提高传感器动态特性方法分析

机电工程技术!""! 年第#$卷第%期

研究与开发

提高传感器动态特性方法分析&

徐

静，曾志新，刘桂雄

’华南理工大学机械工程学院，广东广州%$"()"*

摘要：简要介绍常用几种提高传感器动态特性的方法，比较其优缺点及应用，指出了软件方法及应用+,-’+./.012,./312-456

789954*技术将是未来发展中实现传感器动态特性实时补偿的主要发展方向。关键词：传感器；动态特性；+,-中图分类号：:-!$!

文献标识码：;

文章编号：$""

$引言

传感器技术与通信技术和计算机技术已成为现代信息

的最好值

A!B

!G#" 9还要快。也有学者制作工艺方面利用微

细加工技术改变化学传感器的结构，基于参量的共振特性来改善传感器的动态特性A#BA)B ，从理论研究证明这种方法设计的质量H 化学传感器能够检测到$8=$%I$8=$(/的质量变化，比普通悬臂梁质量传感器的灵敏度高出两个数量级。

技术的三大支柱，是信息产业的重要基础工业。传感器是信息系统的第一道门坎，担负着采集信息的任务。传感器的动态特性是指传感器对激励的响应特性。大量的被测信号是动态信号，一个动态特性好的系统，其输出随时间变化的规律，将能同时再现输入随时间变化的规律，即具有相同的时间函数。但实际系统中很难具有相同的时间函数，中间存在动态误差。例如：在航天航空领域里，温度变化很大，传感器应能立刻感受变化的温度，并能有效地跟踪温度变化，但由于它的热惯性而很难测得精确的温度值，所以必须提高传感器的热响应特性，才可能达到动态测温的要求。如在测试土壤水份的过程中，由于湿度传感器的传感滞后，当水份不足时会导致植物的干死；而水份过量也会影响植物的生长并导致其死亡。因此，分析产生动态误差的原因，从而找出改善措施，提高传感器动态特性，尽可能使动态误差降到最低限度，具有重大意义。

#综合利用敏感元件的材料、结构优化的方法

在测量膛壁表面温度技术中，根据枪炮膛壁瞬态温度测量时所受到的瞬时高温、高压及高速气流的作用来研究表面温度传感器的结构和工作机理，巧妙地利用薄膜热接点热惯性小的特点，基体材料采用镍铬合金，膜层材料采用银，热电极材料为镍铬=镍硅而设计了动态特性非常好的表面温度传感器。它对于改进兵器结构设计、提高武器使用寿命和杀伤威力起了重要作用。为了提高海洋测温传感器的动态特性，敏感元件的材料选用新型小惯性铜电阻，进行时间常数、热惯性、响应速度和体积等方面的优化设计，设计出的海洋温度传感器的时间常数$! $("D9；在多维力传感器研究中，敏感单元非常多（有时多达!) 个以上），这时可以通过敏感位置的优化布置来提高传感器的动态特性A%BA(B；在研究微型触觉传感器的敏感单元时，采用了J 型方膜结构

ACB

! 常见提高传感器动态特性方法

提高传感器动态性能的方法主要是指针对一些测量惯性较大的敏感元件，为缩短测量响应时间而采取的有效方法和措施，目前国内外主要提高传感器动态特性方法有如下几种：

（$）从传感器机理本身改进提高的方法

这种方法主要是指从传感器传感机理出发，从敏感元件的材料、制作工艺以及结构优化等方面采取适当的措施来进行的。当然从传感器机理方面来研究提高传感器动态特性不只是考虑采用一种措施，而是几种措施综合考虑。

，通过对J 型方膜结构传感器敏感

单元进行了频率、振型等参数的理论分析、有限元计算和测试等方面的优化设计，使微型触觉传感器的动态特性有一定的提高，促进了微型触觉传感器的加工和应用。

从传感机理本身提出新方法、新结构，采用新工艺、新材料以及优化技术等方面提高传感动态性能的方法是比较基础的，在一定程度上也是比较有效的，因而人们在设计传感器时经常首先考虑。但要创新性地发明一种新材料、改进某种工艺等来提高传感器的动态特性有时也是比较有限的，往往花费很多精力却达不到效果。

