1、1.2傳感器的動態(tài)特性班級學號姓名成績一填空1傳感器的動態(tài)特性可以通過傳感器的及傳感器的來描述。（答案：動態(tài)數(shù)學模型，動態(tài)特性指標）2傳感器的動態(tài)數(shù)學模型通常采用和來描述。（答案：微分方程，傳遞函數(shù)）3聯(lián)系輸入與輸出之間關系的方程叫系統(tǒng)的,線性系統(tǒng)對應的是一個方程。（答案：輸入一輸出方程，常系數(shù)微分）4常見的傳感器的動態(tài)模型通?？捎昧汶A、一階或二階的常微分方程來描述，分別叫、和。（答案：零階環(huán)節(jié)，一階環(huán)節(jié)，二階環(huán)節(jié)）5凡是能用零階線性微分方程來描述的傳感器就稱為。（答案：零階傳感器）6環(huán)節(jié)在測量上是理想環(huán)節(jié)，無論輸入量隨時間怎樣變化，傳感器的輸出總是與輸入成比例關系。（答案：零階）8初始條件為

2、零時，輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比叫系統(tǒng)的。（答案：傳遞函數(shù)）9由n個環(huán)節(jié)串聯(lián)而成的傳感器系統(tǒng)，其等效傳遞函數(shù)為（數(shù)學表達式）。n（答案：HsHis）i110由n個環(huán)節(jié)并聯(lián)而成的傳感器系統(tǒng)，其等效傳遞函數(shù)為（數(shù)學表達式）。n（答案：HsHis）i111分析傳感器的動態(tài)誤差，選定幾種最典型、最簡單的輸入函數(shù)，稱為。（答案：標準信號）12采用階躍信號作為輸入信號研究傳感器動態(tài)特性的方法，叫;而采用正弦信號作為輸入信號研究傳感器的動態(tài)特性的方法，稱為。（答案：時域響應法，頻率響應法）13給靜止的傳感器輸入一單位階躍函數(shù)信號時，傳感器的輸出特性叫。（答案：階躍響應特性）14一階傳感器系統(tǒng)階躍

3、響應的時間常數(shù)為階躍響應曲線上升到穩(wěn)態(tài)值所需的時間。（答案：63.2%）15測試曲線和理論曲線之間的偏差叫,研究傳感器動態(tài)響應特性的目的就是（答案：動態(tài)誤差，分析產生動態(tài)誤差的原因）16是指輸入頻率不同、幅值相等的正弦信號，輸出信號的幅值和相位與輸入頻率之間的關系。（答案：頻率響應特性）17Hj是系統(tǒng)的頻率響應函數(shù)，AHjYm/Xm叫傳感器的，或稱表示傳感器的輸出與輸入的幅值比隨頻率變化的關系，所以又稱為傳感器的（答案：動態(tài)靈敏度，增益，幅頻特性）二選擇題1關于零階環(huán)節(jié)傳感器說法錯誤的是（）A在時間上無滯后B與頻率有關C又叫無慣性環(huán)節(jié)D嚴格的零階傳感器不存在（答案：B。與頻率無關）2關于傳遞函

4、數(shù)說法錯誤的是（）A與輸入量有關B只與系統(tǒng)結構參數(shù)有關C同一個傳遞函數(shù)可能表征著兩個完全不同的物理系統(tǒng)D只要知道Xs,Ys,Hs三者中任意兩者，就可方便地求出第三者（答案A。與輸入量無關）3二階傳感器系統(tǒng)階躍響應特性的主要指標的上升時間是指（）A響應曲線達到穩(wěn)態(tài)值50%所需要的時間B階躍響應曲線上升到穩(wěn)態(tài)值63.2%所需的時間C階躍響應曲線從穩(wěn)定值的10%上升到90%所需的時間D階躍響應曲線從穩(wěn)定值的10%上升到70.7%所需的時間（答案：C）三判斷題1如果傳感器的靜態(tài)特性好，那么其動態(tài)特性一般也好（）錯：靜態(tài)特性和動態(tài)特性沒必然聯(lián)系。2系統(tǒng)的傳遞函數(shù)不僅與系統(tǒng)結構參數(shù)ai,bi有關，而且還與

5、系統(tǒng)的輸入有關（）錯：和輸入沒關系。3同一個傳遞函數(shù)可能表征著兩個完全不同的物理系統(tǒng)，說明它們具有相似的傳遞特性，則不同的物理系統(tǒng)的結構系數(shù)量綱應該相同。（）錯：不同4零輸入響應是指初始狀態(tài)不為零，而輸入為零所產生的系統(tǒng)響應。（）正確5響應是零輸入響應的一種。它是在t0時刻對系統(tǒng)加一個沖激信號，系統(tǒng)的響應。（）錯：它是零狀態(tài)響應的一種四問答與計算1傳感器的動態(tài)誤差包括哪兩部分？（答案1輸出量達到穩(wěn)定狀態(tài)后與理想輸出量之間的差別；2當輸入量躍變時，輸出量由一個穩(wěn)態(tài)到另一個穩(wěn)態(tài)的過渡狀態(tài)中的誤差。）2列出加速度傳感器的動態(tài)數(shù)學模型。如圖1.2.1所示的加速度傳感器與被測物連接在一起，用以測量被測物

6、相對于地球參照物的加速度a,設被測物相對地球參照物的位移為x,則其加速度a可表示為ad2x/dt2。由于加速度傳感器與被測物連接在一起，使利用傳感器質量塊m相對于其外殼的位移y來ky ,受阻尼力為地球反映外殼（被測物）相對于地球參照物的加速度a。解：取質量塊m為分析對象，它受彈簧力為cdy/dt,由牛頓第二定律知c4kydt,2dxym2-dt圖1.2.1加速度傳感器示意圖12.dydym2-ckyd 2xm-2-madt這是一個二階常微分方程，加速度a為輸入信號,y為輸出信號，相應的系數(shù)分別為：a0 k , a1 c ,dtdta2m,b0m。因此這個是一個二階環(huán)節(jié)傳感器。3求一階系統(tǒng)a d

7、ya1山a°ybox的傳遞函數(shù)。解：令4/a0為時間常數(shù)；kbo/a0為系統(tǒng)靜態(tài)靈敏度，則上式表示為dy.ykxdt假設其初始條件為零，對上式兩邊做作拉氏變換，得到其傳遞函數(shù)為k/s1/4如圖1.2.9所示的溫度傳感器簡化模型，T0為被測溫度，T為傳感器敏感部分的溫度。試給出輸入量（T0）與輸出量（T）間的微分方程，并推導其幅頻特性、相頻特性及階躍響應特性。已知傳感器敏感部分的質量為m，比熱為c,表面積為S，傳熱系數(shù)為h。解：傳感器敏感部分的熱容量為mc,其溫度增量dT與正比于系數(shù)（釋放）的熱量dQ,即dQmc出而吸收的熱量dQ又與物體表面積、傳熱系數(shù)、溫差（T0T）及時間增量dt成正比，即dQhST0Tdt所以mcdTThSdt這就是溫度傳感器輸入量T0與輸出量T間的一階微分方程。其中/mc.,a。1,a1,b01,則時間常數(shù)hS曳a0mc一