檢測技術(shù)及傳感器 S06檢測技術(shù)ppt課件

1、檢測技術(shù)及儀器檢測技術(shù)及儀器T&M Technologyand InstrumentationCISTBUCT2019第部分第部分根底知識根底知識第二章檢測元件第二章檢測元件與檢測技術(shù)與檢測技術(shù)傳感技術(shù)根底原理傳感技術(shù)根底原理普通檢測變換方法普通檢測變換方法M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件檢測元件l檢測元件的分類、命名和表示檢測元件的分類、命名和表示l傳感技術(shù)傳感技術(shù)l自然規(guī)律、根底效應(yīng)自然規(guī)律、根底效應(yīng)l檢測安裝檢測安裝l信號變換方法信號變換方法簡單變換、差動變換、簡單變換、差動變換、參比變換、平衡反響變換參比變換、平衡反響變換M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件

2、與檢測技術(shù)l檢測元件檢測元件l檢測元件是指傳感器中能直接感受或呼應(yīng)檢測元件是指傳感器中能直接感受或呼應(yīng)被被丈量對象的部分。丈量對象的部分。 l在完成非電量到電量的變換時，并非一切的非在完成非電量到電量的變換時，并非一切的非電電量都能利用現(xiàn)有手段直接轉(zhuǎn)換成電量，往往是量都能利用現(xiàn)有手段直接轉(zhuǎn)換成電量，往往是將將被丈量先變換為另一種易于變成電量的非電量，被丈量先變換為另一種易于變成電量的非電量，然后再轉(zhuǎn)換成電量。然后再轉(zhuǎn)換成電量。M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件檢測元件l檢測元件是儀表、檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵，決議了可檢測元件是儀表、檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵，決議了可測參數(shù)、被丈量的可測范

3、圍、丈量準(zhǔn)確度、儀測參數(shù)、被丈量的可測范圍、丈量準(zhǔn)確度、儀表的運用條件等。表的運用條件等。l 敏感性：對被丈量的敏感性敏感性：對被丈量的敏感性l 適用范圍：環(huán)境溫度、壓力、外加電源等適用范圍：環(huán)境溫度、壓力、外加電源等 l 丈量范圍：被丈量不超越敏感元件規(guī)定的丈量范圍：被丈量不超越敏感元件規(guī)定的丈量范圍丈量范圍l 輸出特性：輸出與被丈量之間有明確的單輸出特性：輸出與被丈量之間有明確的單調(diào)關(guān)系調(diào)關(guān)系l 其它：價錢、易復(fù)制性、平安性、易安裝其它：價錢、易復(fù)制性、平安性、易安裝等等 M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件檢測元件l特性特性M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢

4、測技術(shù)l檢測元件的分類檢測元件的分類l按輸入量被測對象分類按輸入量被測對象分類l按轉(zhuǎn)換原理分類按轉(zhuǎn)換原理分類l按輸出信號的方式分類按輸出信號的方式分類l按輸入和輸出的特性分類按輸入和輸出的特性分類l按能量轉(zhuǎn)換的方式分類按能量轉(zhuǎn)換的方式分類l按資料分類按資料分類M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件的分類檢測元件的分類 l按輸入量被測對象分類按輸入量被測對象分類l物理量傳感器、化學(xué)量傳感器和生物量傳感器物理量傳感器、化學(xué)量傳感器和生物量傳感器l物理量傳感器又可分為：溫度傳感器、壓力傳物理量傳感器又可分為：溫度傳感器、壓力傳感器、感器、位移傳感器、位移傳感器、 等等。等等。l這

5、種分類方法給運用者提供了方便，容易根據(jù)這種分類方法給運用者提供了方便，容易根據(jù)被測被測對象選擇所需求的傳感器。對象選擇所需求的傳感器。 M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件的分類檢測元件的分類l按轉(zhuǎn)換原理分類按轉(zhuǎn)換原理分類l構(gòu)外型傳感器構(gòu)外型傳感器利用機械構(gòu)件如金屬膜片等在動力場或電利用機械構(gòu)件如金屬膜片等在動力場或電磁場的磁場的作用下產(chǎn)生變形或位移，將外界被測參數(shù)轉(zhuǎn)換作用下產(chǎn)生變形或位移，將外界被測參數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)成相應(yīng)的電阻、電感、電容等物理量，它是利用物理的電阻、電感、電容等物理量，它是利用物理學(xué)運動學(xué)運動定律或電磁定律實現(xiàn)轉(zhuǎn)換的。定律或電磁定律實現(xiàn)轉(zhuǎn)換的。l物性型傳

