機(jī)電專業(yè)畢業(yè)論文： 特殊傳感器技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

1、首鋼工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目: 特殊傳感器技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用姓名： 班級(jí)：機(jī)電082學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 日期： 首鋼工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名： 機(jī)電系 系 機(jī)電一體化技術(shù) 專業(yè) 機(jī)電082班畢業(yè)課題： 特殊類型傳感器的應(yīng)用 教學(xué)時(shí)間： 2011年 2月28日 至 2011年 6月10日畢業(yè)課題內(nèi)容及要求：課題內(nèi)容： 1、完成特殊類型傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)分析。 2、完成特殊類型傳感器應(yīng)用的工藝過(guò)程、特點(diǎn)及控制過(guò)程分析。 3、掌握崗位操作要點(diǎn)及常見(jiàn)故障處理方法。 課題要求： 1、根據(jù)所學(xué)知識(shí)及崗位培訓(xùn)、調(diào)研，確定總體方案并撰寫總論部分，文字約20003000字。 2、根據(jù)相關(guān)設(shè)備的特

2、點(diǎn)，完成特殊類型傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析、其應(yīng)用的工藝流程及控制過(guò)程等特點(diǎn)分析。 3、根據(jù)崗位操作要點(diǎn)及常見(jiàn)故障，闡述常規(guī)處理方法要點(diǎn)。 4、根據(jù)相關(guān)分析，完成教師指定的工程圖或工藝流程圖。 5、撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，約1萬(wàn)字左右。 進(jìn)度安排： 1、2011-02-28至2011-03-25（第1周第4周）：畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研，確定畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。 2、2011-03-28至2011-05-27（第5周第13周）： 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)課題總論部分，文字約20003000字。 確定畢業(yè)設(shè)計(jì)課題方案，進(jìn)行相關(guān)的理論分析、結(jié)構(gòu)分析、工藝分析及加工過(guò)程分析。完成相應(yīng)的控制原理圖、設(shè)備結(jié)構(gòu)工程圖、工藝流程圖、控制方

3、案圖及相關(guān)的控制程序等。 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)課題部分論文，文字約8000字左右。論文初稿應(yīng)在5月中旬完成并送交指導(dǎo)教師審閱修改。經(jīng)指導(dǎo)教師審閱合格后，方可按學(xué)校規(guī)定的論文格式編輯、打印、裝訂成冊(cè)，上交指導(dǎo)教師存檔。 編輯制作答辯演講用幻燈片，約20張，上交指導(dǎo)教師。 3、2011-05-30至2011-06-10（第14第15周）： 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯。 參考資料： 1、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)手冊(cè) 指導(dǎo)教師：陳鄒銘 教研室主任：白曉梅2011 年4 月 13 日目 錄目 錄第 1 章 傳感器的基本知識(shí) 4第1.1節(jié) 傳感器的意義及類型4第1.2節(jié) 傳感器的分類 4第1.3節(jié) 傳感器的特性 4第 2 章

4、霍爾傳感器的原理和應(yīng)用 7第2.1節(jié) 霍爾傳感器的簡(jiǎn)介 7第2.2節(jié) 霍爾傳感器的基本原理與使用 7第 3 章 壓阻效應(yīng)的厚膜力敏材料及傳感器 10第3.1節(jié) 厚膜壓阻效應(yīng)簡(jiǎn)介 10第3.2節(jié) 厚膜電阻的壓阻效應(yīng) 10第3.3節(jié) 釕基厚膜力敏材料及特性 11第3.4節(jié) 厚膜力敏傳感器現(xiàn)狀 12第 4 章 濕度傳感器 14第4.1節(jié) 性能及設(shè)備選擇 14第4.2節(jié) 考慮時(shí)漂和溫漂 15第4.3節(jié) 與傳統(tǒng)測(cè)濕方法的關(guān)系及其他注意事項(xiàng)16第4.4節(jié) 濕度傳感器的發(fā)展16第 5 章 轉(zhuǎn)速傳感器 21第5.1節(jié) 轉(zhuǎn)速傳感器的主要功能和特點(diǎn)21第5.2節(jié) s12、s14、s16、s18、s20、s22齒輪

5、轉(zhuǎn)速傳感器22第5.3節(jié) t20專用齒輪轉(zhuǎn)速傳感器24第5.4節(jié) t23汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器26致謝29參考文獻(xiàn)30傳感器技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用王旭（首鋼工學(xué)院機(jī)電系，北京100038）e-mail：416956270第一章 傳感器的基本知識(shí)一、傳感器的意義及類型什么叫傳感器？從廣義上講，傳感器就是能感知外界信息并能按一定規(guī)律將這些信息轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的裝置；簡(jiǎn)單說(shuō)傳感器是將外界信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置。所以它由敏感元器件（感知元件）和轉(zhuǎn)換器件兩部分組成，有的半導(dǎo)體敏感元器件可以直接輸出電信號(hào)，本身就構(gòu)成傳感器。敏感元器件品種繁多，就其感知外界信息的原理來(lái)講，可分為物理類，基于力、熱、光、電、磁和聲等物

