传感器技术习题解析：动态特性与精度分析

"该资源为《传感器原理及应用》第三版的习题解答，主要涵盖了传感器的静态特性和动态特性的相关概念和计算方法，包括线性度、灵敏度、精度等级、动态特性指标等，并提供了差动测量法的解释和实例。" 详细知识点解析： 1. **传感器静态特性**： - 静态特性描述的是当输入量恒定时，传感器输出与输入之间的关系。关键指标包括：线性度（输出与输入之间的线性程度），灵敏度（单位输入变化引起的输出变化量），精确度（测量值与真实值的接近程度），最小检测量（能引起输出变化的最小输入量），分辨力（能分辨的最小输入变化），迟滞（输入相同但方向相反时，输出的不同），重复性（多次测量同一输入时输出的一致性），零点漂移（无输入时输出的变化），以及温漂（温度变化对传感器性能的影响）。 2. **传感器动态特性**： - 动态特性关注传感器对随时间变化的输入量的响应。对于一阶传感器，重要指标是时间常数τ，它决定了传感器响应速度的快慢。对于二阶传感器，固有频率ωn和阻尼比ζ是关键参数，决定了系统的稳定性。 3. **精度等级计算**： - 精度等级表示允许的最大绝对误差与测量范围的比例，用百分比表示。公式为A＝ΔA/YFS＊100％，其中ΔA是最大绝对误差，YFS是全量程输出值。 4. **线性度评估**： - 线性度是传感器标定曲线与拟合直线的最大偏差占满量程输出的百分比。拟合直线通常通过端基法或最小二乘法得到。 5. **一阶传感器频率响应**： - 一阶传感器的频率传递函数w(jw)=K/(1+jωτ)，可以根据此函数确定在特定精度要求下的工作频率范围。 6. **差动测量法**： - 差动测量法通过两个反向传感器消除偶次项，增大线性范围，提高灵敏度，并消除零点误差。 7. **精度等级计算示例**： - 提供了具体问题中的精度计算方法，例如在给定条件下，通过比较绝对误差与满量程输出的比例来判断传感器是否达到某一精度等级。 8. **迟滞计算**： - 迟滞是最大正向输入和负向输入对应的输出差异与满量程输出的百分比。在给定的例子中，通过计算最大输入变化与满量程输出的比值得到迟滞值。 9. **工作频率范围确定**： - 对于动态响应，当传感器响应幅值差值在10%以内且Wτ≤0.5时，可以确定传感器的工作频率范围。通过相关公式，可以计算出具体的频率值。 10. **切线法拟合**： - 在传感器的特性曲线上取x=0处的切线作为拟合直线，通过该切线的斜率和截距来近似传感器的线性响应。 这些知识点为理解和解决传感器技术相关问题提供了基础，有助于深入学习和应用传感器技术。