ch3-傳感器與檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)

1、1第三章第三章 傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的基本特性傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的基本特性 1、傳感器的數(shù)學(xué)模型概述、傳感器的數(shù)學(xué)模型概述 2、傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)、傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)靜態(tài)特性與性能指標(biāo)靜態(tài)特性與性能指標(biāo) 3、傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性與性能指標(biāo)、傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性與性能指標(biāo) 4、實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件、實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件 5、改善傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)性能的措施、改善傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)性能的措施* 6、傳感器的標(biāo)定、傳感器的標(biāo)定*23.1 傳感器的數(shù)學(xué)模型概述傳感器的數(shù)學(xué)模型概述n1. 概述概述n1）傳感器、檢測(cè)系統(tǒng)的特性指其輸出與輸入之間的關(guān)系n2）從系統(tǒng)角度看，一種傳感器就是一種系統(tǒng)。一個(gè)系統(tǒng)可 用一個(gè)

2、數(shù)學(xué)方程式或函數(shù)來描述，即可用數(shù)學(xué)表達(dá)式或 方程表征傳感器的輸出與輸入之間的關(guān)系和特性。n工程上采用近似方法，通過模擬試驗(yàn)建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。n2.理想傳感器應(yīng)具有的特點(diǎn)理想傳感器應(yīng)具有的特點(diǎn)*1）傳感器只敏感特定輸入量，輸出只對(duì)應(yīng)特定輸入；2）傳感器的輸出量與輸入量呈惟一、穩(wěn)定的對(duì)應(yīng)關(guān)系， 最好為線性關(guān)系；3）傳感器的輸出量可實(shí)時(shí)反映輸入量的變化。 實(shí)際中，傳感器處于特定和具體環(huán)境，有自身因素和各種環(huán)境因素影響其整體性能。33.1 傳感器的數(shù)學(xué)模型概述傳感器的數(shù)學(xué)模型概述n3. 靜態(tài)模型靜態(tài)模型n靜態(tài)特性：系統(tǒng)在被測(cè)量處于靜態(tài)特性：系統(tǒng)在被測(cè)量處于穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的時(shí)的輸入輸出關(guān)系輸入輸出

3、關(guān)系n在不考慮遲滯、蠕變和不穩(wěn)定性等因素的情況下，靜態(tài)時(shí)（輸入量對(duì)時(shí)間t的各階導(dǎo)數(shù)為零），可通過分析非線性系統(tǒng)來研究靜特性，系統(tǒng)靜態(tài)為： y=a0+a1x+anxnnx 輸入量；y 輸出量；a0 傳感器的零位誤差；na1 傳感器的靈敏度，常用K或S表示。na2, a3, , an待定常數(shù)（非線性項(xiàng)的系數(shù)）。43.1 傳感器的數(shù)學(xué)模型概述傳感器的數(shù)學(xué)模型概述優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：大大簡(jiǎn)化理論分析、計(jì)算，為標(biāo)定和數(shù)據(jù)處理帶來很大方便，大大簡(jiǎn)化理論分析、計(jì)算，為標(biāo)定和數(shù)據(jù)處理帶來很大方便，避免非線性補(bǔ)償環(huán)節(jié)，便于后續(xù)制作安裝、調(diào)試，提高測(cè)量精度。避免非線性補(bǔ)償環(huán)節(jié)，便于后續(xù)制作安裝、調(diào)試，提高測(cè)量精度。(a)

4、y = a1xb)3. 靜態(tài)模型靜態(tài)模型 三種典型情況：三種典型情況： a)理想狀態(tài)：理想狀態(tài)： 線性關(guān)系 y=a1xc)實(shí)際狀態(tài)：實(shí)際狀態(tài)：)(xfy 非線性關(guān)系非線性關(guān)系53.1 傳感器的數(shù)學(xué)模型概述傳感器的數(shù)學(xué)模型概述3. 靜態(tài)模型靜態(tài)模型非線性原因：非線性原因：(結(jié)構(gòu)原理性原因除外結(jié)構(gòu)原理性原因除外)誤差因素誤差因素檢檢 測(cè)測(cè) 系系 統(tǒng)統(tǒng)輸入輸入 x輸入輸入 y = f(x)溫溫度度濕濕度度壓壓力力沖沖擊擊振振動(dòng)動(dòng)磁磁場(chǎng)場(chǎng)電電場(chǎng)場(chǎng)摩摩擦擦間間隙隙松松動(dòng)動(dòng)遲遲滯滯蠕蠕變變變變形形老老化化外界干擾外界干擾63.1 傳感器的數(shù)學(xué)模型概述傳感器的數(shù)學(xué)模型概述4. 動(dòng)態(tài)模型動(dòng)態(tài)模型動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特

5、性：被測(cè)量隨時(shí)間變化被測(cè)量隨時(shí)間變化條件下系統(tǒng)條件下系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系的輸入輸出關(guān)系n 靜態(tài)特性好并不一定能反映系統(tǒng)輸入量隨時(shí)間變化尤其是快變時(shí)的靜態(tài)特性好并不一定能反映系統(tǒng)輸入量隨時(shí)間變化尤其是快變時(shí)的狀況，可能因輸入量快變而存在嚴(yán)重的動(dòng)態(tài)誤差。狀況，可能因輸入量快變而存在嚴(yán)重的動(dòng)態(tài)誤差。 n 傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)特性的動(dòng)態(tài)分析常用時(shí)域的微分方程和對(duì)應(yīng)頻域傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)特性的動(dòng)態(tài)分析常用時(shí)域的微分方程和對(duì)應(yīng)頻域的傳遞函數(shù)、頻率響應(yīng)函數(shù)及狀態(tài)方程描述。的傳遞函數(shù)、頻率響應(yīng)函數(shù)及狀態(tài)方程描述。n 動(dòng)態(tài)分析只分析線性系統(tǒng)，源于其疊加和頻率保持性。動(dòng)態(tài)分析只分析線性系統(tǒng)，源于其疊加和頻率保持性。1）微

6、分方程：）微分方程：n線性系統(tǒng)輸出與輸入的關(guān)系如下：線性系統(tǒng)輸出與輸入的關(guān)系如下：xbdtdxbdtxdbdtxdbyadtdyadtydadtydammmmmmnnnnnn0111101111 ai、bi (i=0,1,)：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性參數(shù)，常數(shù)，系統(tǒng)的階次由輸出量：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性參數(shù)，常數(shù)，系統(tǒng)的階次由輸出量最高微分階次決定。常見零階、一階、二階系統(tǒng)。最高微分階次決定。常見零階、一階、二階系統(tǒng)。73.1 傳感器的數(shù)學(xué)模型概述傳感器的數(shù)學(xué)模型概述4. 動(dòng)態(tài)模型動(dòng)態(tài)模型2）傳遞函數(shù)：）傳遞函數(shù)：n 用拉氏變換將適當(dāng)數(shù)學(xué)模型用拉氏變換將適當(dāng)數(shù)學(xué)模型(微分方程微分方程)轉(zhuǎn)換成復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換成復(fù)數(shù)(S)域模

7、型，可得相域模型，可得相應(yīng)傳遞函數(shù)。應(yīng)傳遞函數(shù)。n 由控制理論知，上式表示的傳感器或系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為由控制理論知，上式表示的傳感器或系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為nY(s), X(s)是初始條件為零時(shí)，輸出和輸入信號(hào)的拉氏變換。是初始條件為零時(shí)，輸出和輸入信號(hào)的拉氏變換。n用途用途：表征傳感器的傳輸、轉(zhuǎn)換特性。：表征傳感器的傳輸、轉(zhuǎn)換特性。n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：只與傳感器內(nèi)部參數(shù)有關(guān)，與輸入信號(hào)及傳感器的初始狀態(tài)無關(guān)：只與傳感器內(nèi)部參數(shù)有關(guān)，與輸入信號(hào)及傳感器的初始狀態(tài)無關(guān), 可通過實(shí)驗(yàn)求得可通過實(shí)驗(yàn)求得。n當(dāng)輸入為正弦信號(hào)，且傳感器穩(wěn)定時(shí)，可用當(dāng)輸入為正弦信號(hào)，且傳感器穩(wěn)定時(shí)，可用j 代替代替s。0101)()()