（! ）采用硬件电路来补偿的方法

由于通过敏感元件的结构、工艺制作等方法来提高传感器的动态特性的有限性，人们就在使用传感器的过程

! 选用合适的敏感元件的材料和制作工艺

如在热电薄膜红外传感器研究中，制作工艺采用微细加工技术，敏感元件采用-?:.@#敏感新材料

A$B

。当用一束

波长为

。&广东省经委!""$年度创新项目（>"""$%）

收稿日期：!""! —") —"%

研究与开发

机电工程技术!""! 年第#$卷第%期

中，结合补偿电路来进一步实现传感器动态特性的补偿。例如：在加速度传感技术研究中，由于微硅加速度传感器的结构的固有特点，使得它的测量上限受到很大限制，动态测量通常在微硅加速度传感器的低频误差也难以降低&’(。例如，

段，传感器的输入输出幅频特性平坦，而在谐振频率附近出现谐振，其输入输出的幅值比变化大。当被测加速度的频率在谐振频率附近时，测量误差较大。通常所用的解决办法是增加加速度传感器的阻尼比，使之工作在临界阻尼状态，或限制加速度传感器的工作频带，一般为谐振频率的$) %*$)

性能的提高。

软件技术提高方法与硬件电路方法相比较，特征在于能够充分利用软件的灵活性及经济性。算法软件实现起来的方法多种多样，例如：文献

&$!(

中系统地研究提高传感

器动态特性的软件方法，重点研究动态预测法及其在提高高分子湿度传感器动态特性中的应用，并取得很好的应用效果。经过实验，采用提高传感动态措施后动态特性大大加强，高分子电阻式湿敏器件的时间常数从采取措施前的

%"8，到采取措施后的$:9;8。英国南安普敦大学学者>?@A7655B8CD68CE 等则利用人工神经网络思想应用到称重

传感系统中

&$#(

$"。由于微硅加速度计的谐振频率都比较低

加速度计的使用范围。为此，文献

&$"(

&+(

，一般为

所以微硅加速度计的使用通频带更窄，极大地限制,""-. ，

提出一种基于传递函

数理论的传感器动态特性补偿理论（补偿原理图如图$所示）。设传感器传递函数! /" 01

，为了达到快速称重的目的，在连续采集三

个极值点后，可以通过这三个点来预测最后的值，连续两点的时间间隔等于阻尼周期的一半，减少神经元的数量，缩短神经网络训练和运行过程中的时间。德国埃森大学的

$，式中" " 为检

! " " F9G6EH 等学者研究了模糊控制算法来提高温度传感器的

动态特性

&$,(

测系统谐振频率，! 为系统的阻尼比。令补偿网络的传递函数：#/" 01" 2! !" " " 2"

!

，并达到很好的效果。

&$%(

$$!

" $

，那么加上补偿后系统的传递函对于比较复杂的系统，用纯硬件方法和软件方法实现起来是比较困难的。如在机器人腕力传感器的研究中

，

常采用零极点配置方法设计动态补偿数字滤波器，根据对传感器动态特性的要求，确定合适的" " 和! 定出补偿器的极点，而补偿器的零点设为传感器的极点。当载荷变化时，传感器的极点变化，补偿器的零极点也跟着变化。然后将补偿器联结在传感器之后，取补偿器前一个采样周期的输出值作为负载变化的估计值，调整补偿器的零极点，实现跟踪补偿。如果用纯硬件/运算放大器、电阻和电容组合0作为补偿器，虽处理实时，但参数配置和调整非常不便；而用一般的单片机实现补偿，处理时间较长。因此文献

&$%(

$・。数就变为：! /" 03/" 01$$$图$

传感器动态特性补偿原理

从上面可以看出，经串联了补偿网络后的系统仍然为一个二阶系统，但是它具有与原系统不同的谐振频率和阻尼比。在适当选择网络参数使! $44! 以及! $接近临界阻尼的情况下，就可使加速度计的动态测量误差在很大频率范围内得到补偿，并使加速度的使用频带得到展宽，而在文献