6、感器物性型傳感器l復(fù)合型傳感器復(fù)合型傳感器M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件的分類檢測元件的分類l按轉(zhuǎn)換原理分類按轉(zhuǎn)換原理分類l構(gòu)外型傳感器構(gòu)外型傳感器l物性型傳感器物性型傳感器利用資料的固態(tài)物理特性及其各種物理、化學(xué)利用資料的固態(tài)物理特性及其各種物理、化學(xué)效應(yīng)即物質(zhì)定律，如虎克定律、歐姆效應(yīng)即物質(zhì)定律，如虎克定律、歐姆定律等來實現(xiàn)非電量轉(zhuǎn)換的。定律等來實現(xiàn)非電量轉(zhuǎn)換的。它是以半導(dǎo)體、電介質(zhì)、鐵電它是以半導(dǎo)體、電介質(zhì)、鐵電體等作為敏感資料的固態(tài)器件。體等作為敏感資料的固態(tài)器件。l復(fù)合型傳感器復(fù)合型傳感器M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件的分類檢測

7、元件的分類l按轉(zhuǎn)換原理分類按轉(zhuǎn)換原理分類l構(gòu)外型傳感器構(gòu)外型傳感器l物性型傳感器物性型傳感器l復(fù)合型傳感器復(fù)合型傳感器由構(gòu)外型傳感器和物性型傳由構(gòu)外型傳感器和物性型傳感器組合而成的，兼有兩者感器組合而成的，兼有兩者的特征。例如，電阻式、電的特征。例如，電阻式、電感式、電容式、壓電式、光感式、電容式、壓電式、光電式、熱敏、氣敏、濕敏、電式、熱敏、氣敏、濕敏、磁敏傳感器等等。磁敏傳感器等等。 M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件的分類檢測元件的分類l按轉(zhuǎn)換原理分類按轉(zhuǎn)換原理分類l構(gòu)外型傳感器構(gòu)外型傳感器l物性型傳感器物性型傳感器l復(fù)合型傳感器復(fù)合型傳感器l這種分類方法清楚地指

8、明了傳感器的原理，便這種分類方法清楚地指明了傳感器的原理，便于學(xué)習(xí)于學(xué)習(xí)和研討。和研討。 M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件的分類檢測元件的分類l按能量轉(zhuǎn)換的方式分類按能量轉(zhuǎn)換的方式分類l有源型和無源型有源型和無源型l有源型：也稱能量轉(zhuǎn)換型或發(fā)電型，它把非電有源型：也稱能量轉(zhuǎn)換型或發(fā)電型，它把非電量直接量直接變成電壓量、電流量、電荷量等，如磁電式、變成電壓量、電流量、電荷量等，如磁電式、壓電式、壓電式、光電池、熱電偶等。光電池、熱電偶等。 l無源型：也稱能量控制型、能量傳輸型或參數(shù)無源型：也稱能量控制型、能量傳輸型或參數(shù)型，它型，它把非電量變成電抗電阻、電容、電感等，把

9、非電量變成電抗電阻、電容、電感等，或?qū)⒈换驅(qū)⒈粶y電量傳輸至檢測安裝。測電量傳輸至檢測安裝。 M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件的分類檢測元件的分類l按輸出信號的方式分類按輸出信號的方式分類l開關(guān)式、開關(guān)式、 模擬式和數(shù)字式模擬式和數(shù)字式l按輸入和輸出的特性分類按輸入和輸出的特性分類l線性和非線性線性和非線性M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件的分類檢測元件的分類l按資料分類按資料分類l無機資料檢測元件無機資料檢測元件l半導(dǎo)體資料檢測元件半導(dǎo)體資料檢測元件l陶瓷資料檢測元件陶瓷資料檢測元件l高分子資料檢測元件高分子資料檢測元件l納米資料檢測元件納米資