8、(asasabsbsbsXsYsHnnmm83.1 傳感器的數(shù)學(xué)模型概述傳感器的數(shù)學(xué)模型概述4. 動(dòng)態(tài)模型動(dòng)態(tài)模型n 多環(huán)節(jié)組成的串聯(lián)或并聯(lián)組成的傳感器或系統(tǒng)，如果各環(huán)節(jié)抗匹配適當(dāng)，求總的傳遞函數(shù)可略去相互間的影響。n 對(duì)于n個(gè)環(huán)節(jié)組成的串聯(lián)系統(tǒng):n對(duì)于n個(gè)環(huán)節(jié)組成的并聯(lián)系統(tǒng)：niisHsH1)()(nisHisH1)()(93.2 傳感器、檢測(cè)系統(tǒng)的靜態(tài)特性及指標(biāo)傳感器、檢測(cè)系統(tǒng)的靜態(tài)特性及指標(biāo)1. 線性度線性度定義定義: 系統(tǒng)的輸入系統(tǒng)的輸入-輸出特性曲線與理想直線的偏離程度，輸出特性曲線與理想直線的偏離程度，亦稱非線性誤亦稱非線性誤差差(non-linearity)。 理想直線一般不存在

9、或很難獲得準(zhǔn)確結(jié)果，實(shí)際中利用靜態(tài)標(biāo)定或理想直線一般不存在或很難獲得準(zhǔn)確結(jié)果，實(shí)際中利用靜態(tài)標(biāo)定或校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)，通過計(jì)算校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)，通過計(jì)算(數(shù)據(jù)擬合數(shù)據(jù)擬合)獲得參考直線作為工作特性，獲得參考直線作為工作特性，替代理想直線。替代理想直線。%.max100 SFLyLe| Lmax 輸出值與理想直線的最大偏差值輸出值與理想直線的最大偏差值yF.S. 理論滿量程輸出值理論滿量程輸出值理論線性度理論線性度: 擬合直線方法不同，計(jì)算所得線性度不同。選擇擬合直線應(yīng)保證所得擬合直線方法不同，計(jì)算所得線性度不同。選擇擬合直線應(yīng)保證所得非線性誤差盡量小，并方便使用與計(jì)算。非線性誤差盡量小，并方便使

10、用與計(jì)算。 常用方法除上述理想直線法外，還有端點(diǎn)法、最小二乘法和最佳直線常用方法除上述理想直線法外，還有端點(diǎn)法、最小二乘法和最佳直線法，對(duì)應(yīng)有不同的線性度，如理論線性度、最佳直線線性度法，對(duì)應(yīng)有不同的線性度，如理論線性度、最佳直線線性度(獨(dú)立線性度獨(dú)立線性度)。理論特性實(shí)際特性.SFyyxOmaxLmaxL.SFyx0特點(diǎn)特點(diǎn)：簡(jiǎn)便，與實(shí)測(cè)值無關(guān)，但通常偏離實(shí)際特性較多簡(jiǎn)便，與實(shí)測(cè)值無關(guān)，但通常偏離實(shí)際特性較多。103.2 傳感器、檢測(cè)系統(tǒng)的靜態(tài)特性及指?jìng)鞲衅?、檢測(cè)系統(tǒng)的靜態(tài)特性及指標(biāo)標(biāo)獲取擬合直線方法：獲取擬合直線方法：(c) 最小二乘法最小二乘法：計(jì)算：有計(jì)算：有n個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù):

11、(x1,y1), (x2,y2), , (xn,yn)， (n2)殘差：殘差： i = yi (a + b xi) 殘差平方和最?。簹埐钇椒胶妥钚。?i=min22)(iiiiiixxnyxyxnb222)(iiiiiiixxnyxxyxa使得正負(fù)行程的非線性偏差相等且最小使得正負(fù)行程的非線性偏差相等且最小(a) 端點(diǎn)連線法：端點(diǎn)連線法：檢測(cè)系統(tǒng)輸入輸出曲線的兩端點(diǎn)連線檢測(cè)系統(tǒng)輸入輸出曲線的兩端點(diǎn)連線特點(diǎn)特點(diǎn)：xy算法算法：簡(jiǎn)單、方便，偏差大，與測(cè)量值有關(guān)簡(jiǎn)單、方便，偏差大，與測(cè)量值有關(guān)(b) 最佳直線法：最佳直線法：精度最高，計(jì)算法（迭代、逐次逼近）精度最高，計(jì)算法（迭代、逐次逼近）算法算法

12、：特點(diǎn)特點(diǎn)：算法算法：特點(diǎn)特點(diǎn)：精度高：精度高xy簡(jiǎn)單實(shí)用，作圖法（端點(diǎn)連線平移）簡(jiǎn)單實(shí)用，作圖法（端點(diǎn)連線平移）1. 線性度線性度11檢測(cè)系統(tǒng)的靜態(tài)特性檢測(cè)系統(tǒng)的靜態(tài)特性2. 靈敏度靈敏度(sensitivity)定義定義：測(cè)量系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)下輸出量的增量與輸入量的增量之比測(cè)量系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)下輸出量的增量與輸入量的增量之比斜率：斜率：xyK/說明說明: a. 線性檢測(cè)系統(tǒng)：靈敏度為常數(shù)；線性檢測(cè)系統(tǒng)：靈敏度為常數(shù)；例：間隙式平板電容傳感器例：間隙式平板電容傳感器b. 非線性檢測(cè)系統(tǒng)：靈敏度為變數(shù)非線性檢測(cè)系統(tǒng)：靈敏度為變數(shù)bxaybK )(xfy dxxdfK)(靈敏度系數(shù)靈敏度系數(shù))靈敏度靈敏度d

13、SC2dSdCK雙曲線、非線性雙曲線、非線性電容電容：*靈敏度的單位：靈敏度的單位：如壓力傳感器的靈敏度為1.2mV/V, 位移傳感器的靈敏度為0.01V/V/mm，實(shí)際含義？，實(shí)際含義？12檢測(cè)系統(tǒng)的靜態(tài)特性檢測(cè)系統(tǒng)的靜態(tài)特性3. 重復(fù)性重復(fù)性(repeatability)同一條件下，對(duì)同一被測(cè)量，同一方向，多次重復(fù)測(cè)量，結(jié)果差異同一條件下，對(duì)同一被測(cè)量，同一方向，多次重復(fù)測(cè)量，結(jié)果差異對(duì)同一被測(cè)量值：各次測(cè)量數(shù)值的偏差程度對(duì)同一被測(cè)量值：各次測(cè)量數(shù)值的偏差程度重復(fù)性是檢測(cè)系統(tǒng)最基本的技術(shù)指標(biāo)，是其他各項(xiàng)指標(biāo)的前提和保證重復(fù)性是檢測(cè)系統(tǒng)最基本的技術(shù)指標(biāo)，是其他各項(xiàng)指標(biāo)的前提和保證.定義定義:

14、 傳感器系統(tǒng)在同一工作條件下，輸入量按同方向作全量程連續(xù)多傳感器系統(tǒng)在同一工作條件下，輸入量按同方向作全量程連續(xù)多 次變動(dòng)時(shí)，所得特性曲線之間的一致性程度。次變動(dòng)時(shí)，所得特性曲線之間的一致性程度。測(cè)量數(shù)據(jù)的分散性測(cè)量數(shù)據(jù)的分散性 的的計(jì)算計(jì)算：貝塞爾公式：貝塞爾公式1)(12nyyniiyi-測(cè)量輸出值，測(cè)量輸出值，i=1,2,ny-輸出值的平均值輸出值的平均值對(duì)不同被測(cè)數(shù)值：各次測(cè)量曲線的偏差程度對(duì)不同被測(cè)數(shù)值：各次測(cè)量曲線的偏差程度yxOmax%100%100.max.max SFSFnRykyr現(xiàn)象現(xiàn)象： 重復(fù)性誤差是隨機(jī)誤差，計(jì)算方式如下重復(fù)性誤差是隨機(jī)誤差，計(jì)算方式如下：式中式中,

15、,rnR為重復(fù)性誤差；為重復(fù)性誤差； max為為各測(cè)點(diǎn)極限誤差的最大值各測(cè)點(diǎn)極限誤差的最大值 max為為全部校準(zhǔn)點(diǎn)正、反行程輸出值的標(biāo)準(zhǔn)偏差中全部校準(zhǔn)點(diǎn)正、反行程輸出值的標(biāo)準(zhǔn)偏差中 之最大值；之最大值；k為置信系數(shù)。為置信系數(shù)。133.2 傳感器、檢測(cè)系統(tǒng)的靜態(tài)特性及指標(biāo)傳感器、檢測(cè)系統(tǒng)的靜態(tài)特性及指標(biāo)4. 遲滯誤差遲滯誤差系統(tǒng)的輸入由小增大系統(tǒng)的輸入由小增大(正行程正行程)，繼而自大減小，繼而自大減小(反行程反行程)的測(cè)試過程的測(cè)試過程中，對(duì)應(yīng)同一輸入量，輸出量不重合中，對(duì)應(yīng)同一輸入量，輸出量不重合(有誤差有誤差)的現(xiàn)象稱為遲滯的現(xiàn)象稱為遲滯(hysteresis)，亦稱回程誤差。亦稱回程誤

