Передаточная функция

Передаточная функция - выведенное идеальное (теоретическое)соотношение между входным и выходным сигналом. Устанавливает взаимосвязь между выходным электрическимсигналом датчика S ивнешним воздействием : S =f(s). Представляется в виде: таблицы, графика, математического выражения.

Может быть линейной и нелинейной(например, логарифмической, экспоненциальной или степенной). Во многих случаяхпередаточная функцияявляется одномерной (т.е. связывает выходной сигнал только с одним внешним воздействием).

Одномернуюлинейную функцию представляют в виде выражения:

S=a + bs,(3.1)

гдеа - постоянная составляющая (т.е. значение выходногосигнала при нулевом входномвоздействии),
b — наклонпрямой, который часто называют чувствительностью датчика.
s -характеристика электрическогосигнала, которую системы сбора данных воспринимают в качестве выходного сигналадатчика. В зависимостиот свойств датчика это может быть амплитуда, частота или фаза.

Основныевиды передаточных функций:

• логарифмическая: S = a + bln(s),
• экспоненциальная
• степенная:

где к — постоянное число.

Еслидатчик имеет передаточную функцию, которую невозможно описать выше приведенными аппроксимирующимивыражениями, то для негоприменяются полиноминальные аппроксимацииболее высоких порядков.

Для нелинейных передаточных функцийчувствительность b не является константой. Во многих случаях нелинейные датчикимогут считаться линейными внутри ограниченного диапазона значений. Для более широкогодиапазона значений нелинейнаяпередаточная функция представляется в виде отрезков нескольких прямых линий: используется кусочно-линейнаяаппроксимация.

Для того, чтобы определить, может лиданная передаточная функция быть представлена в виде линейной зависимости, наблюдают заизменением выходных сигналов в линейной и реальной моделях при постепенномувеличении входного сигнала. Если разность сигналов не выходит за допустимые пределы, передаточнуюфункцию данного датчикаможно считать линейной.
В случаях, когда на выходной сигналдатчика оказывают влияние несколько внешних воздействий, его передаточнаяфункция становится многомерной. Примером датчика с двумерной передаточной функцией является инфракрасныйдатчик температуры. Егопередаточная функция:

где G– константа, связывает две температуры:
Ть — абсолютную температуру объекта измерения и
Тs — абсолютную температуруповерхностисенсорного элемента с выходным напряжением..