10、料檢測元件l智能資料檢測元件智能資料檢測元件l檢測元件檢測元件l無機資料檢測元件無機資料檢測元件M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件檢測元件l半導(dǎo)體檢測元件半導(dǎo)體檢測元件M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件檢測元件l半導(dǎo)體檢測元件半導(dǎo)體檢測元件M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件檢測元件l陶瓷資料檢測元件陶瓷資料檢測元件M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件檢測元件l陶瓷資料檢測元件陶瓷資料檢測元件M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件檢測元

11、件l高分子資料檢測元件高分子資料檢測元件M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件檢測元件l高分子資料檢測元件高分子資料檢測元件M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件檢測元件l高分子資料檢測元件高分子資料檢測元件M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件的分類檢測元件的分類l按資料分類按資料分類l納米資料檢測元件納米資料檢測元件氣敏資料氣敏資料M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件檢測元件l智能資料檢測元件智能資料檢測元件M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件的分類檢測元件的分類l按資料分類按資料分類l

12、智能資料檢測元件智能資料檢測元件記憶合金記憶合金壓電資料壓電資料M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件的分類檢測元件的分類l按資料分類按資料分類l智能資料檢測元件智能資料檢測元件記憶合金記憶合金壓電資料壓電資料光纖傳感器光纖傳感器MEMS/MOEMSMEMS/MOEMSM&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件的命名檢測元件的命名l國標(biāo)國標(biāo) GB7666 GB7666l由由“主題詞四級修飾語組成，即主題詞主題詞四級修飾語組成，即主題詞傳感器。傳感器。l一級修飾語一級修飾語被丈量，被丈量， 包括修飾被丈量的包括修飾被丈量的定語。定語。 l二級修飾語二級修飾語轉(zhuǎn)

13、換原理，轉(zhuǎn)換原理， 普通可后續(xù)以普通可后續(xù)以“式式字。字。l三級修飾語三級修飾語特征描畫，指必需強調(diào)的傳感特征描畫，指必需強調(diào)的傳感器構(gòu)造、性能、資料特征、敏感元件以及其它器構(gòu)造、性能、資料特征、敏感元件以及其它必要的性能特征，普通可后續(xù)以必要的性能特征，普通可后續(xù)以“型字。型字。 l四級修飾語四級修飾語主要技術(shù)目的，如量程、準(zhǔn)確主要技術(shù)目的，如量程、準(zhǔn)確度、靈敏度范圍等。度、靈敏度范圍等。 M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件的命名檢測元件的命名l運用命名法時應(yīng)留意運用命名法時應(yīng)留意 l運用場所不同，修飾語的排序亦不同運用場所不同，修飾語的排序亦不同l在有關(guān)傳感器的統(tǒng)計

14、報表、圖書檢索及計算機在有關(guān)傳感器的統(tǒng)計報表、圖書檢索及計算機文字文字處置等場所，傳感器稱號應(yīng)采用正序陳列。處置等場所，傳感器稱號應(yīng)采用正序陳列。l傳感器傳感器一級修飾語一級修飾語二級修飾語二級修飾語三級修飾三級修飾語語四級修飾語。四級修飾語。例如：例如：“傳感器、位移、應(yīng)變計式、傳感器、位移、應(yīng)變計式、100 mm100 mmM&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件的命名檢測元件的命名l運用命名法時應(yīng)留意運用命名法時應(yīng)留意 l運用場所不同，修飾語的排序亦不同運用場所不同，修飾語的排序亦不同l在技術(shù)文件、產(chǎn)品闡明書、學(xué)術(shù)論文、教材、在技術(shù)文件、產(chǎn)品闡明書、學(xué)術(shù)論文、教材、書刊

15、書刊等的陳說句中，傳感器稱號應(yīng)采用反序陳列等的陳說句中，傳感器稱號應(yīng)采用反序陳列l(wèi)四級修飾語四級修飾語三級修飾語三級修飾語二級修飾語二級修飾語一級一級修飾修飾語語傳感器傳感器例如：例如：“100mm100mm應(yīng)變計式位移傳感器應(yīng)變計式位移傳感器“100100160dB160dB電容式聲壓傳感器電容式聲壓傳感器 M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件的命名檢測元件的命名l運用命名法時應(yīng)留意運用命名法時應(yīng)留意 l運用場所不同，修飾語的排序亦不同運用場所不同，修飾語的排序亦不同l傳感器主稱傳感器主稱 四級修飾語組成全稱。四級修飾語組成全稱。在實踐運用中，可根據(jù)產(chǎn)品詳細情況省略任何