16、差。裝置內(nèi)的彈性和磁性元件及機(jī)械部分的摩擦、間隙、積塞灰塵等裝置內(nèi)的彈性和磁性元件及機(jī)械部分的摩擦、間隙、積塞灰塵等.遲滯大小常用全量程中最大遲滯與滿量程輸出平均值之比的百分遲滯大小常用全量程中最大遲滯與滿量程輸出平均值之比的百分?jǐn)?shù)（引用誤差）表示：數(shù)（引用誤差）表示：式中，式中， Hmax為在正反行程輸出值的最大差值。為在正反行程輸出值的最大差值。注：不同的教材對(duì)此指標(biāo)的計(jì)算有差異！注：不同的教材對(duì)此指標(biāo)的計(jì)算有差異！又稱“滿度值”，指測(cè)量系統(tǒng)示值范圍上、下限之差的模。表征傳感器系統(tǒng)能承受最大輸入量的能力能承受最大輸入量的能力。當(dāng)輸入量在量程范圍內(nèi)時(shí)，測(cè)量系統(tǒng)正常工作，并保證預(yù)定的性能。定義

17、定義：%100.maxSFnHyHr原因：原因：yxOmaxH量程143.2 傳感器、檢測(cè)系統(tǒng)的靜態(tài)特性及指標(biāo)傳感器、檢測(cè)系統(tǒng)的靜態(tài)特性及指標(biāo)5. 分辨力分辨力能檢測(cè)出的被測(cè)量的最小變化量，能檢測(cè)出的被測(cè)量的最小變化量，2、分辨率、分辨率 - 相對(duì)數(shù)值：相對(duì)數(shù)值：定義定義：1、分辨力、分辨力 - 絕對(duì)數(shù)值，如絕對(duì)數(shù)值，如 0.01mm，0.1g，10ms，說明說明：表征系統(tǒng)的分辨能力表征系統(tǒng)的分辨能力( resolution )能檢測(cè)的最小被測(cè)量的變換量相對(duì)于能檢測(cè)的最小被測(cè)量的變換量相對(duì)于 滿量程的百分?jǐn)?shù)，如：滿量程的百分?jǐn)?shù)，如： 0.1%, 0.02%3、閥值、閥值 - 在系統(tǒng)輸入零點(diǎn)附近

18、的分辨力在系統(tǒng)輸入零點(diǎn)附近的分辨力6漂移漂移*一定時(shí)間間隔內(nèi)，系統(tǒng)輸出量存在的與被測(cè)輸入無關(guān)的、不需的變化。一定時(shí)間間隔內(nèi)，系統(tǒng)輸出量存在的與被測(cè)輸入無關(guān)的、不需的變化。類型：零點(diǎn)類型：零點(diǎn)(零位零位)漂移，靈敏度漂移漂移，靈敏度漂移時(shí)漂時(shí)漂(零點(diǎn)或靈敏度隨時(shí)間變化零點(diǎn)或靈敏度隨時(shí)間變化), 溫漂溫漂(溫度變化引起的漂移溫度變化引起的漂移)。7. 量程量程*又稱滿度值，指測(cè)量系統(tǒng)示值范圍上、下限之差的模。表征傳感器、檢又稱滿度值，指測(cè)量系統(tǒng)示值范圍上、下限之差的模。表征傳感器、檢測(cè)系統(tǒng)能承受最大輸入的能力。輸入量在量程范圍內(nèi)，系統(tǒng)正常工作，測(cè)系統(tǒng)能承受最大輸入的能力。輸入量在量程范圍內(nèi)，系統(tǒng)正

19、常工作，并保證預(yù)定性能。并保證預(yù)定性能。153.2 傳感器、檢測(cè)系統(tǒng)的靜態(tài)特性及指標(biāo)傳感器、檢測(cè)系統(tǒng)的靜態(tài)特性及指標(biāo)8.8.靜態(tài)誤差靜態(tài)誤差 指滿量程內(nèi)任一點(diǎn)的輸出值相對(duì)其理論值的可能偏離（逼近）程度。指滿量程內(nèi)任一點(diǎn)的輸出值相對(duì)其理論值的可能偏離（逼近）程度。 靜態(tài)誤差是評(píng)價(jià)靜態(tài)性能的綜合指標(biāo)，表示采用該傳感器或系統(tǒng)作靜靜態(tài)誤差是評(píng)價(jià)靜態(tài)性能的綜合指標(biāo)，表示采用該傳感器或系統(tǒng)作靜態(tài)測(cè)量時(shí)所得數(shù)值結(jié)果的不確定度態(tài)測(cè)量時(shí)所得數(shù)值結(jié)果的不確定度(精確度精確度)。 一般用一般用方和根方和根或或代數(shù)和代數(shù)和法計(jì)算。法計(jì)算。 常用重復(fù)性、線性度、遲滯三項(xiàng)（相對(duì)值）的方和根或代數(shù)和表示：常用重復(fù)性、線性度

20、、遲滯三項(xiàng)（相對(duì)值）的方和根或代數(shù)和表示： 或或 當(dāng)一個(gè)傳感器或系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成并實(shí)際標(biāo)定后，人們有時(shí)以工業(yè)上儀表當(dāng)一個(gè)傳感器或系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成并實(shí)際標(biāo)定后，人們有時(shí)以工業(yè)上儀表精度的定義給出其精度，也即以最大引用誤差來度量。精度的定義給出其精度，也即以最大引用誤差來度量。222RHlSeeee)(RHLSeeee小結(jié)小結(jié)*量程（測(cè)量范圍）、靈敏度、分辨力是衡量傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)基本功量程（測(cè)量范圍）、靈敏度、分辨力是衡量傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)基本功能特性的指標(biāo)，決定傳感器或系統(tǒng)的工作能力；能特性的指標(biāo)，決定傳感器或系統(tǒng)的工作能力；線性度、重復(fù)性、遲滯線性度、重復(fù)性、遲滯、漂移漂移、死區(qū)、穩(wěn)定性、精確度精確度

21、是衡量精度特衡量精度特性的指標(biāo)，決定傳感器或系統(tǒng)在什么程度上能完成所需的測(cè)量性的指標(biāo)，決定傳感器或系統(tǒng)在什么程度上能完成所需的測(cè)量。163.3 傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指標(biāo)傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指標(biāo)1. 動(dòng)態(tài)特性分析的特殊性動(dòng)態(tài)特性分析的特殊性 測(cè)試動(dòng)態(tài)參量時(shí)，要求檢測(cè)系統(tǒng)不僅能精確測(cè)量被測(cè)信號(hào)幅值，還包括其隨時(shí)間變化過程的波形，即要求迅速、準(zhǔn)確和無失真地再現(xiàn)被測(cè)信號(hào)隨時(shí)間變化的波形，使輸出與輸入隨時(shí)間的變化一致。 動(dòng)態(tài)特性反映傳感器對(duì)隨時(shí)間變化的激勵(lì)(輸入)的響應(yīng)(輸出)特性。實(shí)際傳感器除理想的比例特性環(huán)節(jié)外，還有阻尼、慣性環(huán)節(jié)，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)沒有完全相同的時(shí)間函數(shù)，這種輸出與

22、輸入之差即動(dòng)態(tài)誤差。該誤差越大，傳感器動(dòng)態(tài)性能越差。 研究?jī)?nèi)容研究?jī)?nèi)容：動(dòng)態(tài)誤差分析及產(chǎn)生原因，改善措施。173.3 傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指標(biāo)傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指標(biāo)2. 動(dòng)態(tài)特性的研究分析方法動(dòng)態(tài)特性的研究分析方法 1）動(dòng)態(tài)過程與誤差）動(dòng)態(tài)過程與誤差過程過程： 穩(wěn)態(tài)過程（輸出量達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)）；穩(wěn)態(tài)過程（輸出量達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)）； 暫態(tài)過程（輸出量由一個(gè)穩(wěn)態(tài)到另一個(gè)穩(wěn)態(tài)的過渡過程）。暫態(tài)過程（輸出量由一個(gè)穩(wěn)態(tài)到另一個(gè)穩(wěn)態(tài)的過渡過程）。誤差之一：輸出量達(dá)到穩(wěn)態(tài)后與理想輸出量之間的差值；誤差之一：輸出量達(dá)到穩(wěn)態(tài)后與理想輸出量之間的差值；誤差之二：輸入量躍變時(shí)，輸出量處于暫態(tài)過程的過

