傳感檢測技術及應用

傳感檢測技術及應用第一頁，共六十七頁，2022年，8月28日學習本課程的必要性傳感器技術是關于傳感器設計、制造及應用的綜合技術。它是信息技術的三大支柱之一。計算機技術傳感與控制技術通信技術信息技術的三大支柱目前的狀態(tài)是：“大腦發(fā)達、五官不靈”第二頁，共六十七頁，2022年，8月28日誰掌握和支配了傳感器技術

誰就能夠支配新時代

!日本把傳感器技術列為80年代十大技術之首；美國把傳感器技術列為90年代22項關鍵技術之一；德國視軍用傳感器為優(yōu)先發(fā)展技術；英、法等國對傳感器的開發(fā)投資逐年升級。我國目前也有近千家傳感器生產(chǎn)和銷售企業(yè)。第三頁，共六十七頁，2022年，8月28日傳感器的應用傳感器的應用遍及航空、航天、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、氣象、家用電器……各個領域與部門。它是生產(chǎn)自動化、科學測試、計量核算、監(jiān)測診斷等系統(tǒng)中不可缺少的基礎環(huán)節(jié)。密歇根大學的機械手裝配模型AGV小車位置識別第四頁，共六十七頁，2022年，8月28日航天農(nóng)業(yè)交通醫(yī)學傳感器的應用第五頁，共六十七頁，2022年，8月28日全自動洗衣機中的傳感器：衣物重量傳感器，衣質傳感器，水溫傳感器，水質傳感器，透光率光傳感器(洗凈度)液位傳感器，電阻傳感器(衣物烘干檢測)。指紋傳感器透光率傳感器溫濕度傳感器溫度傳感器傳感器的應用第六頁，共六十七頁，2022年，8月28日鼠標:光電位移傳感器攝象頭:CCD傳感器聲位筆:超聲波傳感器麥克風:電容傳聲器聲卡:A/D卡+D/A卡軟驅:速度,位置伺服傳感器的應用第七頁，共六十七頁，2022年，8月28日本課程的性質、內容本課程是機械電子專業(yè)的一門專業(yè)基礎課。著重闡述：傳感與檢測技術的基本知識，常用傳感器的工作原理、基本結構、主要性能、測量電路、誤差補償方法和應用方法。緒論非電量檢測技術基礎傳感器應用技術基礎電阻式傳感器電感式傳感器電容式傳感器壓電式傳感器熱電式傳感器磁電式傳感器其它傳感器基礎部分典型傳感器原理及應用部分第八頁，共六十七頁，2022年，8月28日本課程的任務要求掌握傳感器的基本理論。特別要求掌握幾何量、機械量及有關測量中常用的各種傳感器的工作原理、輸入輸出特性、誤差分析與補償方法。能合理地選擇和使用傳感器，并進一步掌握傳感器的實驗研究方法。先修課程：

高等數(shù)學、物理、模擬電子、誤差分析與數(shù)據(jù)處理等。第九頁，共六十七頁，2022年，8月28日第一篇傳感檢測技術基礎傳感檢測技術第十頁，共六十七頁，2022年，8月28日第三章傳感器應用技術基礎傳感器的定義及工作機理傳感器的組成及分類傳感器的描述方法傳感器的特性分析傳感器的標定與校準改善傳感器性能的主要技術途徑傳感器發(fā)展趨勢第十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日§3.1傳感器的定義及工作機理所謂傳感器(sensor)，是來自“感覺”一詞。工程上稱為“電五官”。廣義定義：傳感器是一種能將特定的被測量信息（包括物理量、化學量、生物量等），按照一定規(guī)律轉換某種可用的輸出信號的器件或裝置。一、傳感器的定義可用信號是指便于處理、傳輸?shù)男盘枴＊M義定義：物理量、化學量生物量等電量返回第十二頁，共六十七頁，2022年，8月28日§3.1傳感器的定義及工作機理1、守恒定律能量、動量、電荷量等守恒定律。這些定律是研究、開發(fā)新型傳感器的必須遵守的基本法則。二、工作機理2、場的定律動力場的運動定律、電磁場的感應定律等，其作用與物體在空間的位置及分布狀態(tài)有關。利用場的定律制成的傳感器統(tǒng)稱為“結構性傳感器”。如：+++A靜電場定律返回第十三頁，共六十七頁，2022年，8月28日結構型傳感器舉例如：電感式傳感器利用法拉弟電磁感應定律如：磁電式傳感器第十四頁，共六十七頁，2022年，8月28日二、工作機理3、物質定律

