气体传感器菜鸟入门知识2解析.ppt

阶跃响应法 阶跃响应法从时域方面来分析传感器的瞬态响应特性，如：超调量、上升时间、响应时间、延滞时间、峰值时间等。 时，其输出特性称为阶跃响应或瞬态响应特性。 当给静止的传感器输入一个单位阶跃函数信号： 瞬态响应特性曲线如图 阶跃响应特性 （1）最大超调量σp （2）延滞时间td （3）上升时间tr （4）峰值时间tp （5）响应时间ts： 频率响应法是从传感器的频率特性出发研究传感器的动态特性。 通常是先建立传感器的数学模型，通过拉氏变换找出传递函数表达式，再根据输入条件得到相应的频率特性。 频率响应法 传感器对正弦输入信号的响应特性，称为频率响应特性。 分析传感器动态特性，必须建立数学模型。线性系统的数学模型为常系数线性微分方程。对线性系统动态特性的研究，主要是分析数学模型的输入量x与输出量y之间的关系，通过对微分方程求解，得出动态性能指标。 频率响应法 y——输出量； x——输入量； t——时间 a0， a1，… ，an ——常数； b0， b1，… ，bm ——常数 ——输出量对时间t的n阶导数； ——输入量对时间t的m阶导数 零阶传感器 在零阶传感器中，只有a0与b0两个系数，微分方程为 a0y= b0x K——静态灵敏度 零阶输入系统的输入量无论随时间如何变化，其输出量总是与输入量成确定的比例关系。在时间上也不滞后，幅角等于零。如电位器传感器。在实际应用中，许多高阶系统在变化缓慢、频率不高时，都可以近似地当作零阶系统处理。 大部分传感器可简化为单自由度一阶或二阶系统 一阶传感器 微分方程除系数a1， a0 ，b0外其他系数均为0，则 a1(dy/dt)+a0y= b0x τ— 时间常数( τ= a1/a0)； K——静态灵敏度( K= b0/a0) 传递函数： 一阶传感器 频率特性： 幅频特性： 相频特性： 时间常数 τ越小， 系统的频率特性越好 负号表示相位滞后 二阶传感器 很多传感器，如振动传感器、压力传感器等属于二阶传感器，其微分方程为： τ—时间常数， ； ω0—自振角频率,ω0=1/τ ξ—阻尼比， ； k—静态灵敏度，k=b0/a 传递函数 频率特性 幅频特性 相频特性 二阶传感器 （1）频带：传感器增益保持在一定值内的频率范围称为传感器的频带或通频带，对应有上、下截止频率。 （2）时间常数? ：用时间常数? 来表征一阶传感器的动态特性。? 越小，频带越宽。 （3）固有频率?n ：二阶传感器的固有频率?n表征了其动态特性。 传感器频率响应特性指标 基本参数指标 环境参数指标 可靠性指标 其它指标 传感器的技术指标 基本参数指标 量程指标： 量程范围、过载能力等 灵敏度指标： 灵敏度、分辨力、满量程输出等 精度有关指标： 精度、误差、线性、滞后、重复性、灵敏度误差、稳定性 动态性能指标： 固定频率、阻尼比、时间常数、频率响应范围、频率特性、临界频率、临界速度、稳定时间等 环境参数指标 温度指标： 工作温度范围、温度误差、温度漂移、温度系数、热滞后等 抗冲振指标： 允许各向抗冲振的频率、振幅及加速度、冲振所引入的误差 其他环境参数： 抗潮湿、抗介质腐蚀等能力、抗电磁场干扰能力等 可靠性指标 工作寿命、平均无故障时间、保险期、疲劳性能、绝缘电阻、耐压及抗飞弧等 使用有关指标： 供电方式（直流、交流、频率及波形等）、功率、各项分布参数值、电压范围与稳定度等 外形尺寸、重量、壳体材质、结构特点等 安装方式、馈线电缆等 其他指标 （一）与测量条件有关的因素 （二）与传感器有关的技术指标 （三）与使用环境条件有关的因素 （四）与购买和维修有关的因素 传感器的正确选用 一、与测量条件有关的因素 (1)测量的目的； (2)被测试量的选择； (3)测量范围； (4)输入信号的幅值，频带宽度； (5)精度要求； (6)测量所需要的时间； (7)输入信号的形式。 传感器的正确选用 二、与传感器有关的技术指标 (1)精度； (2)稳定度； (3)响应特性； (4)模拟量与数字量； (5)输出幅值； (6)对被测物体产生的负载效应； (7)校正周期； (8)超标准过大的输入信号保护。 传感器的正确选用 传感器的正确选用 三、与使用环境条件有关的因素 (1)安装现场条件及情况； (2)环境条件(湿度、温度、振动等)； (3)信号传输距离（长