23、渡狀態(tài)時(shí)的誤差。誤差之二：輸入量躍變時(shí)，輸出量處于暫態(tài)過程的過渡狀態(tài)時(shí)的誤差。2）分析方法）分析方法 不用微分方程描述法不用微分方程描述法( (雖然雖然概念清晰，輸入概念清晰，輸入-輸出關(guān)系明了，可區(qū)分輸出關(guān)系明了，可區(qū)分暫態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)；但求解方程麻煩，傳感器調(diào)整時(shí)分析困難）。暫態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)；但求解方程麻煩，傳感器調(diào)整時(shí)分析困難）。 實(shí)際中輸入量千變?nèi)f化，往往事先不知實(shí)際中輸入量千變?nèi)f化，往往事先不知( (或以時(shí)間函數(shù)表達(dá)被測(cè)動(dòng)態(tài)或以時(shí)間函數(shù)表達(dá)被測(cè)動(dòng)態(tài)信號(hào)的形式多種多樣信號(hào)的形式多種多樣) )，工程上以標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)激勵(lì)分析其時(shí)頻響應(yīng)來評(píng)定。，工程上以標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)激勵(lì)分析其時(shí)頻響應(yīng)來評(píng)定。 時(shí)

24、域分析只能分析傳感器對(duì)特定輸入時(shí)間函數(shù)的響應(yīng)，常用激勵(lì)信時(shí)域分析只能分析傳感器對(duì)特定輸入時(shí)間函數(shù)的響應(yīng)，常用激勵(lì)信號(hào)如階躍信號(hào)、脈沖信號(hào)等；號(hào)如階躍信號(hào)、脈沖信號(hào)等； 頻域分析一般以正弦輸入作激勵(lì)得到頻率響應(yīng)特性。頻域分析一般以正弦輸入作激勵(lì)得到頻率響應(yīng)特性。183.3 傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指?jìng)鞲衅髋c檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指標(biāo)標(biāo)2. 動(dòng)態(tài)特性的研究分析方法動(dòng)態(tài)特性的研究分析方法3） 檢測(cè)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)特性檢測(cè)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)特性輸入輸入：階躍信號(hào)：階躍信號(hào)0010)(tttu輸出輸出：階躍響應(yīng)：階躍響應(yīng)時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù) ：上升時(shí)間上升時(shí)間Tr：響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間Ts：最大超調(diào)最大超調(diào)a1：衰

25、減率衰減率 ：穩(wěn)態(tài)誤差穩(wěn)態(tài)誤差ess：系統(tǒng)輸出值上升到穩(wěn)態(tài)值系統(tǒng)輸出值上升到穩(wěn)態(tài)值yc的的63.2%所需的時(shí)間所需的時(shí)間傳感器輸出從穩(wěn)態(tài)值傳感器輸出從穩(wěn)態(tài)值yc的的10%上升到上升到90%所需時(shí)間所需時(shí)間輸出值達(dá)到允許范圍輸出值達(dá)到允許范圍%的所需時(shí)間的所需時(shí)間響應(yīng)曲線第一次超過穩(wěn)態(tài)值響應(yīng)曲線第一次超過穩(wěn)態(tài)值yc的峰高：的峰高：ymax-yc相鄰兩個(gè)波峰（或波谷）高度下降的百分?jǐn)?shù)相鄰兩個(gè)波峰（或波谷）高度下降的百分?jǐn)?shù)無限長(zhǎng)時(shí)間后，傳感器穩(wěn)態(tài)值與目標(biāo)值偏差的相對(duì)誤差無限長(zhǎng)時(shí)間后，傳感器穩(wěn)態(tài)值與目標(biāo)值偏差的相對(duì)誤差193.3 傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指?jìng)鞲衅髋c檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指標(biāo)標(biāo)2. 動(dòng)

26、態(tài)特性的研究分析方法動(dòng)態(tài)特性的研究分析方法4） 頻率響應(yīng)特性頻率響應(yīng)特性輸入：輸入：輸出：輸出：頻率響應(yīng)特性頻率響應(yīng)特性輸入量：輸入量：tXxsin輸出量：輸出量：)sin(tYy頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)： )(01110111)()()()()()()()()(jnnnnmmmmeAajajajabjbjbjbjXjYjH頻率特性頻率特性： 穩(wěn)態(tài)輸出與輸入幅值之比和兩者相位差是輸入頻率的函數(shù)。穩(wěn)態(tài)輸出與輸入幅值之比和兩者相位差是輸入頻率的函數(shù)。幅幅-頻頻、相相頻頻正弦信號(hào)正弦信號(hào)-一系列，頻率不同，幅值相等一系列，頻率不同，幅值相等正弦信號(hào)正弦信號(hào)-觀察：幅值、相位、頻率觀察：幅值、相位、頻

27、率(穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài))203.3 傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指?jìng)鞲衅髋c檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指標(biāo)標(biāo)典型的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線：典型的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線：理想幅頻特性：理想幅頻特性：相頻特性：相頻特性： ReImarctan)()(jH相頻特性相頻特性 幅頻特性幅頻特性幅頻特性：幅頻特性：性能指標(biāo)性能指標(biāo)1: 頻響范圍頻響范圍-誤差誤差 3dB對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的頻率范圍（通頻帶、頻帶、工作頻帶）頻率范圍（通頻帶、頻帶、工作頻帶）幅值比與頻率關(guān)系幅值比與頻率關(guān)系A(chǔ)( ) - .0dB 水平線水平線(幅值不變幅值不變)相位與頻率的關(guān)系相位與頻率的關(guān)系 ( ) - 。A( ) ：輸出幅值與靜態(tài)幅值比：輸出幅值與靜態(tài)幅值比

28、 - 系統(tǒng)的系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)靈敏度動(dòng)態(tài)靈敏度（增益）（增益）22)Im()Re()()()()(XYjXjYjHAdBA/ )(lg202. 動(dòng)態(tài)特性的研究分析方法動(dòng)態(tài)特性的研究分析方法4） 頻率響應(yīng)特性頻率響應(yīng)特性性能指標(biāo)性能指標(biāo)2：幅值誤差：幅值誤差 理想值？理想值？ 相位誤差相位誤差 理想值？理想值？動(dòng)態(tài)靈敏度誤差動(dòng)態(tài)靈敏度誤差?215） 典型檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性典型檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性a) 零階系統(tǒng)零階系統(tǒng)：微分方程：微分方程：xbya00Kxxaby00特點(diǎn)特點(diǎn)：(a) 屬于靜態(tài)環(huán)節(jié)：屬于靜態(tài)環(huán)節(jié)：(d) 實(shí)際零階環(huán)節(jié)：緩慢變化，頻率較低實(shí)際零階環(huán)節(jié)：緩慢變化，頻率較低 - 近似零階環(huán)節(jié)近似零

29、階環(huán)節(jié)(c) 與時(shí)間無關(guān)，與頻率無關(guān)，無滯后，與時(shí)間無關(guān)，與頻率無關(guān)，無滯后，無慣性無慣性理想環(huán)節(jié)理想環(huán)節(jié)00/abK 靜態(tài)靈敏度系數(shù)靜態(tài)靈敏度系數(shù)(b) 輸出輸出 輸入輸入又稱：比例環(huán)節(jié)又稱：比例環(huán)節(jié)幅頻特性：幅頻特性：KA)(相頻特性：相頻特性：0)(實(shí)例實(shí)例：電位計(jì)式角位移傳感器電位計(jì)式角位移傳感器KUUE180/0微分方程：微分方程：靜態(tài)靈敏度系數(shù)：靜態(tài)靈敏度系數(shù)：180/EUK UEU03.3 傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指標(biāo)傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指標(biāo)223.3 傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指標(biāo)傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指標(biāo)b) 一階系統(tǒng)：一階系統(tǒng)：微分方程：微分方程：xby

30、adtdya001xabydtdyaa000101/aa時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù)靜態(tài)靈敏度靜態(tài)靈敏度00/abK 幅頻特性：幅頻特性：相頻特性：相頻特性：1)(/)(2KA)arctan()(幅頻特性和相頻特性對(duì)數(shù)圖（伯德圖）：幅頻特性和相頻特性對(duì)數(shù)圖（伯德圖）：失真失真 1/ 時(shí)：時(shí)： A( )=K ( )=0零階零階無滯后無滯后 1/ 時(shí)：時(shí)： A( ) ( ) 幅值衰減幅值衰減相位滯后相位滯后5） 典型檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性典型檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性實(shí)例實(shí)例: 無質(zhì)量單自由度振動(dòng)系統(tǒng)無質(zhì)量單自由度振動(dòng)系統(tǒng)(a)、無源積分電路、無源積分電路(b)、 液位溫度計(jì)液位溫度計(jì)(c)233.3 傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的

