La descripción del comportamiento del sensor se hace en este caso mediante las denominadas características dinámicas: error dinámico y velocidad de respuesta (retardo). El error dinámico es la diferencia entre el valor indicado y el valor exacto de la variable medida, siendo nulo el error estático. Describe la diferencia en la respuesta del sensor a una magnitud de entrad según que esta sea constante o variable en el tiempo. La velocidad de respuesta indica la rapidez con que el sistema de medida responde a los cambios de la variable de entrada.
Para describir matemáticamente el comportamiento de un sensor, se supone que la salida y la entrada se relacionan según una ecuación diferencial lineal de coeficientes constantes y que, por lo tanto, se tiene un sistema lineal invariable en el tiempo. En estas condiciones, la relación entre la salida y la entrada del sensor puede expresarse de una manera simple, en forma de cociente, empleando la transformada de Laplace de ambas señales y la función de transferencia propia del sensor. Hay que recordar que esta última da una relación general entre la salida y la entrada, pero no entre sus valores instantáneos. Las características dinámicas de los sensores pueden estudiarse entonces para cada señal de entrada aplicada, agrupándolos de acuerdo con el orden de la función de transferencia que los describe. Normalmente no es necesario emplear modelos de orden superior a dos.
La función de transferencia de un sistema de orden cero es
donde k es la sensibilidad.
La función de transferencia de un sistema de primer orden es
donde k se denomina ahora sensibilidad estática, τ es la constante de tiempo y wc (=1/τ) es la frecuencia angular de corte, que corresponde a una atenuación de amplitud de –3 dB respecto a la respuesta en continua.
La función de transferencia de un sistema de segundo orden es
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