&$"(

提出以>IJK!$’$数字信号处理器为核心的多维

自适应动态补偿系统/硬件框图如图! 所示0，补偿器由采样) 保持器、多路转换器、高速模) 数转换器、>IJK!$’$芯片、数) 模转换器和LKMNO 等组成。该方法充分发挥

中研究了用电路实现上述补偿网络的思想。实验结

果表明在" " 1!$#"567) 8、! 1"9#$,的传感系统中加上补偿电路网络后，系统变为" $1:;,$9+567) 8、! $1"9:’,，若使测量误差#

&$$(

IJK 芯片/ICHCP6?JCHE6? K5AQB88A50特别适合于进行复杂算

法的数字信号处理（如神经网络控制算法、模糊控制算法等），消除了因复杂算法进行实时动态处理的计算速度的限制。实验结果表明，经过补偿后的等效传感器系统能够迅速反映被测量的变化，转换精度高，动态品质改善大。最近国外也有把IJK 技术成功应用于提高温度传感动态特性的报道

&$:(

提出了一种新颖的双线性变阻

抗前置放大电路，利用变阻抗前置放大器的双线性的特性来实现具有很宽动态范围的光电转换。

硬件方法是比较有效的，但实现起来相对复杂一些，修改也不方便。对于传感动态特性为高阶的，用硬件方法实现补偿及提高动态性能显得更加困难，在实际应用中应该综合考虑。

。

从上面可以看出，基于软件技术的提高传感动态特性

/#0基于软件技术的提高方法

随着微处理器技术的发展，近年来人们又提出基于软件技术的提高传感器的动态特性方法，是目前传感领域的研究热点之一。这种方法是从传感器的数学模型出发，研究提高传感动态特性的数学控制模型及算法，选用合理的处理器，编制成相应的补偿控制软件，从而实现动态特性

图!

硬件框图

机电工程技术!""! 年第#$卷第%期

研究与开发

的方法具有成本较低、设计灵活、易于修改和实现的特点。：3$%L测试2E4/中国科学技术大学学报，$KKK，!K （3）

#结束语

上面简要介绍三种常见的提高传感器动态特性的方

3!"/2&42K42$"42$$4

W-;N U-7(-6@6?/T7D6;R-,6,>;,+>DR9; ,-d-,>D>G6-,,?6;9@6D6;2E4/)67.9;. i F,D+-D9;.

*>?-7Oj[P>dj)d-7:?6;/T)FF[_>7D6:;-D6O.>?>,97-+D9@9D>G6-,c ,6?6;9@6D6;2E4/C;-7.O+,6;.

才海男，周兆英，李勇等/微硅加速度传感器的动态特性补偿方法研究2E4/宇航计测技术，$KK&，$&（：3KL%3/! ）

法，各种方法都有其优缺点，在实际应用中可选用其中的一种或多种方法应用于传感器的设计、调试及应用的不同时期加以灵活使用。特别要说明的是，随着新型的微处理器及专用数字信号处理芯片的出现，基于软件技术及应用

V)(技术的方法将是未来发展中实现传感器动态特性实时

补偿的主要发展方向。

参考文献：

W-DDP6S [email protected]./F M97?>76-;\dD>,-?(;6-@d?>R>6;R9; )67.>7:Fdd?>,-D>97.2E4/R+7O-@67D-?DP69;B -7O -dd?>,-cD>97.

