1.2传感器的动态特性。
班级学号姓名成绩。
一填空。1传感器的动态特性可以通过传感器的及传感器的来描述。
答案：动态数学模型，动态特性指标）
2传感器的动态数学模型通常采用和来描述。
答案：微分方程，传递函数）
3联系输入与输出之间关系的方程叫系统的线性系统对应的是一个方程。
答案：输入—输出方程，常系数微分）
4常见的传感器的动态模型通常可用零阶、一阶或二阶的常微分方程来描述，分别叫。
和。答案：零阶环节，一阶环节，二阶环节）
5凡是能用零阶线性微分方程来描述的传感器就称为。
答案：零阶传感器）
6 环节在测量上是理想环节，无论输入量随时间怎样变化，传感器的输出总是与输入成比例关系。
答案：零阶）
8初始条件为零时，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比叫系统的。
答案：传递函数）
9由个环节串联而成的传感器系统，其等效传递函数为（数学表达式。
答案：） 10由个环节并联而成的传感器系统，其等效传递函数为（数学表达式。
答案：）11分析传感器的动态误差，选定几种最典型、最简单的输入函数，称为。
答案：标准信号）
12采用阶跃信号作为输入信号研究传感器动态特性的方法，叫而采用正弦信号作为输入信号研究传感器的动态特性的方法，称为。
答案：时域响应法，频率响应法）
13给静止的传感器输入一单位阶跃函数信号时，传感器的输出特性叫。
答案：阶跃响应特性）
14一阶传感器系统阶跃响应的时间常数为阶跃响应曲线上升到稳态值所需的时间。
答案：）15测试曲线和理论曲线之间的偏差叫研究传感器动态响应特性的目的就是。
答案：动态误差，分析产生动态误差的原因）
16是指输入频率不同、幅值相等的正弦信号，输出信号的幅值和相位与输入频率之间的关系。
答案：频率响应特性）
17是系统的频率响应函数，叫传感器的或称表示传感器的输出与输入的幅值比随频率变化的关系，所以又称为传感器的。
答案：动态灵敏度，增益，幅频特性）
二选择题。1关于零阶环节传感器说法错误的是（ ）
a在时间上无滞后b与频率有关c又叫无惯性环节d严格的零阶传感器不存在。
答案：b。与频率无关）
2关于传递函数说法错误的是（ ）
a与输入量有关b只与系统结构参数有关。
c同一个传递函数可能表征着两个完全不同的物理系统。
d只要知道三者中任意两者，就可方便地求出第三者。
答案a。与输入量无关）
3二阶传感器系统阶跃响应特性的主要指标的上升时间是指（ ）
a响应曲线达到稳态值50%所需要的时间。
b阶跃响应曲线上升到稳态值所需的时间。
c阶跃响应曲线从稳定值的上升到所需的时间。
d阶跃响应曲线从稳定值的上升到所需的时间。
答案：c）三判断题。
1如果传感器的静态特性好，那么其动态特性一般也好（ ）
错：静态特性和动态特性没必然联系。
2系统的传递函数不仅与系统结构参数有关，而且还与系统的输入有关（ ）
错：和输入没关系。
3同一个传递函数可能表征着两个完全不同的物理系统，说明它们具有相似的传递特性，则不同的物理系统的结构系数量纲应该相同。（
错：不同。4零输入响应是指初始状态不为零，而输入为零所产生的系统响应。（
正确。5响应是零输入响应的一种。它是在时刻对系统加一个冲激信号，系统的响应。（
错：它是零状态响应的一种。
四问答与计算。
1传感器的动态误差包括哪两部分？
答案1输出量达到稳定状态后与理想输出量之间的差别；2当输入量跃变时，输出量由一个稳态到另一个稳态的过渡状态中的误差。）
2列出加速度传感器的动态数学模型。如图1.2.
1所示的加速度传感器与被测物连接在一起，用以测量被测物相对于地球参照物的加速度，设被测物相对地球参照物的位移为，则其加速度可表示为。由于加速度传感器与被测物连接在一起，使利用传感器质量块相对于其外壳的位移来反映外壳（被测物）相对于地球参照物的加速度。
解：取质量块为分析对象，它受弹簧力为，受阻尼力为，由牛顿第二定律知。
即。这是一个二阶常微分方程，加速度为输入信号，为输出信号，相应的系数分别为：，，因此这个是一个二阶环节传感器。
3求一阶系统。
的传递函数。
解：令为时间常数；为系统静态灵敏度，则上式表示为。
假设其初始条件为零，对上式两边做作拉氏变换，得到其传递函数为。
4 如图1.2.9所示的温度传感器简化模型，为被测温度，为传感器敏感部分的温度。
试给出输入量（）与输出量（）间的微分方程，并推导其幅频特性、相频特性及阶跃响应特性。已知传感器敏感部分的质量为，比热为，表面积为，传热系数为。
解：传感器敏感部分的热容量为，其温度增量与正比于系数（释放）的热量，即。
而吸收的热量又与物体表面积、传热系数、温差（）及时间增量成正比，即。
所以。这就是温度传感器输入量与输出量间的一阶微分方程。其中，则时间常数，静态灵敏度。
传感器的频率响应特性为。
幅频特性为。
相频特性为。
阶跃响应特性为。
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