏度 | 静态曲线的斜率 | 加速度 |
| 分辨率 | 测量对象增量的绝对值，或增量与满量程的百分比 | 相当于物理仪器的测量精度？ |
| 迟滞 | 当输入量从小到大和从大到小的曲线不一样时？那么同程误差是迟滞 | 电机学中的铁的磁化曲线 |
| 重复性 | 多次测试获得的输入-输出曲线不一致？然后，不一致的最大值（经过多次实验后有两个最大值）和满程的比值是重复的 | 多次重复试验产生不同值，寻求误差？ |
| 漂移 | 随温度和时间输出……变化现象。例如：温度漂移公式：输出变化/温度变化 | 影响环境因素有多大？ |
| 阈值(补充) | 传感器有阈值(听不清楚) | |
| 精度(补充) | 用标准差来表示这个量，即测量输出与理论输出之间的差距 | 理论与实践的差距 |
动态特性
时域还是频域？
每个层次使用什么研究：输入阶跃信号或正弦信号进行研究？
- 当阶跃输入研究传感器的时域动态特性时，通常用延迟时间、上升时间、相应时间和过度调量来表示传感器的动态特性
- 当利用正弦输入信号研究传感器的频域动态特性时，传感器的动态特性特性和想要频率特性来描述传感器的动态特性
数学模型的传感器
在工程中，大部分属于线性时不变系统。因此，线性常规方程表示输入和输出之间的关系。
两个重要特征
叠加性
两个输入获得的输出可以叠加，表示两个输入一起获得的输出这部分使用信号和系统知识
频率保持特性
输入是什么频率，输出是同频这部分仍然使用信号和系统知识
传递函数
从拉氏变换的角度解释传感器特性曲线的影响
基于上述说法：线性定常系统可以用来表示，因此拉普拉斯可以通过在时域下转换函数来传递函数H(s),它表示传感器输入输出特性曲线之间的关系，本质上是系统结构参数的影响本部分的解释是指信号与系统中的每个系统框图对应的系统函数。当您输入什么样的函数进入系统时，您将获得通过系统功能获得的输出信号。在过去，为了不受输入信号过于复杂的影响，通常采用最简单的输入函数
频率响应函数
从傅里叶变换的角度解释传感器的特性
在傅里叶下，输入输出的相应表征是：H(w)，然后分为两个更详细的概念：模具和相角
分析传感器的动态特性
分析上述传输函数(即信号和系统中称为系统函数的东西)，将其与传感器本身的几个参数联系起来，找出影响特性曲线的每个传感器参数是如何影响的。
一阶传感器的频率响应
先介绍几个传感器的重要参数：
| 传感器参数 | 定义是什么 | 怎么与传递函数建立联系 |
|---|---|---|
| τ | 时间常数 | 越大，越接近1，相角越接近0，特性越好 |
| Sn | 传感器的灵敏度 | 增加输出Sn功能倍。为了便于研究，它通常是1 |
以上是一阶传感器两个参数的对应关系
| 传感器参数 | 定义是什么 | 如何与传输函数建立联系？ |
|---|---|---|
| wn | 传感器固有角频率 | 系统在这个频率附近产生共振，这是一个不好的现象，需要避免共振wn>=(3~5)w |
| ζ | 阻尼系统 | 最佳取值0.707，为什么是通过控制理论分析获得的？简而言之，大于1是过度阻尼，小于1是欠阻尼，等于0是无阻尼（等振荡），然后在最佳值可以实现过度时间短、响应快、过度调量小 |
| τ | 时间常数 | 响应越小，响应越快，动态误差越小 |
| td | 延迟时间 | 传感器输出50%需要时间 |
| tτ | 上升时间 | 传感器输出达到稳态值90%所需时间 |
| tp | 峰值时间 | 二级传感器输出相应曲线达到第一峰值所需的时间 |
| ts | 相应时间 | 二级传感器从输入量到输出指示值进入稳态 |
| σ | 超调量 | 第一次输出稳定值后，二阶传感器出现最大偏差。越小越好 |
标定和校准
三级精度标定。
-
国家计量院：一级精度：
-
标准传感器：二级精度：
-
实用传感器：三级精度
精度逐级递减，就是下面的是用上面的东西做的，进行标定的。
动态校准和静态校准
静态校准：标准室温和大气压……传感器的一些静态特征(在死亡条件下标记)
动态校准：研究传感器的动态响应特性，包括上述固有角频率等
题外话：老师说，当他们制造传感器时，实际上应该检测上述数量。如果能实现商业化，上述数量与标准非常接近。