31、動(dòng)態(tài)特性及指標(biāo)傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指標(biāo)輸入階躍信號(hào)：輸入階躍信號(hào)：000)(ttAtx一階環(huán)節(jié)微分方程：一階環(huán)節(jié)微分方程：t=2 ：ed=13.5%；動(dòng)態(tài)誤差：動(dòng)態(tài)誤差：特點(diǎn)特點(diǎn)：實(shí)例：實(shí)例：)1 (/teKAy/)1 (ttdeKAeKAKAe動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性主要取決于時(shí)間常數(shù)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性主要取決于時(shí)間常數(shù) ；bxkydtdyc階躍響應(yīng)階躍響應(yīng)：t=3 ：ed=5%；t=5 ：ed=0.7%； 小小階躍響應(yīng)迅速階躍響應(yīng)迅速截止頻率高截止頻率高慣性小慣性小慣性環(huán)節(jié)慣性環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)方程：運(yùn)動(dòng)方程：帶阻尼彈簧測(cè)力傳感器帶阻尼彈簧測(cè)力傳感器kc/時(shí)間常數(shù)：時(shí)間常數(shù)：kbK/靜態(tài)靈敏度系數(shù)：靜態(tài)靈敏度

32、系數(shù)：k-彈簧剛度彈簧剛度c-阻尼系數(shù)阻尼系數(shù)5） 典型檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性典型檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性b) 一階系統(tǒng)：一階系統(tǒng)：243.3 傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指標(biāo)傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指標(biāo)c) 二階環(huán)節(jié)：二階環(huán)節(jié)：微分方程：微分方程：xbyadtdyadxyda00122220/aan參數(shù)參數(shù)1: 固有頻率固有頻率參數(shù)參數(shù)2：阻尼比阻尼比2012/aaa幅頻特性：幅頻特性：相頻特性：相頻特性：222/2)/(1 )(nnKA)/(1/2arctan)(2nn由幅頻特性與相頻特性伯德圖可知：由幅頻特性與相頻特性伯德圖可知：當(dāng)當(dāng) / n1時(shí)時(shí)： 較小時(shí)較小時(shí) ：A( ) K， ( ) 0

33、，A( )隨隨 出現(xiàn)較大波動(dòng)，出現(xiàn)較大波動(dòng)， 0.7時(shí)時(shí)：A( )平坦段最寬，平坦段最寬， ( )接近斜直線接近斜直線A( )0.3時(shí)時(shí)： 與阻尼有關(guān)與阻尼有關(guān)當(dāng)當(dāng) =0時(shí)，時(shí)，A( n) = , 附近諧振附近諧振 較大時(shí)較大時(shí)：5） 典型檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性典型檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性一般，應(yīng)使一般，應(yīng)使: n(35) max, 0.7。253.3 傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指標(biāo)傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指標(biāo)輸入輸入000)(ttAtx當(dāng)當(dāng) 1時(shí)時(shí)：應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例：Fkydtdycdtydm22當(dāng)當(dāng) 1時(shí)時(shí)：當(dāng)當(dāng) =1時(shí)時(shí)：無過沖，無震蕩，無過沖，無震蕩，過阻尼過阻尼曲線上升慢，響應(yīng)速度低曲線

34、上升慢，響應(yīng)速度低產(chǎn)生衰減震蕩產(chǎn)生衰減震蕩 欠阻尼欠阻尼曲線上升塊，響應(yīng)速度高曲線上升塊，響應(yīng)速度高臨界阻尼臨界阻尼彈簧彈簧(k)阻尼阻尼(c)質(zhì)量質(zhì)量(m)壓電式動(dòng)態(tài)測(cè)力傳感器壓電式動(dòng)態(tài)測(cè)力傳感器靜態(tài)靈敏度系數(shù)：靜態(tài)靈敏度系數(shù)：運(yùn)動(dòng)微分方程：運(yùn)動(dòng)微分方程：mkaan/20固有頻率固有頻率:阻尼比阻尼比:kmcaaa2/2/201一般?。阂话闳。?=0.60.8kK 階躍響應(yīng)階躍響應(yīng)：5） 典型檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性典型檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性26 為理解二階系統(tǒng)幅值誤差和相位誤差的概念，參考例題： 一個(gè)二階系統(tǒng)的力傳感器，其固有頻率n=800rad/s，阻尼比=0.4，用它測(cè)頻率=400rad/s的正

35、弦變化力，求振幅誤差及相位偏移？若用n=1000rad/s，=0.6的力傳感器，測(cè)量結(jié)果有多大改善？解：二階系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)分別為222211)(nnjH2112tan)(nn（1）（2）3.3 傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指標(biāo)傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指標(biāo)27將n=800rad/s，=0.4代入（1）和（2）式中得即幅值誤差為18%（振幅誤差），相位滯后為28。若改選傳感器n=1000rad/s，=0.6，則有即振幅誤差降低為3%，相位滯后增為30。以犧牲一點(diǎn)相位差換取低幅值誤差，測(cè)量結(jié)果得到較大改善。18. 18004004 . 0280040011)(222jHo2880040

36、018004004 . 02tan2103. 110004006 . 02100040011)(222jHo301000400110004006 . 02tan213.3 傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指標(biāo)傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及指標(biāo)283.4 實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件 任何測(cè)量系統(tǒng)都希望靈敏度高、頻率響應(yīng)特性好、響應(yīng)快和時(shí)間滯任何測(cè)量系統(tǒng)都希望靈敏度高、頻率響應(yīng)特性好、響應(yīng)快和時(shí)間滯后小，但全面滿足這些要求困難而又矛盾。后小，但全面滿足這些要求困難而又矛盾。 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量首先要求實(shí)現(xiàn)不失真。為此系統(tǒng)必須是一個(gè)單向環(huán)節(jié)，且測(cè)量首先要求實(shí)現(xiàn)不失真。為此系統(tǒng)必須是一個(gè)單向環(huán)節(jié)，且

37、其頻響特性滿足在允許誤差范圍內(nèi)為線性系統(tǒng)。其頻響特性滿足在允許誤差范圍內(nèi)為線性系統(tǒng)。 系統(tǒng)的輸出系統(tǒng)的輸出y(t)和輸入和輸入x(t)之間，其幅值成比例增大之間，其幅值成比例增大(或衰減或衰減)，其相位，其相位只是滯后只是滯后(或超前或超前)一個(gè)時(shí)間，其關(guān)系式為：一個(gè)時(shí)間，其關(guān)系式為：式中式中 A。和。和 均為常數(shù)。均為常數(shù)。 此式表明：該系統(tǒng)的輸出波形精確地與此式表明：該系統(tǒng)的輸出波形精確地與輸入波形相似，但對(duì)應(yīng)的輸出與輸入的瞬時(shí)輸入波形相似，但對(duì)應(yīng)的輸出與輸入的瞬時(shí)值放大了值放大了A0倍并滯后了一個(gè)時(shí)間倍并滯后了一個(gè)時(shí)間 。因此，。因此，輸出無失真地復(fù)現(xiàn)了輸入，也即實(shí)現(xiàn)了不失輸出無失真地復(fù)

38、現(xiàn)了輸入，也即實(shí)現(xiàn)了不失真測(cè)量。真測(cè)量。)()(0txAtyy(t)x(t)t幅值不失真輸出與輸入293.4 實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件 對(duì)上式取傅里葉變換有：對(duì)上式取傅里葉變換有： 由此得實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的系統(tǒng)頻響應(yīng)滿足：由此得實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的系統(tǒng)頻響應(yīng)滿足：A( )=A0=const， ( )= - 實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的測(cè)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性應(yīng)滿足實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的測(cè)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性應(yīng)滿足條件條件:測(cè)量系統(tǒng)在整個(gè)工作頻率范圍內(nèi)，幅頻特性為常數(shù)。使得各次諧波分測(cè)量系統(tǒng)在整個(gè)工作頻率范圍內(nèi)，幅頻特性為常數(shù)。使得各次諧波分 量的幅值同倍數(shù)地增大或衰減。量的幅值同倍數(shù)地增大或衰減。測(cè)量系

39、統(tǒng)的相頻特性為一過原點(diǎn)的直線。使得各次諧波分量的相移正測(cè)量系統(tǒng)的相頻特性為一過原點(diǎn)的直線。使得各次諧波分量的相移正 比于各次諧波分量的頻率。比于各次諧波分量的頻率。注：滿足上述條件時(shí)，輸出仍滯后于輸入一定的時(shí)間注：滿足上述條件時(shí)，輸出仍滯后于輸入一定的時(shí)間。當(dāng)測(cè)量結(jié)果用。當(dāng)測(cè)量結(jié)果用 作反饋控制信號(hào)時(shí)，不允許輸出滯后輸入，要求檢測(cè)系統(tǒng)的相頻特作反饋控制信號(hào)時(shí)，不允許輸出滯后輸入，要求檢測(cè)系統(tǒng)的相頻特 性為零，即性為零，即 ( )=0。 另外，實(shí)際被測(cè)信號(hào)的頻帶寬度有限。因此，只要求在被測(cè)信號(hào)的另外，實(shí)際被測(cè)信號(hào)的頻帶寬度有限。因此，只要求在被測(cè)信號(hào)的 頻帶范圍內(nèi)，系統(tǒng)的頻率特性在允許誤差范圍內(nèi)

