傳感器技術(shù)技術(shù)基礎(chǔ)

1、傳感器技術(shù)課件技術(shù)基礎(chǔ)1第1頁，共14頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)36分，星期日（3）“某種可用信號輸出” 把外界非電量信息轉(zhuǎn)換成與之有確定對應(yīng)關(guān)系的電量輸出的器件或裝置。 非電量電測技術(shù)把外界信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號輸出的器件。（4）“轉(zhuǎn)換”：傳感器、變換器、變送器、換能器、 轉(zhuǎn)換器、探測器 把特定的被測量信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號輸出的器件或裝置。工業(yè)測量標(biāo)準(zhǔn)輸出信號能量轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換效率2第2頁，共14頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)36分，星期日二、傳感器的物理定律（1）守恒定律（2）統(tǒng)計(jì)法則物理量隨著空間和時(shí)間的移動(dòng)，其總量保持不變。能量守恒、動(dòng)量守恒、電荷守恒傳感器與被測

2、量之間能量轉(zhuǎn)換時(shí)必須遵循。常和傳感器的工作狀態(tài)有關(guān)。運(yùn)動(dòng)的微觀世界與宏觀世界相結(jié)合的定律。如：熱力學(xué)第二定律3第3頁，共14頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)36分，星期日（3）場的定律描述電場、磁場、物質(zhì)場、重力場等在空間和時(shí)間上的變換規(guī)律。靜電場：電容式傳感器；電磁感應(yīng)：電感式傳感器利用場的定律構(gòu)成的傳感器稱為：結(jié)構(gòu)型傳感器物理方程 傳感器工作的數(shù)學(xué)模型（4）物質(zhì)定律表示各種物質(zhì)內(nèi)在客觀性質(zhì)的定律?；⒖硕?F = k x 、歐姆定律 U = R I基于物質(zhì)定律構(gòu)成的傳感器稱為：物性型傳感器半導(dǎo)體物質(zhì)法則：壓敏、熱敏、光敏、濕敏4第4頁，共14頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)36分，星期

3、日例1-1 舉例說明結(jié)構(gòu)型傳感器和物性型傳感器的區(qū)別。（1）電容式傳感器結(jié)構(gòu)型傳感器化簡得：輸出靈敏度結(jié)構(gòu)型傳感器的特性主要由其結(jié)構(gòu)參數(shù)決定，與構(gòu)成傳感器的物質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。固定極板活動(dòng)極板LbdL5第5頁，共14頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)36分，星期日（2）壓敏傳感器物性型傳感器物性型傳感器主要由構(gòu)成傳感器的物質(zhì)的性質(zhì)決定。電阻率的變化壓力大小材料性質(zhì)壓阻效應(yīng)半導(dǎo)體材料壓力 P6第6頁，共14頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)36分，星期日三、傳感器的組成敏感元件輔助電路傳感元件被 測非電量有 用非電量有 用電 量信號調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路電 量傳感元件被測非電量有用電量物性型傳感器結(jié)構(gòu)型傳感器

4、敏感元件傳感元件被測非電量有用電量有用非電量7第7頁，共14頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)36分，星期日例1-2 大噸位電容式稱重傳感器被測非電量：敏感元件：有用非電量：傳感元件：有用電量：電容量C彈性體外界壓力極板間距變化電容傳感器彈性體極板支架絕緣材料定極板動(dòng)極板8第8頁，共14頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)36分，星期日轉(zhuǎn)換元件輸入輸出（1）自源型特點(diǎn)：不需要外能源， 輸出電量較弱例1-3：熱電偶傳感器溫度場的能量（熱量） 電量能量角度自源型帶激勵(lì)源型外源型能量轉(zhuǎn)換型有源型能量控制型無源型ABTT9第9頁，共14頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)36分，星期日（2）帶激勵(lì)源型特點(diǎn)

5、：不需要變換電路， 有較大電量輸出例1-4 霍爾電磁感應(yīng)式傳感器轉(zhuǎn)換元件輸入輸出輔助能源被測量：磁場輔助能源：激勵(lì)電流BIUHBACDbdLxyz10第10頁，共14頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)36分，星期日例1-5：磁電式傳感器（3）外源型特點(diǎn)：通過帶外電源的變換電路，才能獲得有用的電量輸出輸入輸出電源變換電路轉(zhuǎn)換元件電磁感應(yīng)定律：能量控制型線圈永久磁鐵動(dòng)鐵芯（銜鐵）11第11頁，共14頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)36分，星期日四、傳感器的分類電容式、電感式、熱電式傳感器位移、速度、溫度傳感器分類方法按輸入物理量：按工作原理：按能量關(guān)系：按輸出信號性質(zhì)：按構(gòu)成原理：按構(gòu)成傳感器的功能材料：按高新技術(shù)：能量轉(zhuǎn)換型（有源傳感器）能量控制型（無源傳感器）模擬式、數(shù)字式傳感器結(jié)構(gòu)型、物性型傳感器半導(dǎo)體傳感器集成傳感器、智能傳感器仿生傳感器、機(jī)器人傳感器12第12頁，共14頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)36分，星期日13第13頁，共14頁，2022年，5