本章知识要点传感器的定义、组成及分类。传感器静态特性和动态特性的定义。衡量传感器静态特性的主要指标及各指标的含义。传感器动态特性的分析方法。造成热电偶输出波形失真和产生动态误差的原因,是因为温度传感器有热惯性（由传感器的比热容和质量大小决定）和传热热阻,使得在动态测温时传感器输出总是滞后于被测介质的温度变化。这种热惯性是热电偶固有的,这种热惯性决定了热电偶测量快速温度变化时会产生动态误差。分析（一)传感器的动态响应特性输入标准信号阶跃响应法（时域）阶跃函数正弦函数指数函数冲击函数频率响应法（频域）研究动态特性可以从时域和频域两个方面采用瞬态响应法和频率响应法来分析。对于阶跃信号，传感器的响应称为阶跃响应或瞬态响应，它是指传感器在瞬变非周期信号作用下的响应特性。这对传感器来说是一种最严峻的状态，如果传感器能复现这种信号，那么就能很容易地复现其他种类的输入信号。对于正弦信号，传感器的响应称为频率响应或稳态响应。这种响应的重要性，在于工程上所遇到的各种信号的变化曲线都可以展开成傅里叶级数或进行傅里叶变换，即可以用一系列正弦曲线的叠加来表示原曲线。因此，当已知道传感器对正弦信号的响应特性后，也就可以判断它对各种复杂变化曲线的响应了。典型输入信号式中，a0、a1、…,an,b0、b1、….,bm是与传感器的结构特性有关的常系数。条件：线性时不变系统1.微分方程(二)动态模型微分方程传递函数频率响应函数线性时不变系统的两个重要性质：叠加性和频率保持特性。叠加性频率保持特性当一个系统有多个激励同时作用时，它的响应等于多个激励单独作用的响应之和。即各个输入所引起的输出是互不影响的。当系统的输入为某一频率的正弦（或余弦）信号，则系统的稳态输出必定是与输入同频率的信号。但其幅值和初始相位可能发生变化。线性时不变系统的两个重要性质：叠加性和频率保持特性。叠加性频率保持特性如果则：如果则：1）零阶系统程式系数除了a0、b0之外，其它的系数均为零，这样的系统称为零阶系统。此时，微分方程就变成代数方程，即a0y(t)=b0x(t)常写成y(t)=kx(t)式中，k=b0/a0为传感器的静态灵敏度或放大系数。无失真，无滞后，又称为比例环节、无惯性环节在工程应用中，电位器式的电阻传感器、利用静态式压力传感器测量液位均可看作零阶系统。2）一阶系统方程式的系数除了a0、a1与b0之外，其它的系数均为零，则微分方程为改写成式中：τ——传感器的时间常数，τ=a1/a0；k——传感器的静态灵敏度或放大系数，k=b0/a0。一阶系统或惯性系统反映传感器惯性的大小3）二阶系统二阶系统的微分方程为改写为式中：k——传感器的静态灵敏度或放大系数，k=b0/a0；ξ——传感器的阻尼系数，ωn—传感器的固有频率，带有套管的热电偶、电磁式的动圈仪表及RLC振荡电路等均可看作为二阶系统。2.传递函数定义：初始条件为零时，输出量（响应函数）的拉普拉斯变换与输入量（激励函数）拉普拉斯变换之比。拉氏变换：拉氏变换：变形：传递函数：特点：（1）反映传感器系统本身特性，与x(t)无关。（2）X(s)、Y(s)、H(s)知二求一（3）相同的传递函数可以表征不同系统H(s)X(s)Y(s)3.频率响应函数傅立叶变换得到频率响应特性：指数表示：幅频特性：相频特性：(1)一阶传感器的单位阶跃响应设传感器的静态灵敏度k=1，写出它的传递函数为对初始状态为零的传感器，输入单位阶跃信号，即t≤0t01）瞬态响应特性——时域响应输入信号x(t)的拉氏变换为一阶传感器的单位阶跃响应拉氏变换式为两边进行拉氏反变换，可得一阶传感器的单位阶跃响应信号为传感器存在惯性，它的输出从零开始，按指数规律上升，最终达到稳态值。理论上传感器的响应只在t趋于无穷大时才达到稳态值，但通常认为t=(3～4)τ时，已达到稳态。τ越小响应越快动态误差小（2）二阶传感器的单位阶跃响应设传感器的静态灵敏度k=1，其二阶传感器的传递函数为传感器输出的拉氏变换为单位阶跃函数的拉氏变换为1/s两个主要因素：阻尼比ξ固有