传感器静态与动态特性解析：线性度、灵敏度、分辨率

"二阶传感器的频率响应-传感器与检测技术(胡向东)第2章传感器的基本特性" 本文主要探讨了传感器的基本特性和动态特性，特别是针对二阶传感器的频率响应。传感器作为检测技术的核心元件，其性能直接影响到测量的准确性和可靠性。传感器的基本特性包括静态特性与动态特性，而这两者都是由传感器内部结构参数作用关系的外部表现。 静态特性是传感器在稳态信号作用下的输入-输出关系，不涉及时间变量。它包括线性度、灵敏度、分辨率、迟滞、重复性和漂移等几个关键指标： 1. 线性度描述了传感器输入和输出之间的线性关系程度。非线性误差（线性度）是输出平均值与拟合直线的最大偏差与满量程输出的百分比，用于评估传感器的线性性能。 2. 灵敏度是指在稳态信号作用下，传感器输出量变化对输入量变化的比例，它是衡量传感器敏感程度的重要参数。 3. 分辨率指的是传感器能感知到的最小输入信号增量，可以以绝对值或与满量程的百分比表示。阈值和分辨力是分辨率的两个相关概念，分别代表传感器最小可检测输入量和最小可分辨输入变量。 4. 迟滞是指在同一输入信号作用下，传感器正向和反向行程的输出差异，通常由机械摩擦、间隙等因素造成。 5. 重复性是指传感器在多次测量同一输入量时，输入-输出特性曲线的一致程度，反映了传感器的稳定性。 6. 漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出随时间的变化，可能由传感器老化或环境变化引起。 动态特性则关注传感器对动态激励的响应，特别是二阶传感器的频率响应。动态特性的好坏直接影响传感器对瞬态信号的跟踪能力。分析动态特性通常采用时域和频域方法，例如通过阶跃响应和频率响应函数来评估。时域分析通常选用阶跃信号作为输入，观察传感器的响应时间、上升时间和超调等参数。频域分析则利用傅里叶变换，通过输入信号的频率成分分析传感器的频率响应特性，包括幅频特性、相频特性等，以了解传感器在不同频率下的响应性能。 二阶传感器的频率响应是其动态特性中的一个重要方面，它决定了传感器在不同频率输入信号下的工作性能，对于理解和优化传感器设计具有重要意义。理解这些基本特性和动态特性对于选择合适的传感器以及提高测量系统的整体性能至关重要。