2$419EBP_E>6;,86c .d97.6F7-?B.>.9R -(B;96?6,D;>,CP>7_Q>?@T7R;-;6O )67.9; S>DPCP6;@-?T.9?-D>97T@d;9G6@67D)D;+,D+;6

2E4/’?6,D;97

2$!42$#4

招慧玲

F?@9O-;;6.>b-.>7D6/Fdd?>,-D>979R -;D>R>,>-?76+c;-? 76DS9;N. D9>7D6??>:67DS6>:P>7:[email protected]/T’’(;9,/_),>/W6-./C6,P79?/

V6G>,6.97.97

[P67Q/b/7R;-;6O9dD>,-?R>6?O6RR6,D D;-7.>.D9;S>DPP>:P.d66O ;6.d97.62E4/Fdd?/(PB./*6DD/

C+;76;5/*/:7-7O -7-?B.>.9R -OB7-@>,W’W,P6@>,-?.67.9; 2[4/F@6;>,-7[97D;9?[97R6;67,6

C+;76;5/*/7:(-;-@6D;>,86.9c 7-7,6’RR6,D.>7,9@@97W’W-,D+-D9;.2E4/)9?>DO_)D-D6)67.9;. -7O F,D+-D9;=9;N.P9d

X>,,P>/F/@-?O6.>:79R @+?D>S-;>-D6.67.9;. 2E4/W6-.+;6@67D),>67,6C6,P7>,-?,,P>D>,P>ff9/\dD>@-?O6.>:79R OB7-@c>,R9;,6g D9;Y+6.67.9;. 2[4/TQF[[97R6;67,697[97D;9?9R T7O+.D;>-?)B.D6@

单保祥，王琪民，杨浩/微型触觉传感器敏感单元的分析和

2$34*/=-7:7:OB7-@>,d6;R9;@-7,69R D6@cd6;-D+;6.67.9;. S>DPR+ffB,97D;9? D6,P7>Y+62[4/T7O+.D;>-?’?6,D;97>,.7:.9R DP6T’’’T7D6;7-D>97-?)B@cd9.>+@97

2$%42$‘4

徐科军

W-;,9-:9k(6;6;-,7D6??>c:67DO6D6,D9; A-.6O 97D6@d6;-D+;6@9O+?-D>979R -:-..67c .9; S>DP-O>:>D-?.>:7-?d;9,6..9; D9;. X2E4/)67.9;. -7O F,D+-c

———————————————————第一作者简介：徐

静，女，$Ka"年生，四川广安人，硕士研究

生，工程师。研究领域：现代传感技术及其自动化。已发表论文

%篇。

（上接第$&页）系统装置则需要对液体压力进行调整。’()以其特有的优越性而得到青睐，世界各大汽车公

司都在研制并生产各自的’()，它代表着未来动力转向技术的发展方向。’()将作为标准件装备到汽车上，并将在动力转向领域占据主导地位而且有可能完全取代现有的转向系统，其应用前景非常广阔。

参考文献：

’()系统软件可根据不同车型及行驶工况进行调整，辅助

力准确、快捷、方便。

! ’()的另一突出特点是耗油量少，燃油附加损耗极

低。据*+,-.公司称，该公司’()只有手动式的"/%0，而

’1()平均!0，1()平均为&0

234

。

此外，’()的优越性还表现在尺寸小、重量轻，使用寿命长，安装方便易于维护等方面。

2$456789:6;.??-@5>@A6;?6B/C+;7>7:)D66;>7:D9’?6,D;>,

2E4/F+D9@9D>G6’7:>766;

J #KL3$/

M-N-B-@-C,(9S6;.D66;>7:2E4/T7D/E/9R U6P>,?6V6.>:7

FNP-7W X ，W+7;9T ，XB-DD W E,(9S6;F..>D6O)D6;>7:H’(F)I"K‘#_##"&

郭顺生等/电动动力转向器的发展与研究2E4/北京汽车

%’()的发展前景

’()目前已装备于轿车上并表现出明显的优越性。随

着电子技术和控制技术的深入应用和电动机性能的不断提高，’()的控制信号将不仅是扭矩和车速信号，而且将根据转向角度、转向速度、横向加速度等多种信号综合控制以取得更优控制性能。同时，’()将朝着电子四轮转向方向发展。此外，还将与电子悬架结合，将达到多方面综合、协调、统一控制的目的。另一方面，随着’()生产成本的降低，性能价格比的进一步提高，’()的市场将继续拓宽。

284/[\**\]^T^WVTZ’)C_T’’

!""$

敏，男，$Ka%年生，江苏徐州人，硕士研究

生。研究领域：机电一体化。

机电工程技术!""! 年第#$卷第%期

研究与开发

提高传感器动态特性方法分析&

徐

静，曾志新，刘桂雄

’华南理工大学机械工程学院，广东广州%$"()"*

摘要：简要介绍常用几种提高传感器动态特性的方法，比较其优缺点及应用，指出了软件方法及应用+,-’+./.012,./312-456

789954*技术将是未来发展中实现传感器动态特性实时补偿的主要发展方向。关键词：传感器；动态特性；+,-中图分类号：:-!$!