16、在實踐運用中，可根據(jù)產(chǎn)品詳細情況省略任何一級一級修飾語。但國標(biāo)規(guī)定，傳感器作為商品出賣時，修飾語。但國標(biāo)規(guī)定，傳感器作為商品出賣時，第第一級修飾語不得省略。一級修飾語不得省略。 M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件的表示檢測元件的表示l從電路角度思索，敏感元件就是信號從電路角度思索，敏感元件就是信號( (或信息或信息) )源。源。l對于大多數(shù)傳感器，它都可以器具有兩端口或?qū)τ诖蠖鄶?shù)傳感器，它都可以器具有兩端口或四端口特征的電氣元件足夠準(zhǔn)確地進展描畫。四端口特征的電氣元件足夠準(zhǔn)確地進展描畫。M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測元件的表示檢測元件的表示l與傳

17、統(tǒng)的信息技術(shù)中常見的兩端口或四端口元與傳統(tǒng)的信息技術(shù)中常見的兩端口或四端口元件相比，獨一的區(qū)別是敏感元件的特性依賴于件相比，獨一的區(qū)別是敏感元件的特性依賴于物理的或化學(xué)的環(huán)境變量。物理的或化學(xué)的環(huán)境變量。M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l傳感技術(shù)根底傳感技術(shù)根底l自然規(guī)律自然規(guī)律l守恒定律、場的定律、物質(zhì)定律、統(tǒng)計法那么守恒定律、場的定律、物質(zhì)定律、統(tǒng)計法那么l根底效應(yīng)根底效應(yīng) l熱電效應(yīng)、光磁電效應(yīng)、磁效應(yīng)、壓電效應(yīng)、熱電效應(yīng)、光磁電效應(yīng)、磁效應(yīng)、壓電效應(yīng)、應(yīng)變應(yīng)變效應(yīng)、電渦流效應(yīng)、超導(dǎo)效應(yīng)、集膚效應(yīng)、多效應(yīng)、電渦流效應(yīng)、超導(dǎo)效應(yīng)、集膚效應(yīng)、多普勒普勒效應(yīng)、物理景象等效應(yīng)、物

18、理景象等M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l傳感技術(shù)根底傳感技術(shù)根底l自然規(guī)律自然規(guī)律l守恒定律守恒定律 l包括能量、動量、電荷量等守恒定律。包括能量、動量、電荷量等守恒定律。l這些定律是分析、研制新型傳感這些定律是分析、研制新型傳感器時必需嚴厲遵守的根本法那么。器時必需嚴厲遵守的根本法那么。M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l傳感技術(shù)根底傳感技術(shù)根底l自然規(guī)律自然規(guī)律l場的定律場的定律l動力場的運動定律、電磁場的感應(yīng)定律等，其動力場的運動定律、電磁場的感應(yīng)定律等，其作作用與物體在空間的位置及分布形狀有關(guān)。用與物體在空間的位置及分布形狀有關(guān)。l普通可由物理方程給出，

19、這些方程可作為許多普通可由物理方程給出，這些方程可作為許多傳傳感器任務(wù)的數(shù)學(xué)模型。例如，利用靜電場制成感器任務(wù)的數(shù)學(xué)模型。例如，利用靜電場制成的的電容式傳感器，利用電磁感應(yīng)定律可制成的電電容式傳感器，利用電磁感應(yīng)定律可制成的電感感自感或互感式傳感器等等。自感或互感式傳感器等等。l利用場的定律制成，可統(tǒng)稱為構(gòu)外型傳感器。利用場的定律制成，可統(tǒng)稱為構(gòu)外型傳感器。M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l傳感技術(shù)根底傳感技術(shù)根底l自然規(guī)律自然規(guī)律l物質(zhì)定律物質(zhì)定律l表示各種物質(zhì)本身內(nèi)在性質(zhì)的定律如虎克定表示各種物質(zhì)本身內(nèi)在性質(zhì)的定律如虎克定律、律、歐姆定律，通常以這種物質(zhì)所固有的物理常歐姆定