物質本身內在性質的定律（虎克定律、歐姆定律等）。4、統(tǒng)計法則§3.1傳感器的定義及工作機理σ=EεU=IR利用某些功能材料本身所具有的內在特性及效應把被測量直接轉換為電量。如：光電管（外光電效應）、壓電晶體（正壓電效應）、光敏電阻、所有半導體傳感器、以及所有利用各種環(huán)境變化而引起的金屬、半導體、陶瓷、合金的性能變化的傳感器。

利用物質定律制成的傳感器統(tǒng)稱為“物性型傳感器”。微觀系統(tǒng)與宏觀系統(tǒng)聯(lián)系起來的物理法則。舉例第十五頁，共六十七頁，2022年，8月28日物性型傳感器舉例（1）光電導效應是指半導體材料受到光照時會產(chǎn)生電子-空穴對,使其導電性能增強,光線愈強,阻值愈低,這種光照后電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象,稱為光電導效應。基于這種效應的光電器件有光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管。光電傳感器通常是指能敏感到由紫外線到紅外線光的光能量，并能將光能轉化成電信號的器件。其工作原理是基于一些物質的光電效應。

如：光電轉換元件第十六頁，共六十七頁，2022年，8月28日如：壓電式傳感器物性型傳感器舉例（2）第十七頁，共六十七頁，2022年，8月28日§3.2傳感器的組成及分類一、傳感器的組成返回第十八頁，共六十七頁，2022年，8月28日§3.2傳感器的組成及分類一、傳感器的組成返回第十九頁，共六十七頁，2022年，8月28日§3.2傳感器的組成及分類1、按基本效應二、傳感器的分類2、按工作機理

物性型結構型物理型化學型生物型3、按能量變換關系能量轉換型（自源型）能量控制型（外源型）4、按工作原理：電阻式、電感式、電容式、壓電式、磁電式等。5、按被測量：位移、壓力、溫度、流量、加速度等。6、按傳感器輸出信號的形式：模擬式數(shù)字式返回第二十頁，共六十七頁，2022年，8月28日§3.3傳感器的描述方法對傳感器系統(tǒng)的基本特性研究，主要用于兩個方面：

1、用作為一個測量系統(tǒng)。已知h(t)，測量輸出信號y(t)。通過h(t)、y(t)來推斷導致該輸出的系統(tǒng)輸入信號x(t)。這就是未知被測物理量的測量過程。

2、用于傳感器系統(tǒng)本身的研究、設計與建立。觀測系統(tǒng)的輸入x(t)及與其相應的輸出y(t)，才能推斷建立系統(tǒng)的特性。如果系統(tǒng)特性不滿足要求，則應修改相應的內部參數(shù)，直到合格為止。傳感器作為感受被測量信息的器件，總希望它能按照一定的規(guī)律輸出有用信號，因此，需要研究其輸出-輸入的關系及特性。根據(jù)輸入信號x(t)是隨時間變化的還是不隨時間變化，基本特性分為靜態(tài)特性和動態(tài)特性。返回第二十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日一、靜特性的表示方法（靜態(tài)模型）