文献标识码：;

文章编号：$""

$引言

传感器技术与通信技术和计算机技术已成为现代信息

的最好值

A!B

!G#" 9还要快。也有学者制作工艺方面利用微

细加工技术改变化学传感器的结构，基于参量的共振特性来改善传感器的动态特性A#BA)B ，从理论研究证明这种方法设计的质量H 化学传感器能够检测到$8=$%I$8=$(/的质量变化，比普通悬臂梁质量传感器的灵敏度高出两个数量级。

技术的三大支柱，是信息产业的重要基础工业。传感器是信息系统的第一道门坎，担负着采集信息的任务。传感器的动态特性是指传感器对激励的响应特性。大量的被测信号是动态信号，一个动态特性好的系统，其输出随时间变化的规律，将能同时再现输入随时间变化的规律，即具有相同的时间函数。但实际系统中很难具有相同的时间函数，中间存在动态误差。例如：在航天航空领域里，温度变化很大，传感器应能立刻感受变化的温度，并能有效地跟踪温度变化，但由于它的热惯性而很难测得精确的温度值，所以必须提高传感器的热响应特性，才可能达到动态测温的要求。如在测试土壤水份的过程中，由于湿度传感器的传感滞后，当水份不足时会导致植物的干死；而水份过量也会影响植物的生长并导致其死亡。因此，分析产生动态误差的原因，从而找出改善措施，提高传感器动态特性，尽可能使动态误差降到最低限度，具有重大意义。

#综合利用敏感元件的材料、结构优化的方法

在测量膛壁表面温度技术中，根据枪炮膛壁瞬态温度测量时所受到的瞬时高温、高压及高速气流的作用来研究表面温度传感器的结构和工作机理，巧妙地利用薄膜热接点热惯性小的特点，基体材料采用镍铬合金，膜层材料采用银，热电极材料为镍铬=镍硅而设计了动态特性非常好的表面温度传感器。它对于改进兵器结构设计、提高武器使用寿命和杀伤威力起了重要作用。为了提高海洋测温传感器的动态特性，敏感元件的材料选用新型小惯性铜电阻，进行时间常数、热惯性、响应速度和体积等方面的优化设计，设计出的海洋温度传感器的时间常数$! $("D9；在多维力传感器研究中，敏感单元非常多（有时多达!) 个以上），这时可以通过敏感位置的优化布置来提高传感器的动态特性A%BA(B；在研究微型触觉传感器的敏感单元时，采用了J 型方膜结构

ACB

! 常见提高传感器动态特性方法

提高传感器动态性能的方法主要是指针对一些测量惯性较大的敏感元件，为缩短测量响应时间而采取的有效方法和措施，目前国内外主要提高传感器动态特性方法有如下几种：

（$）从传感器机理本身改进提高的方法

这种方法主要是指从传感器传感机理出发，从敏感元件的材料、制作工艺以及结构优化等方面采取适当的措施来进行的。当然从传感器机理方面来研究提高传感器动态特性不只是考虑采用一种措施，而是几种措施综合考虑。

，通过对J 型方膜结构传感器敏感

单元进行了频率、振型等参数的理论分析、有限元计算和测试等方面的优化设计，使微型触觉传感器的动态特性有一定的提高，促进了微型触觉传感器的加工和应用。

从传感机理本身提出新方法、新结构，采用新工艺、新材料以及优化技术等方面提高传感动态性能的方法是比较基础的，在一定程度上也是比较有效的，因而人们在设计传感器时经常首先考虑。但要创新性地发明一种新材料、改进某种工艺等来提高传感器的动态特性有时也是比较有限的，往往花费很多精力却达不到效果。

