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1、2008年2月28日光电传感器技术光电传感器技术--22卞保民2009-11-20光电传感器技术1第第
2、1.1传感器的基本概念一一
3、1.2传感器的数学模型章章
4、1.3传感器的一般特性参数
5、1.4机电类传感器的简述概概论论211.2.2传传
6、1.2.1传感器的一般数学模感感型器器
7、1.2.2线性不变系统的的
8、1.2.3传递函数数数
9、1.2.4频率响应函数学学
10、1.2.5脉冲响应函数模模型型3传传感感器器的的一一般般
11、X(t):输入信号数数学
12、Y(t):输出信号学模模
13、f(t):传感器响应特性函数型型
14、传感器模型研究三个函数间的一般关系4
15、信号(
16、集合)有不同形式
17、信号的确定性与不确定性信信号号
18、通过输出信号了解传感器说说和输入信号明明
19、传感器特性与信号无关,但通过信号过程表现出来5传传感感器器
20、静态模型数学形式数数学学模模型型
21、动态模型数学形式的的类类型型623静静y=a0+a1x++a23xax态态++Laxn模n模型型
22、a零位输出0数数
23、a传感器灵敏度1学学
24、a非线性项系数形i形式式传感器静态模型不显含独立形式的时间自变量。723y=a+ax++axax0123静静n++Lax态态n模模
25、相对稳定期间输入量不随时间型型变化,或变化极小(可以忽略的的不计),或暂不要考虑时间的应应影
26、响。用用
27、举例:环境温度、湿度,电源意电压,照明灯照度,电子天意平,悬浮子流量计,霍耳片测义义地磁场,微小压强计等。稳定的统计量测量。8典典
28、理想的线性系统型型形形静静y=a1x式式态态传传
29、电阻中电流随外加电压变化之之感感
30、光电探测器电流随照射光强变化一一器器
31、弹性内应变与外作用力响响
32、热微应变随温度变化应应
33、平行平板电容量随相对面积变化9典典
34、仅有偶次非线性项的系统型型y=ax1形形静静22n式式态态+(a0+a22x++Laxn)传传y¢=-ax之之感感1二二22n器器+éùa0+a22(-x)+L+-axn()ëû响响应应Y=y-y¢
35、=2ax110典典
36、仅有奇次非线性项的系统型型y=ax形形静静1式式态态+ax3++Lax21n-传321n-传之之感感
37、特性接近于理想线性传感器三三器器响响
38、任意传感器都可以通过组合转变成“仅有奇次的非线性系统”应应11
39、线性传感器概念是近似处理方式,在小量程范围内可行。说说
40、集体特性参数----统计规律作用下“待测量”,不会直接表现为单一函数形式的线性。明明
41、问题:测量都具有统计性?测量结果确定是什么意思?12
42、输入信号变化剧烈,传感器输出信号出现显著“相传传移”,输出、入同步性与频率感感相关。器器
43、需要全面掌握传感器基本动动特性。态态
44、
45、举例:惯性、弹性作用;电模模容、电感性效应;热容量导型型致温度变化滞后等。13动动édydnydxdmxù态态Fêy,,L,n,L,x,,L,m,tú=0ëdtdtdtdtû模模型型
46、输入信号强度有影响的的
47、输入信号各阶导数有影响
48、时间有影响?数数学学
49、输出信号、输出信号各阶导数形形与输入相互影响。式式
50、本质上、严格意义下信号过程均为动态非线性14
51、满足下列形式的信号传输系统1.21.2.2.2为线性不变系统线线n性性dydya+L++aaynn10不不dtdtm变变dxdx=b+L++bbxmm10系系dtdt统统1、不出现独立性时间显函数
52、2、系数为常数15
53、线性?线线性性
54、线性不变?不不变变系系统统16næöddç÷a+L++aaynn10èødtdtmæödd=ç÷b+L++bbx线线mdtm10dtèø性性n(anD+L++a10Day)系系m统统=(bmD+L++b10Dbx)(n)(m)YDy=XDx17mXD()y==xGDx()nYD()线线输入量x,输出量y,性性系系传感器信号变换特性G(D)统统物理意义:输出、输入信号之间形式上可用线性关系描述G(D)作为时间微分符号的函数,代表信号传输过程18y1=G(D)x1y2=G(D)x2线线ay2+by1=+G(D)
55、(abxx21)性性不不传感器的输入输出信号均服从线变变性迭加原理两个系数可以是任意常数,包括复数(输出、入信号变化含两种类型:幅度和相位)。19b¹0,b=0(i³1)实实0i用用n(anD+L+a1D+=a00)ybx的的传传只取上式中的n=0、1、2三种情况。感感分别称为零阶响应环节、一阶响应环器器节和二阶响应环节。模模型型传感器的输出信号为非齐次微分方程的解。20
56、零阶环节:理想线性关系实实ay=bx00用用
57、一阶环节:随时间指数变化关系的的æöd传传ç÷a+=aybx100感感èødt器器
58、二阶环节:随时间指数变化、可能具有振荡模模
59、2型æödd型ç÷a+a+=aybx22100èødtdt21
60、怎样才能知道传感器特性?请请
61、通过信号传输过程的测试结果的分析。考考虑虑下下
62、传感器特性在什么条件下