澀世紀舒10課件

第四章常用傳感器1.熟悉傳感器的定義、作用、分類和應(yīng)用2.了解傳感器的選用原則3.掌握電阻式、電感式、電容式、壓電式等常用傳感器的原理、特點、應(yīng)用。本章學(xué)習(xí)要求：4.1傳感器概述1.傳感器定義傳感器——將被測量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于應(yīng)用的某種物理量的裝置。被測量電量

目前，傳感器轉(zhuǎn)換后的信號大多為電信號。因而從狹義上講，傳感器是把外界輸入的非電信號轉(zhuǎn)換成電信號的裝置。2.傳感器的作用傳感器——類似于人的感覺器官，是人類感官的延伸。作用：將被測量轉(zhuǎn)換成電信號,傳送給測試系統(tǒng)中的后續(xù)環(huán)節(jié)。人體系統(tǒng)與機器系統(tǒng)的對應(yīng)關(guān)系傳感器由一次敏感元件、敏感元件與輔助元件組成。一次敏感元件的作用是將被測量轉(zhuǎn)化為能引起敏感元件變化的機械量。敏感器件的作用是感受被測量，并對信號進行轉(zhuǎn)換輸出。輔助器件一般為信號傳遞元件。

分類法型式說明按被測量種類位移、溫度、壓力、流量這種分類便于傳感器的管理按工作原理分類應(yīng)變式、電容式、電感式、壓電式、光電式以傳感器對信號轉(zhuǎn)換的原理命名按被測量轉(zhuǎn)換特征（構(gòu)成原理）結(jié)構(gòu)型，如電容式，電阻應(yīng)變片；通過改變傳感器元件的參數(shù)實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換。物性型，如壓電式，水銀溫度計，雙金屬片依靠敏感元件本身物理性質(zhì)隨被測量變化實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換。按能量傳遞方式能量控制型，如RLC式傳感器輸出能量由外部供給，但受被測量控制。能量轉(zhuǎn)換型，如熱電偶溫度計傳感器輸出量直接由被測量能量轉(zhuǎn)換而得。按輸出量模擬式輸出量為模擬信號數(shù)字式輸出量為數(shù)字信號4.分類：4.2傳感器選用原則

1.靈敏度：傳感器的靈敏度越高，可以感知越小的變化量，即被測量稍有微小變化時，傳感器即有較大的輸出。2.線性范圍：線性范圍愈寬，則表明傳感器的工作量程愈大。3.響應(yīng)特性：在所測頻率范圍內(nèi)盡量保持不失真。4.穩(wěn)定性：經(jīng)過長期使用以后，其輸出特性不發(fā)生變化的性能。影響傳感器穩(wěn)定性的因素是時間與環(huán)境。5.精確度:表示傳感器的輸出與被測量的對應(yīng)程度。傳感器精確度愈高，價格越昂貴，因此應(yīng)從實際出發(fā)來選擇。6.其它選用原則2.測量電路：不考慮外接電路影響時：考慮外接電路影響時：3.特點：(1)結(jié)構(gòu)簡單、使用簡便、穩(wěn)定性好。(2)分辨力低，受電阻絲直徑的限制。適合大位移的測量。(3)噪聲大。二、電阻應(yīng)變式傳感器1.結(jié)構(gòu)：絲式、箔式、金屬膜片2.工作原理：基于金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)。若金屬絲的長度為L，截面積為S，電阻率為ρ，其未受力時的電阻為R，則:如果金屬絲沿軸向方向受拉力而變形，靈敏度：3.特點：金屬應(yīng)變片的靈敏度較低，但其溫度穩(wěn)定性好，可用于對精度要求較高的測量。兩種應(yīng)變片在工作原理上的區(qū)別：金屬應(yīng)變片－金屬材料受力后幾何變形→電阻的相對變化半導(dǎo)體應(yīng)變片－半導(dǎo)體材料受力后電阻率變化→電阻的相對變化2.特點：優(yōu)點：靈敏度高，分辨率高，橫向效應(yīng)，機械滯后小。缺點：溫度穩(wěn)定性差，在較大應(yīng)變下，非線性誤差大。3.類型：半導(dǎo)體應(yīng)變式傳感器、擴散型壓阻式傳感器三、應(yīng)變片的