（! ）采用硬件电路来补偿的方法

由于通过敏感元件的结构、工艺制作等方法来提高传感器的动态特性的有限性，人们就在使用传感器的过程

! 选用合适的敏感元件的材料和制作工艺

如在热电薄膜红外传感器研究中，制作工艺采用微细加工技术，敏感元件采用-?:.@#敏感新材料

A$B

。当用一束

波长为

。&广东省经委!""$年度创新项目（>"""$%）

收稿日期：!""! —") —"%

研究与开发

机电工程技术!""! 年第#$卷第%期

中，结合补偿电路来进一步实现传感器动态特性的补偿。例如：在加速度传感技术研究中，由于微硅加速度传感器的结构的固有特点，使得它的测量上限受到很大限制，动态测量通常在微硅加速度传感器的低频误差也难以降低&’(。例如，

段，传感器的输入输出幅频特性平坦，而在谐振频率附近出现谐振，其输入输出的幅值比变化大。当被测加速度的频率在谐振频率附近时，测量误差较大。通常所用的解决办法是增加加速度传感器的阻尼比，使之工作在临界阻尼状态，或限制加速度传感器的工作频带，一般为谐振频率的$) %*$)

性能的提高。

软件技术提高方法与硬件电路方法相比较，特征在于能够充分利用软件的灵活性及经济性。算法软件实现起来的方法多种多样，例如：文献

&$!(

中系统地研究提高传感

器动态特性的软件方法，重点研究动态预测法及其在提高高分子湿度传感器动态特性中的应用，并取得很好的应用效果。经过实验，采用提高传感动态措施后动态特性大大加强，高分子电阻式湿敏器件的时间常数从采取措施前的

%"8，到采取措施后的$:9;8。英国南安普敦大学学者>?@A7655B8CD68CE 等则利用人工神经网络思想应用到称重

传感系统中

&$#(

$"。由于微硅加速度计的谐振频率都比较低

加速度计的使用范围。为此，文献

&$"(

&+(

，一般为

所以微硅加速度计的使用通频带更窄，极大地限制,""-. ，

提出一种基于传递函

数理论的传感器动态特性补偿理论（补偿原理图如图$所示）。设传感器传递函数! /" 01

，为了达到快速称重的目的，在连续采集三

个极值点后，可以通过这三个点来预测最后的值，连续两点的时间间隔等于阻尼周期的一半，减少神经元的数量，缩短神经网络训练和运行过程中的时间。德国埃森大学的

$，式中" " 为检

! " " F9G6EH 等学者研究了模糊控制算法来提高温度传感器的

动态特性

&$,(

测系统谐振频率，! 为系统的阻尼比。令补偿网络的传递函数：#/" 01" 2! !" " " 2"

!

，并达到很好的效果。

&$%(

$$!

" $

，那么加上补偿后系统的传递函对于比较复杂的系统，用纯硬件方法和软件方法实现起来是比较困难的。如在机器人腕力传感器的研究中

，

常采用零极点配置方法设计动态补偿数字滤波器，根据对传感器动态特性的要求，确定合适的" " 和! 定出补偿器的极点，而补偿器的零点设为传感器的极点。当载荷变化时，传感器的极点变化，补偿器的零极点也跟着变化。然后将补偿器联结在传感器之后，取补偿器前一个采样周期的输出值作为负载变化的估计值，调整补偿器的零极点，实现跟踪补偿。如果用纯硬件/运算放大器、电阻和电容组合0作为补偿器，虽处理实时，但参数配置和调整非常不便；而用一般的单片机实现补偿，处理时间较长。因此文献

&$%(

$・。数就变为：! /" 03/" 01$$$图$

传感器动态特性补偿原理

从上面可以看出，经串联了补偿网络后的系统仍然为一个二阶系统，但是它具有与原系统不同的谐振频率和阻尼比。在适当选择网络参数使! $44! 以及! $接近临界阻尼的情况下，就可使加速度计的动态测量误差在很大频率范围内得到补偿，并使加速度的使用频带得到展宽，而在文献