20、律，通常以這種物質(zhì)所固有的物理常數(shù)數(shù)加以描畫，其大小決議著傳感器的主要性能。加以描畫，其大小決議著傳感器的主要性能。半導(dǎo)體物質(zhì)法那么：壓阻、熱阻、光阻、濕阻半導(dǎo)體物質(zhì)法那么：壓阻、熱阻、光阻、濕阻等效等效應(yīng)，可分別制成壓敏、熱敏、光敏、濕敏等傳應(yīng)，可分別制成壓敏、熱敏、光敏、濕敏等傳感感器件；器件；壓電晶體物質(zhì)法那么：壓電效應(yīng)，可制成壓電壓電晶體物質(zhì)法那么：壓電效應(yīng)，可制成壓電式傳式傳感器等等。感器等等。M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l傳感技術(shù)根底傳感技術(shù)根底l自然規(guī)律自然規(guī)律l統(tǒng)計法那么統(tǒng)計法那么l將微觀系統(tǒng)與宏觀系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)起來的物理法那么，將微觀系統(tǒng)與宏觀系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)起來的物理

21、法那么，這這些法那么經(jīng)常與傳感器的任務(wù)形狀有關(guān)。些法那么經(jīng)常與傳感器的任務(wù)形狀有關(guān)。 M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l傳感技術(shù)根底傳感技術(shù)根底l根底效應(yīng)根底效應(yīng) l熱電效應(yīng)熱電效應(yīng)l塞貝克效應(yīng)：熱電勢溫度塞貝克效應(yīng)：熱電勢溫度電，熱電偶電，熱電偶l珀爾帖效應(yīng)：接觸電勢溫度珀爾帖效應(yīng)：接觸電勢溫度電，半導(dǎo)電，半導(dǎo)體制冷體制冷l湯姆遜效應(yīng)：溫差電勢溫差湯姆遜效應(yīng)：溫差電勢溫差電電l熱電子發(fā)射效應(yīng)：熱熱電子發(fā)射效應(yīng)：熱電子，紅外成像電子，紅外成像M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l傳感技術(shù)根底傳感技術(shù)根底l根底效應(yīng)根底效應(yīng) l光磁電效應(yīng)光磁電效應(yīng)l光電子發(fā)射效應(yīng)：外光

22、電效應(yīng)光電子發(fā)射效應(yīng)：外光電效應(yīng)光光電，光電二極管、光電，光電二極管、光電倍增管及紫外線傳感器等。電倍增管及紫外線傳感器等。l光電導(dǎo)效應(yīng)：內(nèi)光電效應(yīng)光光電導(dǎo)效應(yīng)：內(nèi)光電效應(yīng)光電阻，光敏電阻。電阻，光敏電阻。l光伏特效應(yīng)：內(nèi)光電效應(yīng)光光伏特效應(yīng)：內(nèi)光電效應(yīng)光電，光電池、光敏二極管、電，光電池、光敏二極管、光敏三極管和光敏晶閘管等。光敏三極管和光敏晶閘管等。M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l傳感技術(shù)根底傳感技術(shù)根底l根底效應(yīng)根底效應(yīng) l光磁電效應(yīng)光磁電效應(yīng)l光的熱電效應(yīng)：熱釋電熱光的熱電效應(yīng)：熱釋電熱電，紅外人體電，紅外人體傳感器傳感器l塞曼效應(yīng)：光經(jīng)過磁場光陰塞曼效應(yīng)：光經(jīng)過磁場

