传感器技术及应用（第3版）

第1章绪 论……………………………1

1.1 传感器的作用与功能……………… 1

1.2 传感器的分类……………………… 3

1.2.1 按工作原理分类……………… 3

1.2.2 按被测量分类………………… 4

1.3 传感器技术的特点………………… 5

1.4 传感器技术的发展………………… 5

1.4.1 新原理、新材料和新工艺传感器的发展……………………… 7

1.4.2 传感器的微型化、集成化、多功能

化和智能化发展……………… 8

1.4.3 多传感器融合与网络化发展……………………………… 10

1.5 传感器技术相关的一些基本概念…………………………………… 11

1.6 本教材的特点及主要内容……… 11

思考题与习题…………………………… 12

第2章传感器的特性…………………… 13

2.1 传感器静态特性的一般描述…… 13

2.2 传感器的静态标定……………… 13

2.2.1 静态标定条件……………… 14

2.2.2 传感器的静态特性………… 14

2.3 传感器的主要静态性能指标及其计算…………………………………… 15

2.3.1 测量范围与量程…………… 15

2.3.2 静态灵敏度………………… 15

2.3.3 分辨力与分辨率…………… 16

2.3.4 时漂与温漂………………… 16

2.3.5 传感器的测量误差………… 17

2.3.6 线性度……………………… 17

2.3.7 符合度……………………… 19

2.3.8 迟 滞……………………… 19

2.3.9 非线性迟滞………………… 20

2.3.10 重复性……………………… 20

2.3.11 综合误差…………………… 22

2.3.12 计算实例…………………… 23

2.4 非线性传感器静态性能指标计算的进一步讨论………………………… 26

2.4.1 问题的提出………………… 26

2.4.2 数据的基本处理…………… 26

2.4.3 误差的描述………………… 27

2.4.4 符合度的计算……………… 28

2.4.5 迟滞的计算………………… 28

2.4.6 符合性迟滞的计算………… 29

2.4.7 重复性的计算……………… 29

2.4.8 综合误差的计算…………… 30

2.4.9 计算实例…………………… 31

2.5 传感器动态特性方程…………… 39

2.5.1 微分方程…………………… 39

2.5.2 传递函数…………………… 40

2.5.3 状态方程…………………… 40

2.6 传感器动态响应及动态性能指标…………………………………… 41

2.6.1 时域动态性能指标………… 41

2.6.2 频域动态性能指标………… 47

2.7 传感器动态特性测试与动态模型建立…………………………………… 52

2.7.1 传感器动态标定…………… 52

2.7.2 由实验阶跃响应曲线获取传感器传递函数的回归分析法…… 53

2.7.3 由实验频率特性获取传感器传递函数的回归法……………… 59

2.7.4 应用实例———高频响、低量程的加速度传感器幅频特性测试及改进………………………… 60

2.8 传感器噪声及其减小的方法…… 64