压力传感器静态特性与动态特性的对比有什么不同
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四种压力传感器的基本工作原理及特点一:电阻应变式传感器1 1电阻应变式传感器定义被测的动态压力作用在弹性敏感元件上,使它产生变形,在其变形的部位粘贴有电阻应变片,电阻应变片感受动态压力的变化,按这种原理设计的传感器称为电阻应变式压力传感器。
1.2 电阻应变式传感器的工作原理电阻应变式传感器所粘贴的金属电阻应变片主要有丝式应变片与箔式应变片。
箔式应变片是以厚度为0.002——0.008mm 的金属箔片作为敏感栅材料,,箔栅宽度为0.003——0.008mm 。
丝式应变片是由一根具有高电阻系数的电阻丝(直径0.015--0.05mm),平行地排成栅形(一般2——40条),电阻值60——200 Ω,通常为120 Ω,牢贴在薄纸片上,电阻纸两端焊有引出线,表面覆一层薄纸,即制成了纸基的电阻丝式应变片。
测量时,用特制的胶水将金属电阻应变片粘贴于待测的弹性敏感元件表面上,弹性敏感元件随着动态压力而产生变形时,电阻片也跟随变形。
如下图所示。
B 为栅宽,L 为基长。
材料的电阻变化率由下式决定:d d d R A R Aρρ=+ (1) 式中;R —材料电阻ρ—材料电阻率由材料力学知识得;[(12)(12)]dRR C K μμεε=++-= (2)K —金属电阻应变片的敏感度系数式中K 对于确定购金属材料在一定的范围内为一常数,将微分dR 、dL 改写成增量ΔR 、ΔL,可得R L K K R Lε∆∆== (3)由式(2)可知,当弹性敏感元件受到动态压力作用后随之产生相应的变形ε,而形应变值可由丝式应变片或箔式应变片测出,从而得到了ΔR 的变化,也就得到了动态压力的变化,基于这种应变效应的原理实现了动态压力的测量。
1.3电阻应变式传感器的分类及特点测低压用的膜片式压力传感器常用的电阻应变式压力传感器包括 测中压用的膜片——应变筒式压力传感器测高压用的应变筒式压力传感器1.3.1膜片——应变筒式压力传感器的特点该传感器的特点是具有较高的强度和抗冲击稳定性,具有优良的静态特性、动态特性和较高的自震频率,可达30khz 以上,测量的上限压力可达到9.6mp a 。
与静态称重相比,动态称重系统有哪些特点?世界上大多数国家运送货物的车辆都存在超载现象。
据统计,美国和德国大约50%运货车辆存在超载现象。
在提高车辆行驶速度前提下,为了避免车辆超载带来的危害,保障动态称重精度成为必然。
与静态称重相比,动态称重系统有何不同?静态称重的优缺点静态称重系统优点:误差小、精确度高;争议明显减少;车辆通行速度加快;从根本上杜绝各种逃费行为。
静态称重系统缺点:投资大;受地形限制;过车速度比原来降低;引来管理的麻烦。
动态称重系统定义动态称重是指通过测量和分析轮胎动态力测算一辆运动中的车辆的总重和部分重量的过程。
由一组传感器和含有软件的电子仪器组成,可测量动态轮胎力、车辆通过时间并计算轮重、轴重、总重(如车速、轴距等)数据。
由于动态称重系统具有测量行驶车辆重量的特点,决定了它在交通轴载调查、治理超限超载运输和计重收费系统中不可替代的作用。
动态称重系统与静态称重的区别:首先,动态称重系统是一种技术含量很高的复杂设备,动态称重与传统的静态称重有很大的区别。
其次,由于车辆行驶产生的各种复杂因素和动态称重技术的复杂性,动态称重结果具有一定的不确定性。
因此,精度检验需要按照适当的方法进行,对于称重误差采用概率术语表述更为合理。
最后,应特别注意各种标准规范对于使用条件的规定与现场使用条件的吻合程度,选择适用的标准与设备对应。
动态称重系统近些年技术上逐渐进步和成熟,使得它在交通运输领域有了越来越广泛的应用。
称重系统的核心是称重传感器,称重传感器是用来将重量信号或压力信号转换成电量信号的转换装置。
称重传感器采用金属电阻应变片组成测量桥段,利用金属电阻丝在张力作用下伸长变细,电阻增加的原理。
动态称重系统是在静态称重系统的基础上,处理器将测得动态车重信号和车速信号进行数据处理后得到真实重量。
海鼎自动化科技具备精良的加工设备和高精密的检测仪器,现拥有一个CAD加工中心及传感器检测中心。
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传感器的特性传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系。
通常把传感器的特性分为两种:静态特性和动态特性。
静态特性是指输入不随时间而变化的特性,它表示传感器在被测量各个值处于稳定状态下输入输出的关系。
动态特性是指输入随时间而变化的特性,它表示传感器对随时间变化的输入量的响应特性。
一般来说,传感器的输入和输出关系可用微分方程来描述。
理论上,将微分方程中的一阶及以上的微分项取为零时,即可得到静态特性。
因此传感器的静特性是其动特性的一个特例。
传感器除了描述输入与输出量之间的关系特性外,还有与使用条件、使用环境、使用要求等有关的特性。
1传感器的静特性传感器的输入-输出关系:输入(外部影响:冲振、电磁场、线性、滞后、重复性、灵敏度、误差因素)—传感器—输出(外部影响:温度、供电、各种干扰稳定性、温漂、稳定性(零漂)、分辨力、误差因素)。