40、滿足上述要求，而頻帶范圍內(nèi)，系統(tǒng)的頻率特性在允許誤差范圍內(nèi)滿足上述要求，而 在不需要的頻帶內(nèi)，幅頻特性最好為零，以避免其他信號(hào)干擾。在不需要的頻帶內(nèi)，幅頻特性最好為零，以避免其他信號(hào)干擾。jeAjXjYjG0)()()(30 3.5 改善傳感器系統(tǒng)性能的技術(shù)措施和途徑改善傳感器系統(tǒng)性能的技術(shù)措施和途徑 傳感器的性能指標(biāo)很多，使各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)難實(shí)現(xiàn)，無必要。應(yīng)傳感器的性能指標(biāo)很多，使各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)難實(shí)現(xiàn)，無必要。應(yīng)按實(shí)際需要與可能，確保主要指標(biāo)，放寬次要指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比按實(shí)際需要與可能，確保主要指標(biāo)，放寬次要指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比 1 ) 結(jié)構(gòu)、材料與參數(shù)的合理選擇結(jié)構(gòu)、材料與參數(shù)的合理選擇 -提高性

41、價(jià)比的一種有效途徑提高性價(jià)比的一種有效途徑選取原則選取原則：(1)對(duì)于傳感器的研究和生產(chǎn)，逐步形成系列產(chǎn)品滿足不同使用要求；對(duì)于傳感器的研究和生產(chǎn)，逐步形成系列產(chǎn)品滿足不同使用要求；(2)對(duì)于用戶，按實(shí)際需要恰如其分地選用對(duì)于用戶，按實(shí)際需要恰如其分地選用(或設(shè)計(jì)或設(shè)計(jì))能滿足使用要求的能滿足使用要求的 產(chǎn)品，避免盲目追求高指標(biāo)。產(chǎn)品，避免盲目追求高指標(biāo)。例：例：選稱重傳感器，應(yīng)根據(jù)要求選擇測(cè)量范圍、線性度、回差、重復(fù)選稱重傳感器，應(yīng)根據(jù)要求選擇測(cè)量范圍、線性度、回差、重復(fù) 性等指標(biāo)，根據(jù)使用條件考慮種類、結(jié)構(gòu)形式，材質(zhì)等；選測(cè)振性等指標(biāo)，根據(jù)使用條件考慮種類、結(jié)構(gòu)形式，材質(zhì)等；選測(cè)振 傳感器

42、，應(yīng)根據(jù)頻率范圍、動(dòng)態(tài)范圍和精度要求選擇傳感器種傳感器，應(yīng)根據(jù)頻率范圍、動(dòng)態(tài)范圍和精度要求選擇傳感器種 類、固有頻率、阻尼比及結(jié)構(gòu)形式等。類、固有頻率、阻尼比及結(jié)構(gòu)形式等。 具體原則和方法與具體傳感器及其性能要求相關(guān)。具體原則和方法與具體傳感器及其性能要求相關(guān)。312）差動(dòng)技術(shù)）差動(dòng)技術(shù) 當(dāng)輸入量變化范圍不大，且非線性項(xiàng)的階次不高時(shí)，可用切線或割當(dāng)輸入量變化范圍不大，且非線性項(xiàng)的階次不高時(shí)，可用切線或割線代替實(shí)際曲線的某一段，這種方法稱為靜態(tài)特性的線性化。線代替實(shí)際曲線的某一段，這種方法稱為靜態(tài)特性的線性化。 在右圖中取在右圖中取ab段為測(cè)量范圍，但這時(shí)原點(diǎn)不在段為測(cè)量范圍，但這時(shí)原點(diǎn)不在C點(diǎn)

43、，而在點(diǎn)，而在O點(diǎn)，故局點(diǎn)，故局限性很大。限性很大。 傳感器靜態(tài)特性的四種情況中，對(duì)于其傳感器靜態(tài)特性的四種情況中，對(duì)于其非線性項(xiàng)只存在奇次項(xiàng)且對(duì)稱于坐標(biāo)原點(diǎn)，非線性項(xiàng)只存在奇次項(xiàng)且對(duì)稱于坐標(biāo)原點(diǎn)，在原點(diǎn)附近的一定范圍內(nèi)存在近似線性段。在原點(diǎn)附近的一定范圍內(nèi)存在近似線性段。 分析多項(xiàng)式可知，差動(dòng)技術(shù)是一種切實(shí)分析多項(xiàng)式可知，差動(dòng)技術(shù)是一種切實(shí)可行的減小非線性的方法。廣泛用于消除或可行的減小非線性的方法。廣泛用于消除或減小結(jié)構(gòu)原因引起的共模誤差減小結(jié)構(gòu)原因引起的共模誤差(如溫度誤差如溫度誤差)。靜態(tài)特性的線性化 3.5 改善傳感器系統(tǒng)性能的技術(shù)措施和途徑改善傳感器系統(tǒng)性能的技術(shù)措施和途徑 322

44、）差動(dòng)技術(shù)）差動(dòng)技術(shù) 差動(dòng)原理分析差動(dòng)原理分析： 設(shè)一傳感器件輸出為設(shè)一傳感器件輸出為 y1=a0 +a1x +a2x2 +a3x3 + a4x4 + 用另一相同傳感器件，但使其輸入量符號(hào)相反用另一相同傳感器件，但使其輸入量符號(hào)相反(例如使位移傳感器后例如使位移傳感器后向移動(dòng)向移動(dòng))，則其輸出為：則其輸出為： y2=a0- a1x + a2x2- a3x3 + a4x4 - 二者輸出相減得：二者輸出相減得： y=y1 - y2=2(a1x + a3x3 + ) 總輸出不含零位輸出和偶次非線性項(xiàng)，加寬了近似線性范圍，減小總輸出不含零位輸出和偶次非線性項(xiàng)，加寬了近似線性范圍，減小了非線性，提高了靈

45、敏度，抵消了共模誤差。了非線性，提高了靈敏度，抵消了共模誤差。 差動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于電阻應(yīng)變式、電感式、電容式等結(jié)構(gòu)型傳感器差動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于電阻應(yīng)變式、電感式、電容式等結(jié)構(gòu)型傳感器中，是改善傳感器性能的常用措施。中，是改善傳感器性能的常用措施。 3.5 改善傳感器系統(tǒng)性能的技術(shù)措施和途徑改善傳感器系統(tǒng)性能的技術(shù)措施和途徑 333）平均技術(shù)平均技術(shù)誤差平均效應(yīng)原理誤差平均效應(yīng)原理：用用n個(gè)傳感器單元同時(shí)感受被測(cè)量，其輸出是個(gè)傳感器單元同時(shí)感受被測(cè)量，其輸出是n個(gè)單元個(gè)單元輸出的總和。設(shè)每一單元可能帶來的誤差輸出的總和。設(shè)每一單元可能帶來的誤差 0可視為隨機(jī)誤差，按誤差理可視為隨機(jī)誤差，按誤差理論

46、，總誤差減小為論，總誤差減小為例：例：n=10時(shí)，誤差減小為時(shí)，誤差減小為31.6；n=500時(shí)，誤差減小為時(shí)，誤差減小為4.5 誤差平均效應(yīng)對(duì)容柵、光柵、編碼器等柵狀傳感器效果明顯；其他傳誤差平均效應(yīng)對(duì)容柵、光柵、編碼器等柵狀傳感器效果明顯；其他傳感器中，對(duì)某些工藝性缺陷所致誤差起彌補(bǔ)作用感器中，對(duì)某些工藝性缺陷所致誤差起彌補(bǔ)作用數(shù)據(jù)平均處理數(shù)據(jù)平均處理：將相同條件下的測(cè)量重復(fù)將相同條件下的測(cè)量重復(fù)n次或采樣次或采樣n次，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)平次，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)平均，隨機(jī)誤差也減小均，隨機(jī)誤差也減小 倍。因此，凡被測(cè)對(duì)象允許進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量倍。因此，凡被測(cè)對(duì)象允許進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量(或或采樣采樣)的，都

