动态特性

动态特性是指输入量随时间快速变化（如机械运动）时，传感器的输入、输出关系。

在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前者就能推定后者。常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。

1.阶跃响应

研究传感器的动态特性时，在时域状态中分析传感器的响应和过渡过程称为时域分析法，这时传感器对输入信号的响应就称为阶跃响应。

衡量传感器阶跃响应特性的几项指标如下：

（1）最大超调量σP就是阶跃响应特性曲线偏离稳态值的最大值。常用百分数表示。

（2）延滞时间td是指阶跃响应特性曲线达到稳态值的50%所需的时间。

（3）上升时间tr是指阶跃响应特性曲线从稳态值的10%上升到90%所需的时间。

（4）峰值时间tp是指阶跃响应特性曲线从稳态值的零上升到第一个峰值所需的时间。

（5）响应时间ts是指阶跃响应特性曲线到达与稳态值之差不超过±（5%～2%）所需要的时间。

（6）稳态误差ess是指期望的稳态输出量与实际的稳态输出量之差，控制系统的稳态误差越小说明控制精度越高。

2.频率响应

频率响应是指从传感器的频率特性出发来研究传感器的动态特性。此时传感器的输入信号为正弦信号，这时的响应特性为频率响应特性。

衡量传感器频率响应特性的几项指标如下：

（1）频带：传感器的增益保持在一定频率范围内，这一频率范围称为传感器的频带或通频带，对应有上截止频率和下截止频率。

（2）时间常数：可用时间常数τ来表征传感器单自由度一阶系统的动态特性。时间常数τ越小，频带越宽。

（3）固有频率：传感器单自由度二阶系统的固有频率可用ωn来表征其动态特性。

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