6、理效應(yīng)?；瘜W(xué)類，基于化學(xué)反應(yīng)的原理。生物類，基于酶、抗體、和激素等分子識(shí)別功能。通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類（還有人曾將傳感器分46類）。二、傳感器的分類 目前對(duì)傳感器尚無(wú)一個(gè)統(tǒng)一的分類方法，但比較常用的有如下三種： 、按傳感器的物理量分類，可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等傳感器 、按傳感器工作原理分類，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。 、按傳感器輸出信號(hào)的性質(zhì)分類，可分為：輸出為開(kāi)關(guān)量（“”和”或“開(kāi)”和“關(guān)”）的開(kāi)關(guān)型傳感器；輸出為模擬型

7、傳感器；輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。 關(guān)于傳感器的分類： 1.按被測(cè)物理量分：如：力，壓力，位移，溫度，角度傳感器等； 2.按照傳感器的工作原理分：如：應(yīng)變式傳感器、壓電式傳感器、壓阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、光電式傳感器等； 3.按照傳感器轉(zhuǎn)換能量的方式分： （1）能量轉(zhuǎn)換型：如：壓電式、熱電偶、光電式傳感器等； （2）能量控制型：如：電阻式、電感式、霍爾式等傳感器以及熱敏電阻、光敏電阻、濕敏電阻等； 4.按照傳感器工作機(jī)理分： （1）結(jié)構(gòu)型：如：電感式、電容式傳感器等； （2）物性型：如：壓電式、光電式、各種半導(dǎo)體式傳感器等； 5.按照傳感器輸出信號(hào)的形式分： （1）模擬式

8、：傳感器輸出為模擬電壓量； （2）數(shù)字式：傳感器輸出為數(shù)字量，如：編碼器式傳感器。三、傳感器的特性傳感器的靜態(tài)特性 傳感器的靜態(tài)特性是指對(duì)靜態(tài)的輸入信號(hào)，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。因?yàn)檫@時(shí)輸入量和輸出量都和時(shí)間無(wú)關(guān)，所以它們之間的關(guān)系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個(gè)不含時(shí)間變量的代數(shù)方程，或以輸入量作橫坐標(biāo)，把與其對(duì)應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫出的特性曲線來(lái)描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度、靈敏度、分辨力和遲滯等。 傳感器的動(dòng)態(tài)特性 所謂動(dòng)態(tài)特性，是指?jìng)鞲衅髟谳斎胱兓瘯r(shí)，它的輸出的特性。在實(shí)際工作中，傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用它對(duì)某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)來(lái)表示。這是因?yàn)閭鞲衅鲗?duì)標(biāo)準(zhǔn)輸

9、入信號(hào)的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得，并且它對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)與它對(duì)任意輸入信號(hào)的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)有階躍信號(hào)和正弦信號(hào)兩種，所以傳感器的動(dòng)態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來(lái)表示。傳感器的線性度 通常情況下，傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實(shí)際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù)，常用一條擬合直線近似地代表實(shí)際的特性曲線、線性度（非線性誤差）就是這個(gè)近似程度的一個(gè)性能指標(biāo)。擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點(diǎn)相連的理論直線作為擬合直線；或?qū)⑴c特性曲線上各點(diǎn)偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線，此擬合直線稱為最小二乘法擬

10、合直線。 傳感器的靈敏度 靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化 y 對(duì)輸入量變化 x 的比值。它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系，則靈敏度 s 是一個(gè)常數(shù)。否則，它將隨輸入量的變化而變化。 靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如，某位移傳感器，在位移變化 1mm 時(shí)，輸出電壓變化為 200mv ，則其靈敏度應(yīng)表示為 200mv/mm 。 當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時(shí)，靈敏度可理解為放大倍數(shù)。 提高靈敏度，可得到較高的測(cè)量精度。但靈敏度愈高，測(cè)量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。傳感器的分辨力 分辨力是指?jìng)鞲衅骺赡芨惺艿降谋粶y(cè)量的最小變化的能力。也就是說(shuō)，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過(guò)某一數(shù)值時(shí)，傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化，即傳感器對(duì)此輸入量的變化是分辨不出來(lái)的。只有當(dāng)輸入量的變化超過(guò)分辨力時(shí)，其輸出才會(huì)發(fā)生變化。 通常傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨力并不相同，因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨力的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿量程的百分比表示，則稱為分辨率。 傳感器的遲滯特性 遲滯特性