47、可采用此方法。的，都可采用此方法。 注注：上述方法在設(shè)計(jì)傳感器時(shí)可采用，在應(yīng)用傳感器時(shí)亦可效法，不過這時(shí)應(yīng)將整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)視作對(duì)象。例如常用多點(diǎn)測(cè)量方案與多次采樣。n/0n 3.5 改善傳感器系統(tǒng)性能的技術(shù)措施和途徑改善傳感器系統(tǒng)性能的技術(shù)措施和途徑 n/0n344）穩(wěn)定性處理）穩(wěn)定性處理 因?yàn)樾枰L(zhǎng)期測(cè)量或反復(fù)使用，傳感器的穩(wěn)定性特別重要，其重要因?yàn)樾枰L(zhǎng)期測(cè)量或反復(fù)使用，傳感器的穩(wěn)定性特別重要，其重要性甚至勝過精度指標(biāo)。知道誤差的規(guī)律就可進(jìn)行誤差修正或補(bǔ)償，穩(wěn)定性甚至勝過精度指標(biāo)。知道誤差的規(guī)律就可進(jìn)行誤差修正或補(bǔ)償，穩(wěn)定性則不然。性則不然。 造成性能不穩(wěn)定的原因造成性能不穩(wěn)定的原因：隨時(shí)間

48、推移或環(huán)境條件變化，構(gòu)成傳感器隨時(shí)間推移或環(huán)境條件變化，構(gòu)成傳感器的各種材料與元器件性能將發(fā)生變化。的各種材料與元器件性能將發(fā)生變化。 提高措施提高措施：要對(duì)材料、元器件或傳感器整體作必要的穩(wěn)定性處理，要對(duì)材料、元器件或傳感器整體作必要的穩(wěn)定性處理，例如結(jié)構(gòu)材料的時(shí)效處理、冰冷處理，永磁材料的時(shí)間老化、溫度老例如結(jié)構(gòu)材料的時(shí)效處理、冰冷處理，永磁材料的時(shí)間老化、溫度老化、機(jī)械老化及交流穩(wěn)磁處理，電氣元件的老化與篩選等?；C(jī)械老化及交流穩(wěn)磁處理，電氣元件的老化與篩選等。 在使用傳感器時(shí)，如果測(cè)量要求高，必要時(shí)也應(yīng)對(duì)附加的調(diào)整元在使用傳感器時(shí)，如果測(cè)量要求高，必要時(shí)也應(yīng)對(duì)附加的調(diào)整元件、后接電路

49、的關(guān)鍵元器件進(jìn)行老化處理。件、后接電路的關(guān)鍵元器件進(jìn)行老化處理。 3.5 改善傳感器系統(tǒng)性能的技術(shù)措施和途徑改善傳感器系統(tǒng)性能的技術(shù)措施和途徑 355）屏蔽、隔離與干擾抑制）屏蔽、隔離與干擾抑制 傳感器是一個(gè)復(fù)雜輸入系統(tǒng)。如圖，傳感器是一個(gè)復(fù)雜輸入系統(tǒng)。如圖，x(t)為被測(cè)量，為被測(cè)量，xi(t)為外界影響為外界影響因素。為減小測(cè)量誤差，應(yīng)設(shè)法削弱或消除外界影響因素作用。因素。為減小測(cè)量誤差，應(yīng)設(shè)法削弱或消除外界影響因素作用。三種方法三種方法： （1）減小傳感器對(duì)影響因素的靈敏度；）減小傳感器對(duì)影響因素的靈敏度； （2）降低外界因素對(duì)傳感器實(shí)際作用的功率；）降低外界因素對(duì)傳感器實(shí)際作用的功率；

50、 （3）在后續(xù)信號(hào)處理環(huán)節(jié)中加以消除或抑制。）在后續(xù)信號(hào)處理環(huán)節(jié)中加以消除或抑制。 具體實(shí)施方法：對(duì)電磁干擾，采取屏蔽、隔離措施，或用濾波等方具體實(shí)施方法：對(duì)電磁干擾，采取屏蔽、隔離措施，或用濾波等方法抑制。法抑制。 此外，還應(yīng)考慮與被測(cè)量有關(guān)的其他此外，還應(yīng)考慮與被測(cè)量有關(guān)的其他影響因素，如溫度、濕度、機(jī)械振動(dòng)、氣影響因素，如溫度、濕度、機(jī)械振動(dòng)、氣壓、電壓、輻射、甚至氣流等。為此，需壓、電壓、輻射、甚至氣流等。為此，需采取相應(yīng)的隔離措施，或在變換為電量后采取相應(yīng)的隔離措施，或在變換為電量后對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行分離或抑制，減小其影響。對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行分離或抑制，減小其影響。影響因素對(duì)傳感器的作用 3

51、.5 改善傳感器系統(tǒng)性能的技術(shù)措施和途徑改善傳感器系統(tǒng)性能的技術(shù)措施和途徑 366）零示法、微差法與閉環(huán)技術(shù)）零示法、微差法與閉環(huán)技術(shù)* -用于消除或削弱系統(tǒng)誤差用于消除或削弱系統(tǒng)誤差零示法零示法：可消除指示儀表不準(zhǔn)而造成的誤差。：可消除指示儀表不準(zhǔn)而造成的誤差。方法方法：被測(cè)量對(duì)指示儀表的作用與已知標(biāo)準(zhǔn)量對(duì)它的作用相互平衡，使：被測(cè)量對(duì)指示儀表的作用與已知標(biāo)準(zhǔn)量對(duì)它的作用相互平衡，使指示儀示零，此時(shí)被測(cè)量等于已知標(biāo)準(zhǔn)量。指示儀示零，此時(shí)被測(cè)量等于已知標(biāo)準(zhǔn)量。例：天平、傳感器中常用的平衡電橋。例：天平、傳感器中常用的平衡電橋。微差法微差法：零示法要求標(biāo)準(zhǔn)量與被測(cè)量完全相等，這要求標(biāo)準(zhǔn)量連續(xù)可：

52、零示法要求標(biāo)準(zhǔn)量與被測(cè)量完全相等，這要求標(biāo)準(zhǔn)量連續(xù)可變，不易做到。若標(biāo)準(zhǔn)量與被測(cè)量之差小到一定程度，則它們相互抵消變，不易做到。若標(biāo)準(zhǔn)量與被測(cè)量之差小到一定程度，則它們相互抵消的作用能使指示儀表的誤差影響大大削弱。的作用能使指示儀表的誤差影響大大削弱。閉環(huán)技術(shù)閉環(huán)技術(shù)：為滿足對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的高性能要求，出現(xiàn)了在零示法基礎(chǔ)上發(fā)：為滿足對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的高性能要求，出現(xiàn)了在零示法基礎(chǔ)上發(fā)展而成的閉環(huán)測(cè)試系統(tǒng)。將電子技術(shù)和控制理論中的反饋技術(shù)用于傳感展而成的閉環(huán)測(cè)試系統(tǒng)。將電子技術(shù)和控制理論中的反饋技術(shù)用于傳感器，即構(gòu)成有器，即構(gòu)成有“反向傳感器反向傳感器”的閉環(huán)傳感器。的閉環(huán)傳感器。 3.5 改善傳感器系統(tǒng)

53、性能的技術(shù)措施和途徑改善傳感器系統(tǒng)性能的技術(shù)措施和途徑 377）補(bǔ)償與校正）補(bǔ)償與校正* 當(dāng)傳感器或系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差的變化規(guī)律過于復(fù)雜，采取一定的當(dāng)傳感器或系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差的變化規(guī)律過于復(fù)雜，采取一定的技術(shù)技術(shù)措施仍難滿足要求、或可滿足要求，但價(jià)格昂貴或技術(shù)過分復(fù)措施仍難滿足要求、或可滿足要求，但價(jià)格昂貴或技術(shù)過分復(fù)雜而無現(xiàn)實(shí)意義時(shí)，若能找出誤差的方向和數(shù)值，可用修正法雜而無現(xiàn)實(shí)意義時(shí)，若能找出誤差的方向和數(shù)值，可用修正法(修正修正曲線或公式曲線或公式)補(bǔ)償或校正。補(bǔ)償或校正。 例如，傳感器有非線性，先測(cè)出其特性曲線，再加以校正；又例如，傳感器有非線性，先測(cè)出其特性曲線，再加以校正；又如對(duì)溫度誤差

54、，可在不同溫度下進(jìn)行多次測(cè)量，找出溫度對(duì)測(cè)量值如對(duì)溫度誤差，可在不同溫度下進(jìn)行多次測(cè)量，找出溫度對(duì)測(cè)量值影響的規(guī)律，然后在實(shí)測(cè)時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償。影響的規(guī)律，然后在實(shí)測(cè)時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償。 上述方法在傳感器或測(cè)試系統(tǒng)中常被采用。上述方法在傳感器或測(cè)試系統(tǒng)中常被采用。 補(bǔ)償與校正，可通過電子線路補(bǔ)償與校正，可通過電子線路(硬件硬件)來解決；也可采用微型計(jì)來解決；也可采用微型計(jì)算機(jī)算機(jī)(通常采用單片微機(jī)通常采用單片微機(jī))通過軟件來實(shí)現(xiàn)。通過軟件來實(shí)現(xiàn)。8）集成化、智能化與信息融合）集成化、智能化與信息融合* 由緒論知，集成化、智能化與信息融合的結(jié)果，將大大擴(kuò)大傳由緒論知，集成化、智能化與信息融合的結(jié)果，將大大擴(kuò)大