人们总希望传感器的输入与输出成唯一的对应关系,而且最好呈线性关系。
但一般情况下,输入输出不会完全符合所要求的线性关系,因传感器本身存在着迟滞、蠕变、摩擦等各种因素,以及受外界条件的各种影响。
传感器静态特性的主要指标有:线性度、灵敏度、重复性、迟滞、分辨率、漂移、稳定性等。
2传感器的动特性动特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。
很多传感器要在动态条件下检测,被测量可能以各种形式随时间变化。
只要输入量是时间的函数,则其输出量也将是时间的函数,其间关系要用动特性来说明。
设计传感器时要根据其动态性能要求与使用条件选择合理的方案和确定合适的参数;使用传感器时要根据其动态特性与使用条件确定合适的使用方法,同时对给定条件下的传感器动态误差作出估计。
总之,动特性是传感器性能的一个重要方面,对其进行研究与分析十分必要。
总的来说,传感器的动特性取决于传感器本身,另一方面也与被测量的形式有关。
(1)规律性的:1)周期性的:正弦周期输入、复杂周期输入;2)非周期性的:阶跃输入、线性输入、其他瞬变输入(2)随机性的:1)平稳的:多态历经过程、非多态历经过程;2)非平稳的随机过程。
压力传感器特性的研究一、实验目的(1)了解压力传感器的工作原理。
(2)研究压力传感器的静态特性。
二、实验仪器压力传感器、稳压电源、电压表和砝码等。
三、实验原理本实验所用的传感器是由四片电阻应变片组成的,它们分别粘贴在弹性体的平行梁上、下两个表面上。
四个应变片组成电桥,采用非平衡电桥原理,把压力转化成不平衡电压进行测量。
下面我们从三个方面对压力传感器进行讨论。
1. 应变与压力的关系电阻应变片是将机械应变转换为电阻阻值的变化。
将电阻应变片粘贴在悬臂梁式弹性体上。
常见的悬臂梁形式有等截面梁、等强度悬臂梁、带副梁的悬臂梁以及双孔、单孔悬臂梁。
图1是等截面梁结构示意图。
弹性体是一端固定,截面积S 处处相等的等截面悬臂梁(S =bh ,宽度为b ,厚度为h )。
在距载荷F 着力点L 0的上、下表面,沿L 方向粘贴有受拉应变片R 1、R 3和受压应变片R 2、R 4,粘贴应变片处的应变为Y bh FL Y f 2006==ε (1)式中,f 是应变片处的应力,Y 是弹性体的弹性模量。
由式(1)可以看出,除压力F 外,其余各量均为常量。
所以,应变ε0与压力F 成正比。
图1 等截面梁结构示意图2.电阻的变化与电压的关系由于弹性体的应变发生了变化,粘贴在其上的电阻应变片的电阻值也随之发生变化,受拉的电阻应变片电阻值增加,而受压的电阻应变片电阻值减少,把四个电阻应变片组成一个电桥,这便成为差动电桥,如图2所示。
此时,电桥的输出电压U 为S S U R R R R R R U R R R R R R U 443344221111ΔΔΔΔΔ-++---+++=∆ (2)图2 应变片差动电桥电路若R 1=R 2=R 3=R 4且ΔR 1=ΔR 2=ΔR 3=ΔR 4,则有S S S U R R U R R R U R R R U 11111111Δ2Δ2Δ=--+= (3)由上式可知,电压U 与电阻值的变化成正比。
由此可以看出,差动电桥既没有非线性误差,又具有较高的灵敏度,同时还具有适应温度变化的补偿能力等优点。
探析传感器的静态特性摘要传感器的静态以及动态的特性可以反映它的工作特性,而静态特性是表示传感器在输入量的每个数值都处在稳定的状态的时候的输入以及输出之间的关系,能够很好反映传感器的各项功能指标,其中包括传感器的迟后性、重复性、线性度以及静态误差几个方面。
关键词传感器;静态;特性之前对传感器静态特性的分析以及测试需要很多仪器一起操作才能完成,额且出入和输出信号的测量以及特性指标方面的计算都需要人为完成,这样的工作量很大,而且工作效率很低,工作结果的可靠性也不高。
由于虚拟仪器的传感器特性分析数据的处理能力很强,而且效率很高,准确度很高,所显示出来的内容很丰富,性价比很高,所以被广泛的应用。
1传感器静态特性的性能指标在检测控制系统的实验当中,需要各种参数来进行控制,如果要想有很好的控制性能,传感器就要能够感测被测量的变化,而且还要准确的把这些数值表示出来,传感器的基本特性分为动态特性和静态特性,本文主要介绍的是传感器的静态特性的性能指标。
静态特性的性能指标主要包括灵敏度、重复性、迟滞、线性度、漂移、精度、分辨力和稳定性等等。
灵敏度是一个很重要的指标,它的值就是输出量的增量与相应输入量的增量的比值,所表示的是单位输入量的变化所引起传感器输出量的变化,也就是灵敏度的数值越大,传感器的愈加灵敏。
重复性是传感器在输入量按照同一个方向做全量程的多次变化的时候所得到的特性曲线不一致的程度。
迟滞是传感器在输入量从小到大以及输入量从大到小的变化期间输入输出特性曲线不重合的现象。
也就是输入信号大笑相同,传感器的正反行程的输出信号大笑不同,迟滞差值就是这个差值。
线性度是传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。
传感器的漂移是输入量不变,输出量岁时间变化的现象。
产生这种现象的原因有两个,一个是传感器自身结构的参数,另外一个原因是周围的温度以及湿度等环境的影响。
