傳感器的動態(tài)、靜態(tài)特性

動態(tài)特性是指傳感器對于隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。只要輸入量是時間的函數(shù)，則其輸出量必將是時間的函數(shù)。研究動態(tài)特性的標(biāo)準(zhǔn)輸入形式有三種，即正弦、階躍和線性，而經(jīng)常使用的是前兩種。

• 零階傳感器動態(tài)特性指標(biāo)

零階傳感器，其輸入量無論隨時間如何變化，其輸出量的幅值總是與輸入量成確定的比例關(guān)系，在時間上也不滯后，幅角φ等于零。所以零階傳感器的動態(tài)特性指標(biāo)就是靜態(tài)特性指標(biāo)。

•一階傳感器動態(tài)特性指標(biāo)一階傳感器動態(tài)特性指標(biāo)有：靜態(tài)靈敏度和時間常數(shù)τ。如果時間常數(shù)τ越小，系統(tǒng)的頻率特性就越好。在彈簧阻尼系統(tǒng)中，就要求系統(tǒng)的阻尼系數(shù)小，而彈簧剛度要大。

二階傳感器的傳遞函數(shù)：

由于大多數(shù)傳感器均為二階系統(tǒng),所以我們要專門討論二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)。根據(jù)二階系統(tǒng)相對阻尼系數(shù)的大小，將其二階響應(yīng)分成三種情況：既>1時過阻尼； =1時臨界阻尼； <1時的欠阻尼。在一定的值下，欠阻尼系統(tǒng)比臨界阻尼系統(tǒng)更快地達(dá)到穩(wěn)態(tài)值；過阻尼系統(tǒng)反應(yīng)遲鈍，動作緩慢，所以一般傳感器都設(shè)計(jì)成欠阻尼的， 一般取值為0.6~0.8[next]

傳感器的靜態(tài)特性是指傳感器的輸入信號不隨時間變化或變化非常緩慢時，所表現(xiàn)出來的輸出響應(yīng)特性，稱靜態(tài)響應(yīng)特性。通常用來描述靜態(tài)特性的指標(biāo)有：測量范圍、精度、靈敏度、穩(wěn)定性、非線性度、重復(fù)性、靈敏閾和分辨力、遲滯等。

•測量范圍

測量范圍是指傳感器能正常工作時的最小輸入值與最大輸入值之間的范圍。

•精度

與精度有關(guān)的指標(biāo)有三個，即精密度、準(zhǔn)確度和精確度。

•穩(wěn)定性

傳感器的穩(wěn)定性，一是指傳感器測量輸出值在一段時間內(nèi)的變化，即用所謂的穩(wěn)定度表示；二是指在傳感器外部環(huán)境和工作條件變化時而引起輸出值的變化，即用影響量來表示。例如，某傳感器輸出電壓值每小時變化1.3mv/h。又如，某傳感器由于電源變化10%而引起其輸出值變化0.02mA，則應(yīng)寫成0.02mA/(u10%)。

• 靈敏度

傳感器靈敏度是表示傳感器的輸入增量與由它引起的輸出增量之間的函數(shù)關(guān)系。更確切地說，靈敏度k等于傳感器輸出增量與被測量增量之比，是傳感器在穩(wěn)態(tài)輸出輸入特性曲線上各點(diǎn)的斜率，可用下式表示：

 
• 靈敏閾與分辨力

靈敏閾是指傳感器能夠區(qū)分出的最小讀數(shù)變化量。對模擬式儀表，當(dāng)輸入量連續(xù)變化時，輸出量只做階梯變化，則分辨力就是輸出量的每個階梯所代表的輸入量的大小。對于數(shù)字式儀表，靈敏度閾就是分辨力，即儀表指示數(shù)字值的最后一位數(shù)字所代表的值。

從物理含義看，靈敏度是廣義的增益，而靈敏度閾則是死區(qū)或不靈敏度。

遲滯

傳感器在正（輸入量增大）反（輸入量減?。┬谐讨?mdash; &mdash; 輸入特性曲線不重合的程度稱為遲滯。

重復(fù)性

重復(fù)性是指傳感器沿同一方向變化時，在全量程范圍內(nèi)連續(xù)進(jìn)行多次測試，所得到的各特性曲線重復(fù)程度。