23、光陰譜離散光磁譜離散光磁光譜光譜l拉曼效應(yīng)：單色光照射物質(zhì)拉曼效應(yīng)：單色光照射物質(zhì)時發(fā)出不同光譜光時發(fā)出不同光譜光光光l泡克爾斯效應(yīng)：光經(jīng)過壓電泡克爾斯效應(yīng)：光經(jīng)過壓電晶體時分成正常和異常光線晶體時分成正常和異常光線光電光電光光M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l傳感技術(shù)根底傳感技術(shù)根底l根底效應(yīng)根底效應(yīng) l光磁電效應(yīng)光磁電效應(yīng)l克爾效應(yīng)：光經(jīng)過各種同性物質(zhì)并在垂直方向克爾效應(yīng)：光經(jīng)過各種同性物質(zhì)并在垂直方向加加電壓時分成正常和異常光線光電電壓時分成正常和異常光線光電光光l法拉第效應(yīng)：線偏振光經(jīng)過磁性物質(zhì)時偏振面法拉第效應(yīng)：線偏振光經(jīng)過磁性物質(zhì)時偏振面旋旋轉(zhuǎn)光磁轉(zhuǎn)光磁電電M&T,

24、I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l傳感技術(shù)根底傳感技術(shù)根底l根底效應(yīng)根底效應(yīng) l磁效應(yīng)磁效應(yīng)l霍爾效應(yīng)：電流流過導(dǎo)體并在與電流垂直的方霍爾效應(yīng)：電流流過導(dǎo)體并在與電流垂直的方向加向加磁場時在垂直方向產(chǎn)生電勢的景象磁電磁場時在垂直方向產(chǎn)生電勢的景象磁電電，電，磁敏二極管、磁敏三極管等。磁敏二極管、磁敏三極管等。l磁阻效應(yīng)：導(dǎo)體在磁場中電阻磁阻效應(yīng)：導(dǎo)體在磁場中電阻添加的景象磁電添加的景象磁電電阻，電阻，磁敏電阻、磁頭等。磁敏電阻、磁頭等。l磁致伸縮效應(yīng)：強磁體加磁磁致伸縮效應(yīng)：強磁體加磁場時產(chǎn)生變形磁場時產(chǎn)生變形磁機械機械M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l傳感技術(shù)根底傳感

25、技術(shù)根底l根底效應(yīng)根底效應(yīng) l壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)l壓電效應(yīng)是指強介質(zhì)加壓力時的極化景象，可壓電效應(yīng)是指強介質(zhì)加壓力時的極化景象，可產(chǎn)產(chǎn)生電位差壓力生電位差壓力電，超聲波換能器。電，超聲波換能器。l多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)l當(dāng)聲源、光源及微波等波源與觀測者之間有相當(dāng)聲源、光源及微波等波源與觀測者之間有相對對運動時，觀測到的頻率發(fā)生譜移的景象運動時，觀測到的頻率發(fā)生譜移的景象運動運動頻率頻率M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l傳感技術(shù)根底傳感技術(shù)根底l根底效應(yīng)根底效應(yīng) l物理景象物理景象l熱傳導(dǎo)景象：熱力學(xué)第一定律熱熱傳導(dǎo)景象：熱力學(xué)第一定律熱物性，物性，熱熱敏電阻氣體傳感器、干濕球濕度傳

26、感器等。敏電阻氣體傳感器、干濕球濕度傳感器等。l熱輻射景象：物體溫度升高時產(chǎn)生光電磁波熱輻射景象：物體溫度升高時產(chǎn)生光電磁波輻射的景象溫度輻射的景象溫度光，輻射高溫計、紅外光，輻射高溫計、紅外探探測等。測等。M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l傳感技術(shù)根底傳感技術(shù)根底l根底效應(yīng)根底效應(yīng)M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測安裝檢測安裝l檢測安裝的誤差來源檢測安裝的誤差來源l檢測元件檢測元件靈敏度、丈量范圍、輸入輸出特性、穩(wěn)定性等靈敏度、丈量范圍、輸入輸出特性、穩(wěn)定性等等。等。l其它組成部分其它組成部分經(jīng)過誤差分析，進展針對性的設(shè)計，可以大大經(jīng)過誤差分析，進展針對性