最常见的漂移就是温度的漂移,周围环境的温度变化引起了输出量的变化。
乘务员工作总结微笑服务乘客满意第一段:乘务员工作总结微笑服务乘客满意每一次登上飞机,我们都期待能够享受愉快的旅程并得到满意的服务。
作为飞机上的乘务员,我们的工作就是确保乘客在飞行过程中的舒适和满意。
在这篇文章中,我将总结我们的工作方式,特别是微笑服务在满足乘客需求方面所起到的重要作用。
第二段:首先,微笑服务是我们工作中不可或缺的一部分。
当乘客步入机舱时,他们期望看到一个友好和温暖的面孔。
因此,我们始终保持微笑并以亲切的态度对待每一位乘客。
这种微笑并不仅仅是表面上的礼节,它也能让乘客感受到我们的友好和关怀。
通过微笑服务,我们能够建立起与乘客的良好关系,并让他们感到舒服和放松。
第三段:其次,微笑服务有助于满足乘客的特殊需求。
每位乘客都有自己独特的需求和喜好,而我们的任务就是尽可能地满足他们的要求。
通过微笑服务,我们能够展示出我们专业的态度和热情,以应对一系列的需求,比如提供额外的毛毯、餐饮或者照顾小孩。
当乘客感受到我们真诚的关心和关注时,他们会对我们的服务感到满意,并持有积极的态度。
第四段:最后,微笑服务还可以促进乘客与乘务员之间的良好沟通。
在飞行过程中,乘务员往往是乘客唯一可以交流的对象。
通过微笑服务,我们能够打破沉默和隔阂,与乘客进行愉快和有意义的对话。
这不仅可以提高乘客的满意度,还可以加强乘客对我们的信任,并在紧急情况下确保乘客遵循我们的指示。
总结:综上所述,微笑服务在乘务员的工作中扮演着至关重要的角色。
通过微笑和友好的态度,我们能够让乘客感受到关怀和舒适,同时也能够更好地满足他们的特殊需求。
微笑服务还有助于促进与乘客之间的良好沟通,加强双方的互动和理解。
因此,作为乘务员,我们时刻保持微笑以确保乘客的满意度是我们工作中的重要使命。
动态应变仪与静态应变仪的区别
应变仪按频率响应范围可分为静态应变仪、静动态应变仪、动态应变仪和超动态应变仪。
其中静态电阻应变仪和动态电阻应变仪应用较多。
静态电阻应变仪用电学方法测量不随时间变化或变化极为缓慢的静态应变。
它由测量电桥、放大器、显示仪表和读数机构等组成。
贴在被测构件上的电阻应变计接于测量电桥上。
构件受载变形时,测量电桥有电压输出,经放大器放大后由显示仪表指示出相应的应变值。
静态电阻应变仪每次只能测出一个点的应变。
进行多点测量时可配以预调平衡箱。
所有测点的应变计均预先接在平衡箱各点上,然后靠开关逐点转换接入应变仪。
动态电阻应变仪应用于测量随时间变化的动态应变,其工作频率一般在5千赫以下。
它由测量电桥、放大器和滤波器等组成。
为了同时测量多个动态应变的信号,应变仪一般有多个通道,每个通道测量一个动态应变信号。
动态应变是随时间而变化的,须将应变的动态过程记录下来,因此动态应变仪要与记录器配套使用,记录结果可直接反映被测应变信号的大小和变化。
一般动态电阻应变仪的输出为电流信号,常配以光线示波器作为记录器,也可配用磁带机作为记录器。
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毕业论文压力传感器动态特性研究学生姓名:学号:仪器与电子学院学专业:指导教师:2015年 6月压力传感器动态特性研究摘要当代传感器技术发展迅速,无论对于人类的日常生活和工业生产,传感器都是一项不可或缺的技术。
其中,压力传感器是应用最为广泛的一类传感器,在工业、农业、化工以及航空航海等各个领域都能施展拳脚。
压力传感器的功能是准确检测到待测压力的压力值和压力变化,在实际使用过程中,压力传感器需要在一些高压环境下工作,要求其具有良好的动态特性,因此研究传感器的动态特性十分的重要。
本文主要针对数学模型在处理实验数据中的重要地位,并结合利用激波管对压力传感器进行动态校准实验,介绍如何利用系统辨识法中的最小二乘参数估计来建立动态数学模型的方法。
并利用Matlab/Simulink模块进行软件建模仿真,由仿真结果确定其数学模型的可信度,并利用软件分析压力传感器的动态特性。
关键词:传感器,动态特性,系统辨识,最小二乘法Dynamic characteristics of the pressure sensorAbstractModern sensor technology is developing rapidly, both for human daily life and industrial production, the sensor is an indispensable technology. Wherein the pressure sensor is the most widely used class of sensors in various fields of industry, agriculture, chemical and aviation navigation and so can their fists. Function of the pressure sensor is to be measured accurately detect a pressure value and pressure changes, in actual