D-66《工程测试技术》-2.docVIP

（a）传递函数 若y（t）t的函数，且当t≤0时，有y（t）=0y（t）Y（s） 若系统的初始条件为零，对式（1）作拉氏变换得 将输入和输出两者的拉普拉斯变换之比定义为传递函数H（s） （b） 频率响应函数 A（ω）H（jω）φ（ω）H（jω） 在推导传递函数时，系统的初始条件设为零。而对于一个从t=0开始所施加的简谐信号激励来说，采用拉普拉斯变换解得的系统输出将由两部分组成：由激励所引起的、反映系统固有特性的瞬态输出以及该激励所对应的系统的稳态输出。 对频率响应函数H（jω），当输入为简谐信号时，在观察的时刻，系统的瞬态响应已趋近于零，频率响应函数表达的仅仅是系统对简谐输入信号的稳态输出。 用频率响应函数不能反映过渡过程，必须用传递函数才能反映全过程。 一阶系统的传递函数 一阶系统的频率响应函数 ： 二阶系统 系统的传递函数： 系统的频率响应函数则为 ： τ。通过幅频特性 或相频特性 直接确定其动态特性参数τ 其傅里叶变换表达式为 系统的频率响应函数相应地为 幅频和相频特性分别为 只要在输入信号所包含的频率成分范围之上满足上述的两条件就可以实现精确测试。 第将被测的量转变为电阻变化的一种传感器。按其工作原理可分为变阻器式和应变片式两类。根据导体的电阻R与其电阻率ρ及长度L成正比、与截面积A成反比的关系，即 改变长度L，则可形成滑动触点式变阻器或电位计； 改变L、A和ρ则可做成电阻应变片； 改变ρ，则可形成热敏电阻、光导性光检测器、压阻应变片、以及变阻器式传感器优点；结构简单，性能较稳定，使用方便。缺点；受阻经直径影响，分辩率不高，运用检测精度不高的场合，噪声大电阻应变式传感器分为金属电阻应变片式与半导体应变片式两类 金属电阻应变式传感器优点 压阻效应：单晶半导体材料在沿某一轴向受外力作用时，其电阻率ρ随之发生变化。从半导体物理可知，单晶半导体在外力作用下，原子点阵排列规律会发生变化，导致载流子迁移率及载流子浓度产生变化，从而引起电阻率的变化。 半导体应变片电阻应变式传感器优点：灵敏度大; 分类： P型应变片：在施加有效应变时会增加其电阻值； N型应变片：在施加有效应变时会减少其阻值。 特点：具有很高的应变片系数，一般可高达150左右。 非粘贴式 ：几乎都被用于传感器应用。 其中电桥的每根电桥臂的电阻值约为120～1000Ω，最大激励电压为5～10V，满量程输出为20～50mV。 粘贴式 ：粘贴式金属丝应变片可用于应力分析，也可用作为传感器。由于可测的电阻值变化要求导线长度很长，因而要将导线按一定的形状（通常为栅状）曲折地贴在由浸渍过绝缘材料地纸衬或合成树脂组成地载体上。 金属丝电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于： 前者利用导体形变引起的电阻的变化，后者利用半导体电阻率变化引起的电阻的变化。电阻应变式传感器 ; 测量精度高,性能稳定可靠；使用简便。 3．电阻式温度计 纯金属及大多数合金的电阻率随温度的增加 和增加的，即在一定范围内，电阻-温度关系是线性的。从而制成电阻式温度计。 4．热敏电阻 热敏电阻是一种半导体温度传感器，热敏电阻具有很大的负温度系数，且它的特性曲线是非线性的。 5．电感式传感器 利用电磁感应原理，将被测的非电量转换成电磁线圈的自感或互感量变化的一种装量。 分类：按照转换方式分类：自感式；互感式。按照结构方式分类：变气隙式；变截面式；螺管式。 （1） 自感式传感器 a）可变磁阻式： 由铁芯、线圈和衔铁组成。 磁阻 则有自感 此时传感器的灵敏度为 b）涡流式 定义：当金属导体置于变化着的磁场中或者在磁场中运动时，在金属导体内部会产生感应电流，由于这种电流在金属导体内是自身闭合的，因此称之为涡电流或涡流。 原理：当线圈中通以一交变高频电流 时，会引起一交变磁通Ф。在靠近线圈的金属表面内部产生一感应电流i1，该电流i1即为涡流。根据楞次定律，由该涡电流产生的交变磁通Ф1将与线圈产生的磁场方向相反，亦即Ф1将抵抗Ф的变化。由于该涡流磁场的作用，会使线圈的等效阻抗发生变化，其变化的程度除了与两者间的距离δ有关外，还与金属导体的电阻率ρ、磁导率μ以及线圈的激磁电流圆频率ω等有关。 优点：用于动态非接触测量，结构简单，使用方便，不受油液等介质影响，分辨率高。 工作原理：是利用电磁感应中的互感现象，将被测位移量转换成线圈互感的变化。由于常采用两个次级线圈组成差动式，故又称差动变压器式传感器。 式中M为比例系数，也称互感（H），是两线圈W1和W2之间耦合程度的度量，其大小与两线圈的相对位置及周围介质的导磁率诸因素有关。 差动变压器式传感器的特点 ：测量精度高（可达0.1μm量