27、的設(shè)計，可以大大減小減小各部分的誤差。各部分的誤差。M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測安裝檢測安裝l檢測安裝的誤差來源檢測安裝的誤差來源l檢測元件內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲以及電源產(chǎn)生的噪聲。檢測元件內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲以及電源產(chǎn)生的噪聲。如光電真空管放射不規(guī)那么電子，半導(dǎo)體載流如光電真空管放射不規(guī)那么電子，半導(dǎo)體載流子分散子分散等產(chǎn)生的噪聲。降低元件的溫度可減小熱噪聲，等產(chǎn)生的噪聲。降低元件的溫度可減小熱噪聲，對對電源變壓器采用靜電屏蔽可減小交流脈動噪聲電源變壓器采用靜電屏蔽可減小交流脈動噪聲等。等。l從外部混入的躁聲，按其產(chǎn)生緣由可分為機械從外部混入的躁聲，按其產(chǎn)生緣由可分為機械噪聲噪聲

28、如振動，沖擊、音響噪聲、電磁噪聲和化如振動，沖擊、音響噪聲、電磁噪聲和化學(xué)噪學(xué)噪聲等。聲等。M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測安裝檢測安裝l檢測安裝的誤差來源檢測安裝的誤差來源l檢測元件內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲以及電源產(chǎn)生的噪聲。檢測元件內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲以及電源產(chǎn)生的噪聲。l從外部混入的躁聲，按其產(chǎn)生緣由可分為機械從外部混入的躁聲，按其產(chǎn)生緣由可分為機械噪聲噪聲如振動，沖擊、音響噪聲、電磁噪聲和化如振動，沖擊、音響噪聲、電磁噪聲和化學(xué)噪學(xué)噪聲等。聲等。對振動等機械噪聲可采用防振臺或?qū)鞲衅鞴虒φ駝拥葯C械噪聲可采用防振臺或?qū)鞲衅鞴潭ㄔ诙ㄔ谫|(zhì)量很大的根底臺上加以抑制；消除音響噪聲質(zhì)量很大

29、的根底臺上加以抑制；消除音響噪聲的有的有效方法是把傳感器放入隔音器中或放在真空容效方法是把傳感器放入隔音器中或放在真空容器里；器里；消除電磁噪聲的有效方法是屏蔽和接地或使傳消除電磁噪聲的有效方法是屏蔽和接地或使傳感器感器遠離電源線，或使輸出線屏蔽，輸出線絞在一遠離電源線，或使輸出線屏蔽，輸出線絞在一同等。同等。M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測安裝檢測安裝l改善檢測安裝的技術(shù)途徑改善檢測安裝的技術(shù)途徑l構(gòu)造、資料與參數(shù)的合理選擇構(gòu)造、資料與參數(shù)的合理選擇l差動技術(shù)、平均技術(shù)差動技術(shù)、平均技術(shù)l穩(wěn)定性處置穩(wěn)定性處置l屏蔽、隔離與干擾抑制屏蔽、隔離與干擾抑制l零示法、微差法與閉

30、環(huán)技術(shù)零示法、微差法與閉環(huán)技術(shù)l補償與校正補償與校正l集成化、智能化與信息交融集成化、智能化與信息交融M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測安裝檢測安裝l普通訊號變換構(gòu)造普通訊號變換構(gòu)造l簡單變換簡單變換l差動變換差動變換l參比變換參比變換l平衡反響變換平衡反響變換M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測安裝檢測安裝l簡單變換簡單變換l直接式：敏感元件直接將直接式：敏感元件直接將被丈量轉(zhuǎn)換為電信號。被丈量轉(zhuǎn)換為電信號。l間接式：敏感元件先將被間接式：敏感元件先將被丈量轉(zhuǎn)換為可利用的中間丈量轉(zhuǎn)換為可利用的中間參量，經(jīng)過參量，經(jīng)過轉(zhuǎn)換元件再轉(zhuǎn)換元件再將其轉(zhuǎn)換為將其轉(zhuǎn)換

31、為電信號。電信號。M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測安裝檢測安裝l簡單變換簡單變換l直接式直接式l間接式間接式常用到的中間參量及轉(zhuǎn)化元件常用到的中間參量及轉(zhuǎn)化元件被測量被測量中間參量中間參量轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換元件壓力、溫度、流速、力、加速度、扭矩等位移應(yīng)變片、電感、電容、霍爾元件氣體成分、位移、濃度等光學(xué)光電器件溫度、流速等熱量熱電偶、熱敏電阻M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測安裝檢測安裝l簡單變換簡單變換l屬于串聯(lián)型儀表。屬于串聯(lián)型儀表。由誤差合成實際，由誤差合成實際，儀表的誤差是各儀表的誤差是各個環(huán)節(jié)誤差之和。環(huán)節(jié)越多，儀表的準(zhǔn)確度越個環(huán)節(jié)誤差之和。環(huán)節(jié)越