&$"(

提出以>IJK!$’$数字信号处理器为核心的多维

自适应动态补偿系统/硬件框图如图! 所示0，补偿器由采样) 保持器、多路转换器、高速模) 数转换器、>IJK!$’$芯片、数) 模转换器和LKMNO 等组成。该方法充分发挥

中研究了用电路实现上述补偿网络的思想。实验结

果表明在" " 1!$#"567) 8、! 1"9#$,的传感系统中加上补偿电路网络后，系统变为" $1:;,$9+567) 8、! $1"9:’,，若使测量误差#

&$$(

IJK 芯片/ICHCP6?JCHE6? K5AQB88A50特别适合于进行复杂算

法的数字信号处理（如神经网络控制算法、模糊控制算法等），消除了因复杂算法进行实时动态处理的计算速度的限制。实验结果表明，经过补偿后的等效传感器系统能够迅速反映被测量的变化，转换精度高，动态品质改善大。最近国外也有把IJK 技术成功应用于提高温度传感动态特性的报道

&$:(

提出了一种新颖的双线性变阻

抗前置放大电路，利用变阻抗前置放大器的双线性的特性来实现具有很宽动态范围的光电转换。

硬件方法是比较有效的，但实现起来相对复杂一些，修改也不方便。对于传感动态特性为高阶的，用硬件方法实现补偿及提高动态性能显得更加困难，在实际应用中应该综合考虑。

。

从上面可以看出，基于软件技术的提高传感动态特性

/#0基于软件技术的提高方法

随着微处理器技术的发展，近年来人们又提出基于软件技术的提高传感器的动态特性方法，是目前传感领域的研究热点之一。这种方法是从传感器的数学模型出发，研究提高传感动态特性的数学控制模型及算法，选用合理的处理器，编制成相应的补偿控制软件，从而实现动态特性

图!

硬件框图

机电工程技术!""! 年第#$卷第%期

研究与开发

的方法具有成本较低、设计灵活、易于修改和实现的特点。：3$%L测试2E4/中国科学技术大学学报，$KKK，!K （3）

#结束语

上面简要介绍三种常见的提高传感器动态特性的方

3!"/2&42K42$"42$$4

W-;N U-7(-6@6?/T7D6;R-,6,>;,+>DR9; ,-d-,>D>G6-,,?6;9@6D6;2E4/)67.9;. i F,D+-D9;.

*>?-7Oj[P>dj)d-7:?6;/T)FF[_>7D6:;-D6O.>?>,97-+D9@9D>G6-,c ,6?6;9@6D6;2E4/C;-7.O+,6;.

才海男，周兆英，李勇等/微硅加速度传感器的动态特性补偿方法研究2E4/宇航计测技术，$KK&，$&（：3KL%3/! ）

法，各种方法都有其优缺点，在实际应用中可选用其中的一种或多种方法应用于传感器的设计、调试及应用的不同时期加以灵活使用。特别要说明的是，随着新型的微处理器及专用数字信号处理芯片的出现，基于软件技术及应用

V)(技术的方法将是未来发展中实现传感器动态特性实时

补偿的主要发展方向。

参考文献：

W-DDP6S [email protected]./F M97?>76-;\dD>,-?(;6-@d?>R>6;R9; )67.>7:Fdd?>,-D>97.2E4/R+7O-@67D-?DP69;B -7O -dd?>,-cD>97.