指在靜態(tài)信號作用下（即輸入量對時間t的各階導數(shù)等于0）得到的數(shù)學模型。若不考慮滯后和蠕變，其靜態(tài)模型為：§3.3傳感器的描述方法示意圖示意圖模型模型常見的幾種情況返回第二十二頁，共六十七頁，2022年，8月28日二、動特性的表示方法（動態(tài)模型）傳感器的動態(tài)數(shù)學模型是指傳感器在受到隨時間變化的輸入量x(t)作用時，輸出-輸入之間的關系，通常稱為響應特性。傳感器的動態(tài)特性反映測量動態(tài)信號的能力，對于連續(xù)時間系統(tǒng)主要有三種數(shù)學模型形式：

1、時域中的微分方程

2、復數(shù)域中的傳遞函數(shù)

3、頻率域中的頻率響應函數(shù)§3.3傳感器的描述方法返回第二十三頁，共六十七頁，2022年，8月28日1、微分方程（時域內描述）§3.3傳感器的描述方法式中：Y—輸出量X—輸入量t-時間

dny/dtn——輸出量對時間t的n階導數(shù)

dmy/dtm——輸入量對時間t的m階導數(shù)

a0、a1、…、an,b0、b1、…、bn——常數(shù)（取決于傳感器參數(shù)）優(yōu)點：通過解微分方程易于分清暫態(tài)響應和穩(wěn)態(tài)響應。

通解僅與傳感器本身特性及初始條件有關；特解不僅與傳感器的特性有關，而且還與輸入量x有關。缺點：求解麻煩，尤其是通過增減環(huán)節(jié)來改善傳感器的特性時顯得更不方便。（2）特點：（1）模型：返回第二十四頁，共六十七頁，2022年，8月28日2、傳遞函數(shù)（復數(shù)域內）

1）H(s)和輸入x(t)的具體表達式無關。

傳遞函數(shù)H(s)用于描述系統(tǒng)本身固有的特性，與x(t)的表達式無關。x(t)不同時，y(t)的表達式也不同，但二者拉普拉斯變換的比值始終保持為H(s)

。

2）不同的物理系統(tǒng)可以有相同的傳遞函數(shù)。

各種具體的物理系統(tǒng)，只要具有相同的微分方程，其傳遞函數(shù)也就相同，即同一個傳遞函數(shù)可表示不同的物理系統(tǒng)。例如，液柱溫度計和簡單的RC低通濾波器同是一階系統(tǒng)，具有相同的傳遞函數(shù)；

3）傳遞函數(shù)與微分方程等價。

由于拉普拉斯變換是—一對應變換，不丟失任何信息，故傳遞函數(shù)與微分方程等價?！?.3傳感器的描述方法（1）模型：運用拉普拉斯變換將時域的數(shù)學模型轉換成復數(shù)域的數(shù)學模型。（2）特點：返回第二十五頁，共六十七頁，2022年，8月28日2、傳遞函數(shù)（復數(shù)域內）在框圖中用作表示系統(tǒng)的動態(tài)特性的圖示符號?！?.3傳感器的描述方法（3）功用：Y當n個環(huán)節(jié)串聯(lián)時：當n個環(huán)節(jié)并聯(lián)時：XG1(S)G3(S)G2(S)X(S)Y(S)G1(S)G1(S)G1(S)X(S)Y(S)當組成系統(tǒng)的各個元件或環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為已知時，就可以用傳遞函數(shù)來確定系統(tǒng)的總特性。第二十六頁，共六十七頁，2022年，8月28日3、頻率響應函數(shù)（頻域內）

（1）模型：拉普拉斯變換中，s=σ+jω，令σ=0，則有s=

jω，將其代入H(s)，得到用復數(shù)形式表示：G（jω）=P（ω）+jQ（ω）

其中，P（ω）和Q（ω）都是ω的實函數(shù)，以頻率ω為橫坐標，以P（ω）和Q（ω）為縱坐標所繪的圖形分別稱為系統(tǒng)的實頻特性圖與虛頻特性圖。用指數(shù)形式表示：G（jω）=A（ω）ejφ(ω)

