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第1章 传感器的一般特性;1.1 传感器的组成和分类;;;1.1 传感器的组成和分类;　 传感器种类繁多, 功能各异。 同一被测量可用不同转换原理实现探测, 利用同一种物理法则、化学反应或生物效应可设计制作出检测不同被测量的传感器, 而功能大同小异的同一类传感器可用于不同的技术领域, 故传感器有不同的分类法。;基于物理效应如光、 电、 声、 磁、 热等效应进行工作的物理传感器; 基于化学反应如化学吸附、选择性化学反应等进行工作的化学传感器; 基于酶、抗体、激素等分子识别功能的生物传感器。 ;应变式 电容式 电感式 电磁式 压电式 热电式  ;力学量传感器 热量传感器 磁传感器 光传感器 放射线传感器 气体成分传感器 液体成分传感器 离子传感器 ;无源传感器：被动地接收来自被测物体的信息； 有源传感器：有意识地向被测物体施加某种能量，并将来自被测??体的信息变换为便于检测的能量后再进行检测。;分类法;1.2 传感器的地位和作用;信息技术;人类在研究自然界现象和规律及生产活动中，人的五官运动不够，这就需要传感器来检测人们的器官所不能感知的现象。人们把与人的“五官”相似的部分称为“电五官”。微型计算机相当于人的大脑。它们之间的对应关系为：;眼（视觉） 耳（听觉） 鼻（嗅觉） 皮肤（触觉） 舌（味觉）;传感器的作用; 家用电器;1.3 传感器的发展方向;趋势：;开发新型传感器;B.开发新材料;C.新工艺的采用;D.集成化、多功能化;E．智能化;传感器所测量的物理量基本上有两种形式： 稳态（静态或准静态）:信号不随时间变化（或变化很缓慢） 动态（周期变化或瞬态）:信号随时间变化而变化。 传感器必须要尽量准确地反映输入物理量的状态，因此传感器所表现出来的输入—输出特性也就不同，即存在静态特性和动态特性。静态特性和动态特性表现出不同的特点，对测量结果也产生不同的影响。 一个高精度的传感器，必须要有良好的静态特性和动态特性，从而确保检测信号（或能量）的无失真转换，使检测结果尽量反映被测量的原始特征。;1.4.1 传感器的静态特性 ;1. 灵敏度 　　灵敏度是描述传感器的输出量（一般为电学量）对输入量（一般为非电学量）敏感程度的特性参数。 其定义为: 传感器输出量的变化值与相应的被测量（输入量）的变化值之比, 用公式表示为 ; 2. 线性度 　　理想的传感器输出与输入呈线性关系。 但实际的传感器即使在量程范围内, 输出与输入的线性关系严格来说也是不成立的, 总存在一定的非线性。;x;x;x;x; 3. 迟滞 　　 输入逐渐增加到某一值, 与输入逐渐减小到同一输入值时的输出值不相等, 叫迟滞现象。迟滞差表示这种不相等的程度。 其值以满量程的输出YFS的百分数表示。 ;4、重复性;5. 稳定性 稳定性表示传感器在一个较长的时间内保持其性能参数的能力。 实际上, 随着时间的推移, 大多数传感器的特性会改变，这是因为传感元件或构成传感器的部件的特性随时间发生变化, 产生一种经时变化的现象。;1.4.2 传感器的动态特性; 1. 传递函数 假设传感器在输入输出存在线性关系的范围内使用, 则它们之间的关系可用高阶常系数线性微分方程表示: ;并设t=0时，;对于较为复杂的系统，可以将其看作是一些较为简单系统的串联与并联，串联系统与并联系统的传递函数如下图所示。;2. 瞬态响应特性;输入：阶跃信号;一阶传感器的单位阶跃响应 对于一个阶跃输入： 　得一阶传感器的单位阶跃响应信号;特点：;二阶传感器的单位阶跃响应 ;3. 频率响应特性; 一阶传感器的频率特性;;;1.5 传感器的标定与校准;1.5 传感器的标定与校准;1.5 传感器的标定与校准