澀世紀(jì)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(diǎn)、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(cè)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(cè)量電量

目前，傳感器轉(zhuǎn)換后的信號(hào)大多為電信號(hào)。因而從狹義上講，傳感器是把外界輸入的非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的裝置。2.傳感器的作用傳感器——類似于人的感覺(jué)器官，是人類感官的延伸。作用：將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電信號(hào),傳送給測(cè)試系統(tǒng)中的后續(xù)環(huán)節(jié)。人體系統(tǒng)與機(jī)器系統(tǒng)的對(duì)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(cè)量轉(zhuǎn)化為能引起敏感元件變化的機(jī)械量。敏感器件的作用是感受被測(cè)量，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出。輔助器件一般為信號(hào)傳遞元件。

分類法型式說(shuō)明按被測(cè)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(duì)信號(hào)轉(zhuǎn)換的原理命名按被測(cè)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(guò)改變傳感器元件的參數(shù)實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換。物性型，如壓電式，水銀溫度計(jì)，雙金屬片依靠敏感元件本身物理性質(zhì)隨被測(cè)量變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)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(cè)量控制。能量轉(zhuǎn)換型，如熱電偶溫度計(jì)傳感器輸出量直接由被測(cè)量能量轉(zhuǎn)換而得。按輸出量模擬式輸出量為模擬信號(hào)數(shù)字式輸出量為數(shù)字信號(hào)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(cè)量稍有微小變化時(shí)，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(cè)頻率范圍內(nèi)盡量保持不失真。4.穩(wěn)定性：經(jīng)過(guò)長(zhǎng)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(shí)間與環(huán)境。5.精確度:表示傳感器的輸出與被測(cè)量的對(duì)應(yīng)程度。傳感器精確度愈高，價(jià)格越昂貴，因此應(yīng)從實(shí)際出發(fā)來(lái)選擇。6.其它選用原則2.測(cè)量電路：不考慮外接電路影響時(shí)：考慮外接電路影響時(shí)：3.特點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用簡(jiǎn)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(cè)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(zhǎng)度為L(zhǎng)，截面積為S，電阻率為ρ，其未受力時(shí)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(diǎn)：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(duì)精度要求較高的測(cè)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(duì)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(duì)變化2.特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，分辨率高，橫向效應(yīng)，機(jī)械滯后小。缺點(diǎn)：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(kuò)散型壓阻式傳感器三、應(yīng)變片的