32、多，儀表的準(zhǔn)確度越低。低。l當(dāng)組成儀表的環(huán)節(jié)中有一個是非線性的，那么當(dāng)組成儀表的環(huán)節(jié)中有一個是非線性的，那么儀表也具儀表也具有非線性特性，假設(shè)多個環(huán)節(jié)具有非線性特性，有非線性特性，假設(shè)多個環(huán)節(jié)具有非線性特性，普通情普通情況下將使儀表的非線性更嚴重。況下將使儀表的非線性更嚴重。l信息能量傳送效率低，需求思索阻抗匹配。信息能量傳送效率低，需求思索阻抗匹配。l構(gòu)造簡單、任務(wù)可靠、價錢低廉、運用廣泛。構(gòu)造簡單、任務(wù)可靠、價錢低廉、運用廣泛。M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測安裝檢測安裝l差動變換差動變換l運用兩個性能一樣的運用兩個性能一樣的轉(zhuǎn)換元件，感受敏感轉(zhuǎn)換元件，感受敏感元件的

33、輸出量，將其元件的輸出量，將其轉(zhuǎn)換為性質(zhì)一樣、但轉(zhuǎn)換為性質(zhì)一樣、但方向相反的兩個物理方向相反的兩個物理量。量。M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測安裝檢測安裝l差動變換差動變換l假設(shè)兩個轉(zhuǎn)換元件的輸出為假設(shè)兩個轉(zhuǎn)換元件的輸出為其中，其中，x1x1為被丈量，為被丈量，x2x2為干擾量。為干擾量。計算差動輸出的變化量，略去二次以上的高階計算差動輸出的變化量，略去二次以上的高階量，有量，有M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測安裝檢測安裝l差動變換差動變換l對于簡單變換的情況，有對于簡單變換的情況，有略去了二次以上的高階量略去了二次以上的高階量M&T,I 檢測元件與

34、檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測安裝檢測安裝l差動變換差動變換l差動變換與簡單直接式變換相比差動變換與簡單直接式變換相比l有效輸出信號提高了一倍，信噪比提高了有效輸出信號提高了一倍，信噪比提高了l非線性特性有所改善，處理非零輸出初始值問非線性特性有所改善，處理非零輸出初始值問題題l假設(shè)轉(zhuǎn)換元件的特性可表示為假設(shè)轉(zhuǎn)換元件的特性可表示為干擾量的影響可以完全消除干擾量的影響可以完全消除M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測安裝檢測安裝l差動變換差動變換l差動變換的轉(zhuǎn)換元件內(nèi)部噪聲略有添加差動變換的轉(zhuǎn)換元件內(nèi)部噪聲略有添加l但由電源引入的噪聲無法得到改善一直同方但由電源引入的噪聲無法得

35、到改善一直同方向、相關(guān)向、相關(guān)l敏感元件的非線性特性無法得到改善屬于串敏感元件的非線性特性無法得到改善屬于串聯(lián)型儀表聯(lián)型儀表l假設(shè)轉(zhuǎn)換元件的特性為假設(shè)轉(zhuǎn)換元件的特性為其非線性特性也得不到改善其非線性特性也得不到改善l差動敏感元件在大多數(shù)情況下難以實現(xiàn)差動敏感元件在大多數(shù)情況下難以實現(xiàn)M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測安裝檢測安裝l參比變換參比變換l運用兩個性能一樣的敏感運用兩個性能一樣的敏感元件，其中一個感受被測元件，其中一個感受被測量和干擾量，另一個僅感量和干擾量，另一個僅感受干擾量。受干擾量。M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元件與檢測技術(shù)l檢測安裝檢測安裝l參比變換參比變換l兩個轉(zhuǎn)換元件的輸出為兩個轉(zhuǎn)換元件的輸出為假設(shè)敏感元件的特性可表示為假設(shè)敏感元件的特性可表示為那么那么M&T,I 檢測元件與檢測技術(shù)檢測元