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足球直播传感器的组成与分类

发布日期:2020-12-14 11:51

  传感器的组成与分类_物理_自然科学_专业资料。1.2 传感器的组成与分类 1.2.1 传感器的定义 1.2.2 传感器的组成 1.2.3 传感器的分类 1.2.1 传感器的定义 将被测非电量信号转换为与之 有确定对应关系电量输出的器件或 装

  1.2 传感器的组成与分类 1.2.1 传感器的定义 1.2.2 传感器的组成 1.2.3 传感器的分类 1.2.1 传感器的定义 将被测非电量信号转换为与之 有确定对应关系电量输出的器件或 装置叫做传感器,也叫变换器、换 能器或探测器。 1.2.2 被测 有用 传感器的组成 有用 电量 非电量 敏感 元件 非电量 传感 元件 信号调节 转换电路 电 量 辅助电路 图1-1 传感器组成框图 3 敏感元件:直接感受被测非电量并按 一定规律转换成与被测量有确定关系 的其它量的元件。 传感元件:又称变换器。能将敏感元 件感受到的非电量直接转换成电量的 器件。 传感元件 敏感元件 应变片电阻改变 膜片形变(应变) 压 力 作 用 压力传感器示例 信号调节与转换电路:能把传感元件输 出的电信号转换为便于显示、记录、处 理、和控制的有用电信号的电路。 常用的电路有电桥、放大器、变阻器、 振荡器等。 辅助电路通常包括电源等。 1.2.3 传感器的分类 1.按工作机理分类:根据物理和化学 等学科的原理、规律和效应进行分类 2.按被测量分类:根据输入物理量的 性质进行分类。 3.按敏感材料分类:根据制造传感器 所使用的材料进行分类。可分为半 导体传感器、陶瓷传感器等。 8 基本物理量 派生物理量 位移 线位移 角位移 长度、厚度、足球直播应变、振动、磨损、不平 度等 旋转角、偏转角、角振动等 速度、振动、流量、动量等 转速、角振动等 振动、冲击、质量等 角振动、扭矩、转动惯量等 重量、应力、力矩等 周期、记数、统计分布等 速度 线速度 角速度 加速度 线加速度 角加速度 力 时间 压力 频率 温度 光 热容量、气体速度、涡流等 光通量与密度、光谱分布等 4. 按能量的关系分类:根据能量观点 分类,可将传感器分为有源传感器 和无源传感器两大类。 有源传感器是将非电能量转换为电能量, 称之为能量转换型传感器,也称换能器。 通常配合有电压测量电路和放大器。 如:压电式、热电式、电磁式等。 无源传感器又称为能量控制型传感器。 被测非电量仅对传感器中的能量起控制 或调节作用。所以必须具有辅助能源(电 能)。 如:电阻式、电容式和电感式等。 5. 其他:按用途、学科、功能和输出 信号的性质等进行分类。 1.3 传感器的数学模型概述 从系统角度看,一种传感器就是一种系 统。而一个系统总可以用一个数学方程 式或函数来描述。即用某种方程式或函 数表征传感器的输出和输入的关系和特 性,从而,用这种关系指导对传感器的 设计、制造、校正和使用。 通常从传感 器的静态输入-输出关系和动态输入-输出 关系两方面建立数学模型。 1.3.1 静态模型 静态模型是指在输入信号不随时间 变化的情况下,描述传感器的输出与输 入量的一种函数关系。 如果不考虑蠕动效应和迟滞特性,传感 器的静态模型一般可用多项式来表示: y ? a0 ? a1 x ? a2 x ? ? ? ? ? an x 2 n ( 1?1 ) 1.3.2 动态模型 动态模型是指传感器在准动态信 号或动态信号作用下,描述其输出和 输入信号的一种数学关系。 动态模型通常采用微分方程和传递 函数描述。 1 .微分方程 大多数传感器都属模拟系统之列。 描述模拟系统的一般方法是采用微分 方程。 在实际的模型建立过程中,一般采用 线性常系数微分方程来描述输出量 y 和输入量 x 的关系。 其通式如下: d y d y dy an n ? an?1 n?1 ? ? ? ? ? a1 ? a0 y dt dt dt m m ?1 d x d x dx ? bm m ? bm ?1 m ?1 ? ? ? ? ? b1 ? b0 x dt dt dt ( 1? 2 ) an,an-1…a0和bm,bm-1…b0 为传感器的结构 参数。除b0 ?0外,一般取b1,b2…bm为零. n n ?1 2. 传递函数 如果y(t)在t≤0时, y(t) =0,则y(t) 的拉 氏变换可定义为 ? st ? ? ? ? Y s ? ? y t e dt 0 ? ( 1? 3 ) 式中s=σ+jω,σ0。 Y ?s??an s ? an?1s ? ? ? ? ? a0 ? ? X ?s??bm s ? bm?1s n n?1 m 对微分方程两边取拉氏变换,则得 m?1 ? ? ? ? ? b0 ? 定义输出y(t)的拉氏变换Y(S)和输入x(t) 的拉氏变换X(S)的比为该系统的传递函 数H(S),则 m m ?1 ? ? bm s ? bm ?1 s ? ? ? ? ? b0 Y s H ?s ? ? ? n n ?1 X ? s ? a n s ? a n ?1 s ? ? ? ? ? a0 ( 1? 4 ) 对y(t)进行拉氏变换的初始条件是t≤0时, y(t)=0 。对于传感器被激励之前所有的 储能元件如质量块、弹性元件、电气元 件等均符合上述的初始条件。 显然 H(s) 与输入量 x(t) 无关,只与系统 结构参数有关。因而H(s)可以简单而恰 当地描述传感器输出与输入的关系。 对于多环节串、并联组成的传感器, 若各环节阻抗匹配适当,可忽略相互 间的影响,传感器的等效传递函数可 按代数方式求得。 19 对于较为复杂的系统,可以将其看作是 一些较为简单系统的串联与并联。 若传感器由r个环节串联而成 x H1 ?s ? H 2 ?s ? H n ?s ? y 则:H ?s ? ? H1 ?s ?? H 2 ?s ?? ? ? ? ? H r ?s ? ( 1? 5 ) 20 若传感器由p个环节并联而成 x H1 ?s ? H 2 ?s ? y H n ?s ? 则:H ?s? ? H1 ?s? ? H2 ?s? ? ? ?