2$419EBP_E>6;,86c .d97.6F7-?B.>.9R -(B;96?6,D;>,CP>7_Q>?@T7R;-;6O )67.9; S>DPCP6;@-?T.9?-D>97T@d;9G6@67D)D;+,D+;6

2E4/’?6,D;97

2$!42$#4

招慧玲

F?@9O-;;6.>b-.>7D6/Fdd?>,-D>979R -;D>R>,>-?76+c;-? 76DS9;N. D9>7D6??>:67DS6>:P>7:[email protected]/T’’(;9,/_),>/W6-./C6,P79?/

V6G>,6.97.97

[P67Q/b/7R;-;6O9dD>,-?R>6?O6RR6,D D;-7.>.D9;S>DPP>:P.d66O ;6.d97.62E4/Fdd?/(PB./*6DD/

C+;76;5/*/:7-7O -7-?B.>.9R -OB7-@>,W’W,P6@>,-?.67.9; 2[4/F@6;>,-7[97D;9?[97R6;67,6

C+;76;5/*/7:(-;-@6D;>,86.9c 7-7,6’RR6,D.>7,9@@97W’W-,D+-D9;.2E4/)9?>DO_)D-D6)67.9;. -7O F,D+-D9;=9;N.P9d

X>,,P>/F/@-?O6.>:79R @+?D>S-;>-D6.67.9;. 2E4/W6-.+;6@67D),>67,6C6,P7>,-?,,P>D>,P>ff9/\dD>@-?O6.>:79R OB7-@c>,R9;,6g D9;Y+6.67.9;. 2[4/TQF[[97R6;67,697[97D;9?9R T7O+.D;>-?)B.D6@

单保祥，王琪民，杨浩/微型触觉传感器敏感单元的分析和

2$34*/=-7:7:OB7-@>,d6;R9;@-7,69R D6@cd6;-D+;6.67.9;. S>DPR+ffB,97D;9? D6,P7>Y+62[4/T7O+.D;>-?’?6,D;97>,.7:.9R DP6T’’’T7D6;7-D>97-?)B@cd9.>+@97

2$%42$‘4

徐科军

W-;,9-:9k(6;6;-,7D6??>c:67DO6D6,D9; A-.6O 97D6@d6;-D+;6@9O+?-D>979R -:-..67c .9; S>DP-O>:>D-?.>:7-?d;9,6..9; D9;. X2E4/)67.9;. -7O F,D+-c

———————————————————第一作者简介：徐

静，女，$Ka"年生，四川广安人，硕士研究

生，工程师。研究领域：现代传感技术及其自动化。已发表论文

%篇。

（上接第$&页）系统装置则需要对液体压力进行调整。’()以其特有的优越性而得到青睐，世界各大汽车公

司都在研制并生产各自的’()，它代表着未来动力转向技术的发展方向。’()将作为标准件装备到汽车上，并将在动力转向领域占据主导地位而且有可能完全取代现有的转向系统，其应用前景非常广阔。

参考文献：

’()系统软件可根据不同车型及行驶工况进行调整，辅助

力准确、快捷、方便。

! ’()的另一突出特点是耗油量少，燃油附加损耗极

低。据*+,-.公司称，该公司’()只有手动式的"/%0，而

’1()平均!0，1()平均为&0

234

。

此外，’()的优越性还表现在尺寸小、重量轻，使用寿命长，安装方便易于维护等方面。

2$456789:6;.??-@5>@A6;?6B/C+;7>7:)D66;>7:D9’?6,D;>,

2E4/F+D9@9D>G6’7:>766;

J #KL3$/

M-N-B-@-C,(9S6;.D66;>7:2E4/T7D/E/9R U6P>,?6V6.>:7

FNP-7W X ，W+7;9T ，XB-DD W E,(9S6;F..>D6O)D6;>7:H’(F)I"K‘#_##"&

郭顺生等/电动动力转向器的发展与研究2E4/北京汽车

%’()的发展前景

’()目前已装备于轿车上并表现出明显的优越性。随

着电子技术和控制技术的深入应用和电动机性能的不断提高，’()的控制信号将不仅是扭矩和车速信号，而且将根据转向角度、转向速度、横向加速度等多种信号综合控制以取得更优控制性能。同时，’()将朝着电子四轮转向方向发展。此外，还将与电子悬架结合，将达到多方面综合、协调、统一控制的目的。另一方面，随着’()生产成本的降低，性能价格比的进一步提高，’()的市场将继续拓宽。

284/[\**\]^T^WVTZ’)C_T’’

!""$

敏，男，$Ka%年生，江苏徐州人，硕士研究

生。研究领域：机电一体化。