55、傳感器的功能，提高性能價(jià)格比。感器的功能，提高性能價(jià)格比。 3.5 改善傳感器系統(tǒng)性能的技術(shù)措施和途徑改善傳感器系統(tǒng)性能的技術(shù)措施和途徑 383.6 傳感器的標(biāo)定傳感器的標(biāo)定*1. 相關(guān)概念相關(guān)概念標(biāo)定標(biāo)定：在明確傳感器的輸入在明確傳感器的輸入-輸出變換關(guān)系的前提下，利用某種標(biāo)準(zhǔn)量輸出變換關(guān)系的前提下，利用某種標(biāo)準(zhǔn)量 或標(biāo)準(zhǔn)器具對(duì)傳感器的量值進(jìn)行標(biāo)度或標(biāo)準(zhǔn)器具對(duì)傳感器的量值進(jìn)行標(biāo)度。 新研制或生產(chǎn)的傳感器都需要進(jìn)行全面的技術(shù)檢定。校準(zhǔn)校準(zhǔn)：將傳感器在使用中或存儲(chǔ)后進(jìn)行的性能復(fù)測(cè)將傳感器在使用中或存儲(chǔ)后進(jìn)行的性能復(fù)測(cè)。 一般，標(biāo)定與校準(zhǔn)的本質(zhì)相同。基本方法基本方法：利用標(biāo)準(zhǔn)儀器產(chǎn)生已知非電量利用

56、標(biāo)準(zhǔn)儀器產(chǎn)生已知非電量(如標(biāo)準(zhǔn)力、壓力、位移如標(biāo)準(zhǔn)力、壓力、位移)作為作為輸入量，輸入到待標(biāo)定的傳感器中，然后將傳感器輸出量與輸入標(biāo)準(zhǔn)輸入量，輸入到待標(biāo)定的傳感器中，然后將傳感器輸出量與輸入標(biāo)準(zhǔn)量比較，獲得一系列標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)或曲線。有時(shí)輸入的標(biāo)準(zhǔn)量是利用標(biāo)準(zhǔn)量比較，獲得一系列標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)或曲線。有時(shí)輸入的標(biāo)準(zhǔn)量是利用標(biāo)準(zhǔn)傳感器檢測(cè)得到，這時(shí)標(biāo)定實(shí)質(zhì)上是待標(biāo)定傳感器與標(biāo)準(zhǔn)傳感器之間傳感器檢測(cè)得到，這時(shí)標(biāo)定實(shí)質(zhì)上是待標(biāo)定傳感器與標(biāo)準(zhǔn)傳感器之間的比較。的比較。 標(biāo)定在傳感器制造時(shí)雖已進(jìn)行，但使用中還要定期進(jìn)行，傳感器標(biāo)定是傳感器制造與應(yīng)用中必不可少的。392. 傳感器標(biāo)定系統(tǒng)的一般組成傳感器標(biāo)定系統(tǒng)的一般組

57、成(1)被測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生器，如恒溫源、測(cè)力機(jī)等；被測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生器，如恒溫源、測(cè)力機(jī)等；(2)被測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)，如標(biāo)準(zhǔn)壓力傳感器、標(biāo)準(zhǔn)力傳感器、標(biāo)準(zhǔn)被測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)，如標(biāo)準(zhǔn)壓力傳感器、標(biāo)準(zhǔn)力傳感器、標(biāo)準(zhǔn) 溫度計(jì)等；溫度計(jì)等；(3)待標(biāo)定傳感器所配接的信號(hào)調(diào)節(jié)器、顯示器和記錄器等，其精度是待標(biāo)定傳感器所配接的信號(hào)調(diào)節(jié)器、顯示器和記錄器等，其精度是 已知的。已知的。 為保證各種量值的準(zhǔn)確一致，標(biāo)定應(yīng)按計(jì)量部門規(guī)定的檢定規(guī)程和為保證各種量值的準(zhǔn)確一致，標(biāo)定應(yīng)按計(jì)量部門規(guī)定的檢定規(guī)程和管理辦法進(jìn)行。管理辦法進(jìn)行。3.6 傳感器的標(biāo)定傳感器的標(biāo)定*403. 傳感器標(biāo)定傳感器標(biāo)定1）標(biāo)定的基準(zhǔn)）標(biāo)

58、定的基準(zhǔn) 為了標(biāo)定必須要有長(zhǎng)期穩(wěn)定而高精度的基準(zhǔn)。有的傳感器內(nèi)裝有標(biāo)為了標(biāo)定必須要有長(zhǎng)期穩(wěn)定而高精度的基準(zhǔn)。有的傳感器內(nèi)裝有標(biāo)定用的基準(zhǔn)器，特別對(duì)內(nèi)裝微處理器的傳感器更容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)標(biāo)定的機(jī)定用的基準(zhǔn)器，特別對(duì)內(nèi)裝微處理器的傳感器更容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)標(biāo)定的機(jī)能。但如果這些傳感器的基準(zhǔn)是穩(wěn)壓電源和標(biāo)準(zhǔn)電阻器等，一般只能進(jìn)能。但如果這些傳感器的基準(zhǔn)是穩(wěn)壓電源和標(biāo)準(zhǔn)電阻器等，一般只能進(jìn)行普通傳感器輸出的后段信號(hào)標(biāo)定。行普通傳感器輸出的后段信號(hào)標(biāo)定。 當(dāng)測(cè)定量是長(zhǎng)度、角度或質(zhì)量時(shí)，這些量的基準(zhǔn)量與被測(cè)量形態(tài)是當(dāng)測(cè)定量是長(zhǎng)度、角度或質(zhì)量時(shí)，這些量的基準(zhǔn)量與被測(cè)量形態(tài)是穩(wěn)定的；當(dāng)被測(cè)量是溫度、流速或濕度等參量時(shí)，

59、因基準(zhǔn)量保持困難，穩(wěn)定的；當(dāng)被測(cè)量是溫度、流速或濕度等參量時(shí)，因基準(zhǔn)量保持困難，自動(dòng)標(biāo)定實(shí)際上不可能。自動(dòng)標(biāo)定實(shí)際上不可能。3.6 傳感器的標(biāo)定傳感器的標(biāo)定*411）標(biāo)定的基準(zhǔn)）標(biāo)定的基準(zhǔn)精度傳遞* 傳感器標(biāo)定是根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定其各項(xiàng)性能指標(biāo)，實(shí)際是確定傳感器的測(cè)量精度。 標(biāo)定傳感器必須有比被標(biāo)定傳感器的精度高的基準(zhǔn)器，該基準(zhǔn)的精度必須由比它更高精度的基準(zhǔn)器來作定期標(biāo)定，而后一基準(zhǔn)器又需更高一級(jí)的基準(zhǔn)器來標(biāo)定，如此這樣，標(biāo)定的基準(zhǔn)鏈可一直追溯到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并以此保證末端傳感器的精度。這稱為國(guó)家精度傳遞或標(biāo)準(zhǔn)傳遞。這種自上而下的標(biāo)定連鎖稱為精度傳遞系統(tǒng)。 如右圖所示，如果從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的立場(chǎng)上來看上述

60、便是標(biāo)準(zhǔn)供給系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)供給系統(tǒng)依靠國(guó)家標(biāo)定機(jī)關(guān)對(duì)一次或二次基準(zhǔn)器進(jìn)行標(biāo)定。傳感器標(biāo)定的精度傳遞系統(tǒng) 3.6 傳感器的標(biāo)定傳感器的標(biāo)定*423. 傳感器標(biāo)定傳感器標(biāo)定2）傳感器的靜態(tài)標(biāo)定）傳感器的靜態(tài)標(biāo)定目的目的:確定傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)，如線性度、靈敏度、滯后和重復(fù)性等。確定傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)，如線性度、靈敏度、滯后和重復(fù)性等。關(guān)鍵關(guān)鍵：由試驗(yàn)找到傳感器輸入：由試驗(yàn)找到傳感器輸入輸出實(shí)際特性曲線。輸出實(shí)際特性曲線。（1）靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件）靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件 傳感器的靜態(tài)特性需要在靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下標(biāo)定。靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件：沒有加速度、振動(dòng)、沖擊 (除非這些參數(shù)本身就是被測(cè)量) 及環(huán)境溫度影響，一般為室溫