出随时间变化的规律(变化曲线),将能同时再现输入随时间变化的规律(变化曲线),即具有相同的时间函数。
技术指标:阶跃响应特性(最大偏离量,延滞时间,上升时间,峰值时间,响应时间)
频率响应特性(幅频特性(传感器的动态灵敏度/增益),相频特性) 3. 测量系统实现不失真测量的条件是什么? 答:
(?)应满足 不失真条件:系统的频率响应Hj(?)?A()?????00即:A=常数,?
所以要使测量系统实现不失真,它的幅频特性应是常数,相频特性应是线性关系。、
4. 何为动态误差?为了减少动态误差,在一、二阶测量系统中可采取哪些相应的措施?
答:
控制系统在任意的输入信号作用下达到稳态时的控制误差。
减少动态误差:一阶系统时间常数?越小越好,二阶系统一般之间。
?n选择尽可能的大,?在0.6-0.8
5. 已知某二阶系统传感器的自振频率f0=20kHz,阻尼比=0.1,若要求该系统的输出幅值误
差小于3%,试确定该传感器的工作频率范围。
答:
?0.97??A()1.03(1)
?QA(?)?122??w????2w?1?4???????ww?n????n???(2)
2ww0??0.171.39??1.41wwnn结合(1)和(2)式可得:或(舍去) wfQ?,f?20kHz0wfn0又
?f?3.4kHz得0
H(j?)?11?0.05j?6. 某测量系统的频率响应曲线,若输入周期信号
x(t)?2cos10t?0.8cos(100t?30?)答:
,试求其响应
y(t)。
答:
A(?)?幅频特性
11?0.05???2
)a??rctan0.05相频特性 (
???由响应的叠加性和频率不变性可得:
2A(10)=1.79 , 0.8A(100)=0.157
7. 有一个传感器,其微分方程为
30dydt?3y?0.15x,其中 y输出电压(mV),x为输入
温度(℃),试求传感器的时间常数和静态灵敏度k。 答:
(30s+3)Y(s)=0.15X(s);Y(s)/X(s)=0.15/(30s+3)=0.05/(10s+1).所以时间常数T=10,
静态灵敏度k=0.05 mV/°C
8. 某力传感器为一典型的二阶振荡系统,已知该传感器的自振频率f0=1000Hz,阻尼比
??0.7,试求用它测量频率为600Hz的正弦交变力时,其输出与输入幅值比?(?)和相
位差A(?)各为多少? 答:
wf? =0.6 wnf0A(?)?12??w????w2?1?4???????ww??nn??????22=0.95
9.某压力传感器的标定数据如表4.1所列。分别求以端点连线、端点连线平移线、最小二乘直线作为参考工作直线的线性度、迟滞误差及重复性。
X压力系统输出/mV /MPa 第一轮 第二轮 第三轮 反行正行程 反行程 正行程 反行程 正行程 程 0 -2.74 -2.72 -2.71 -2.68 -2.68 -2.67 0.02 0.56 0.66 0.61 0.68 0.64 0.69 0.04 3.95 4.05 3.99 4.09 4.02 4.11 0.06 7.39 7.49 7.42 7.52 7.45 7.52 0.08 10.88 10.94 10.92 10.88 10.94 10.99 0.10 14.42 14.42 14.47 14.47 14.46 14.46 答:
两端点(0,-2.70),(0.10,14.45)
两点成线得直线:y=-2.7+171.5。
YFS=14.45-(-2.70)=17.15。
0.12???100%?0.7%L17.15。
0.09???100%?0.52.15H。
0.055???100%?0.32.15R。
(2) 端点平移线:令y=171.5x+b。
理想 b 3.43+b 6.86+b 10.29+b 13.72+b 17.15+b b+2.7 2.79+b 2.82+b 2.82+b 2.79+b 2.7+b 通过上面线性关系可求得b=-2.67
y=171.5x-2.67
YFS=14.45-(-2.70)=17.15。 (3)最小二乘直线
通过最小二乘法可求直线为y=171.5x-2.77
理想 -2.77 0.66 4.09 7.52 10.95 14.38