其中§3.3傳感器的描述方法返回第二十七頁，共六十七頁，2022年，8月28日3、頻率響應函數(shù)（頻域內）用頻率響應函數(shù)來描述系統(tǒng)的最大優(yōu)點是它可以通過實驗來求得。

實驗求得頻率響應函數(shù)的原理，比較簡單明了：依次用不同頻率ωi的簡諧信號去激勵被測系統(tǒng)，同時測出激勵和系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出的幅值Xi、Yi和相位差φi。這樣對于某個ωi，便有了一組Yi/Xi=Ai和φi，全部的Ai-ωi和φi-ωi，i=1,2,3,…便可表達系統(tǒng)的頻率響應函數(shù)。需要特別指出，頻率響應函數(shù)是描述系統(tǒng)的簡諧輸入和相應的穩(wěn)態(tài)輸出的關系。因此，在測量系統(tǒng)頻率響應函數(shù)時，應當在系統(tǒng)響應達到穩(wěn)態(tài)階段時才進行測量。（2）特點：§3.3傳感器的描述方法返回第二十八頁，共六十七頁，2022年，8月28日二、動特性的表示方法（動態(tài)模型）微分方程、傳遞函數(shù)及頻率響應函數(shù)的關系?！?.3傳感器的描述方法微分方程頻率特性傳遞函數(shù)系統(tǒng)S=d/dtjω=d/dtS=jω返回第二十九頁，共六十七頁，2022年，8月28日§3.4傳感器的特性分析

一、傳感器的靜態(tài)特性二、傳感器的動態(tài)特性返回第三十頁，共六十七頁，2022年，8月28日一、傳感器的靜態(tài)特性線性度遲滯重復性靈敏度與靈敏度誤差分辨率與閾值穩(wěn)定性漂移精確度（靜態(tài)誤差）§3.4傳感器的特性分析返回第三十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日1、線性度

傳感器的靜態(tài)特性是在靜態(tài)標準條件下進行校準（標定）的。

標定（校準）曲線與其理論擬合直線之間的偏差就稱為該傳感器的“非線性”，或稱“線性度”。（1）定義YXYFS標定曲線擬合直線ΔLm(2)常用擬和方法理論直線法最小二乘法端點線法端點平移法§3.4傳感器的特性分析返回第三十二頁，共六十七頁，2022年，8月28日（a）理論擬合（b）最小二乘擬合（c）端點擬合（d）端點平移擬合(2)常用的擬和方法§3.4傳感器的特性分析返回第三十三頁，共六十七頁，2022年，8月28日2、遲滯

傳感器在正（輸入量增大）反（輸入量減?。┬谐讨休敵雠c輸入曲線不重合時稱為遲滯。遲滯大小一般由實驗方法測得。遲滯誤差一般以滿量程輸出的百分數(shù)表示。返回§3.4傳感器的特性分析第三十四頁，共六十七頁，2022年，8月28日3、重復性傳感器在輸入按同一方向作全量程連續(xù)多次變動時所得特性曲線不一致的程度。返回§3.4傳感器的特性分析第三十五頁，共六十七頁，2022年，8月28日4、靈敏度與靈敏度誤差靜態(tài)靈敏度：傳感器輸出的變化量與引起該變化量的輸入變化量之比。靈敏度誤差ΔyΔxyx返回§3.4傳感器的特性分析第三十六頁，共六十七頁，2022年，8月28日5、分辨力與閾值分辨力是指傳感器在規(guī)定測量范圍內所能檢測出被測輸入量的最小變化值。即：在非零點，能使傳感器的輸出有反映的最小輸入量的變化。有時對該值用相對滿量程輸入值之百分數(shù)表示，則稱為分辨率。