use, the pressure sensor needs to work in some high-pressure environment, is required to have excellent dynamic characteristics, the study of the dynamic characteristics of the sensor is important.In this paper, a mathematical model for the processing of experimental data in an important position, combined with the use of shock tube for dynamic pressure sensor calibration experiment on how to use the system parameter identification method of least squares method to build a dynamic mathematical model estimates. And the use of Matlab / Simulink software simulation modules, determine its credibility mathematical model simulation results, and the use of software to analyze the dynamic characteristics of the pressure sensor.Keywords: sensors, dynamic characteristics, system identification, least square method目录1 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 辨识建模研究现状 (3)1.4 本文研究重点 (3)2 压力传感器分类及基本原理 (4)2.1 概述 (4)2.2 压电式压力传感器原理及应用 (4)2.3 压阻式压力传感器原理及应用 (4)2.4 电容式压力传感器原理及应用 (5)3 压力传感器动态特性测试系统 (6)3.1 动态校准装置 (6)3.1.1 稳态压力源装置 (6)3.1.2 非稳态压力源装置 (6)3.1.3 激波管结构 (7)3.1.4 激波管工作原理 (7)3.2 动态校准过程 (7)3.2.1 激波管动态校准实验 (7)3.2.2 激波管阶跃压力波的性质 (9)3.3 数据预处理 (10)4 压力传感器动态建模方法及软件模拟 (12)4.1 概述 (12)4.2 系统辨识的定义 (12)4.3 系统辨识法 (13)4.3 最小二乘的引出 (14)4.4 参数最小二乘估计 (14)4.5 基于残差平方和的模型阶次估计准则 (17)5 压阻式压力传感器动态特性仿真与验证 (18)5.1 MATLAB和SIMULINK (18)5.2 压力传感器动态特性仿真 (19)6 压力传感器动态特性分析 (24)6.1 压力传感器的性能指标 (24)6.1.1 传感器静态性能指标 (24)6.1.2 传感器动态性能指标 (24)6.2 不同压力传感器特性比较 (29)7 总结与展望 (31)7.1 本文总结 (31)7.2 工作展望 (31)附录 (32)参考文献 (34)致谢 (36)第一章绪论1.1 研究背景传感器是众多测试系统组成的核心部分,是测控系统的重要环节,是能够自动获取信息的重要装置。
传感器有很多特性,所谓特性也就是传感器所独有的性质,压力传感器作为传感器中最普遍的一种传感器也有很多特性,压力传感器的特性一般可分为静态特性和动态特性。
压力传感器的静态特性是指对静态的输入信号,压力传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。
因为这时输入量和输出量都和时间无关,所以它们之间的关系,即压力传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程,或以输入量作横坐标,把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。
表征压力传感器静态特性的主要参数有:线性度、灵敏度、分辨力和迟滞等。
所谓动态特性,是指压力传感器在输入变化时,它的输出的特性。
在实际工作中,压力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。
这是因为压力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。
最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种,所以压力传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。
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