传感器基础理论

传感器原理及应用第一章传感器基础理论，讲述了传感器的定义、功能及组成、发展趋势、分类、基本特征、标定等内容。

第一章 传感器基础理论

• 概述
  • 定义
    • 能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置
  • 功能及组成
    • 功能
      • 信息收集
      • 信号数据的转换
    • 组成
      • 敏感元件
        • 直接感受或响应被测量的部分
      • 转换元件
        • 将敏感元件感受或响应的被测量转换成电信号的部分
      • 调节转换电路
        • 将非适合电量进一步转换成适合电量的部分
  • 分类
  • 发展趋势
• 基本特性
  • 输入量与输出量之间的对应关系
    • 静态特性
      • 被测量的值处于稳定状态，传感器的输出与输入的关系
      • • 线性度
          • 输出与输入之间的线性程度 γL=(∆Lmax)/Yfs ×100%
            • ∆Lmax最大非线性绝对误差
            • Yfs满量程输出
            • γL非线性误差
        • 灵敏度
          • 传感器在稳态下的输出变化量 S=∆y/∆x
            • ∆y为输出变化量，∆x为输入变化量
        • 重复性
          • 在同一工作条件下，输入量按同一方向做全量程连续多次变化时，所得曲线不一致的程度
        • 迟滞
          • 传感器在正负行程期间，其输入输出特性曲线不重合的现象
        • 零点漂移
          • 传感器无输入时，每隔一段时间对传感器的输出进行读数，其输出偏离零值的情况
        • 温度漂移
          • 温度变化时传感器输出值的偏离程度
    • 动态特性
      • 输入量随时间变化时传感器的响应特性
      • 阶跃响应
        • u(t)
          • 0 t<=0
          • 1 t>0
      • 频率响应
        • 重要指标：频带宽度，即带宽
        • 采用正弦输入研究传感器频域动态特性时，常用
          • 幅频特性（动态灵敏度/增益）
            • A(w)
          • 相频特性
            • 相位随频率的变化φ（w）
      • 典型环节传感器系统的动态响应分析
        • 零阶传感器
        • 一阶传感器
        • 二阶传感器
• 标定
  • 静态标定
  • 动态标定