閾值是使傳感器的輸出端產(chǎn)生可測變化量的最小被測輸入量值，即零點附近的分辨力。傳感器在長時間內保持其原性能的能力。穩(wěn)定性一般以室溫條件下經(jīng)過規(guī)定時間間隔后，傳感器的輸出與起始標定時的輸出之間的差異來表示，有時也用標定的有效期來表示。6、穩(wěn)定性返回§3.4傳感器的特性分析第三十七頁，共六十七頁，2022年，8月28日7、漂移漂移是指在一定時間間隔內，傳感器的輸出存在著與被測輸入量無關的、不需要的變化。漂移常包括零點漂移和靈敏度漂移。

零點漂移或靈敏度漂移又可分為時間漂移和溫度漂移，又稱時漂和溫漂。時漂是指在規(guī)定的條件下，零點或靈敏度隨時間有緩慢的變化；溫漂是指由周圍溫度變化所引起的零點或靈敏度的變化。返回§3.4傳感器的特性分析第三十八頁，共六十七頁，2022年，8月28日8、

精確度(靜態(tài)誤差)靜態(tài)誤差是指傳感器在其全量程內任一點的輸出值與其理論輸出值的偏離程度。是系統(tǒng)誤差與隨機誤差綜合影響程度的評價指標。（1）定義（2）靜態(tài)誤差的求取方法：把全部校準數(shù)據(jù)與擬合直線上對應值的殘差，看成隨機分布，求出其標準偏差σ，即：△yi--各種測試點的殘差；n--測試點數(shù)。返回§3.4傳感器的特性分析第三十九頁，共六十七頁，2022年，8月28日8、

精確度(靜態(tài)誤差)取2σ或3σ值即為傳感器的靜態(tài)誤差。靜態(tài)誤差也可用相對誤差表示：即

（2）靜態(tài)誤差的求取方法：靜態(tài)誤差是一項綜合性指標，它基本上包含了前面敘述的非線性誤差、遲滯誤差、重復性誤差等。所以也可以把這幾個單項誤差綜合而得，即遲滯和非線性誤差屬于系統(tǒng)誤差，重復性誤差屬于隨機誤差。返回§3.4傳感器的特性分析第四十頁，共六十七頁，2022年，8月28日二、傳感器的動態(tài)特性動態(tài)特性是指傳感器對隨時間變化的輸入量的響應特性。動態(tài)特性好的傳感器，其輸出量隨時間變化的曲線與被測量隨時間變化的曲線一致或者相近。研究動態(tài)特性的方法及誤差指標典型環(huán)節(jié)的動態(tài)響應特性傳感器不失真的條件返回§3.4傳感器的特性分析第四十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日（一）研究動態(tài)特特性的方法及誤差指標研究動態(tài)特性可以從時域和頻域兩個方面采用瞬態(tài)響應法和頻率響應法來分析。經(jīng)常采用的輸入信號為單位階躍輸入量和正弦輸入量。1、瞬態(tài)響應法：階躍輸入量用階躍響應法求測量系統(tǒng)的動態(tài)特性是一種簡單易行的時域測量方法。1X(t)tX(t)=1t≥00t<0返回§3.4傳感器的特性分析第四十二頁，共六十七頁，2022年，8月28日1、瞬態(tài)響應法：階躍輸入量時間常數(shù)τ上升時間tr響應時間ts超調量a衰減度ψ延遲時間td誤差指標：一階系統(tǒng)二階系統(tǒng)0.5y0td返回§3.4傳感器的特性分析第四十三頁，共六十七頁，2022年，8月28日2、正弦激勵下的穩(wěn)態(tài)頻率響應輸入信號為正弦信號時。輸出信號y(t)的特征：由于暫態(tài)響應的存在，開始時輸出并不是純正弦波，當暫態(tài)響應逐漸衰減直至消失后（理論上需要無限長時間）輸出只存在穩(wěn)態(tài)正弦量，它與輸入信號的頻率相同，但幅值和相位不同，是頻率的函數(shù)。在穩(wěn)定狀態(tài)下Y/X幅值比和相位隨頻變化的特性就是頻率響應特性。X(t)Y(t)時間滯后暫態(tài)過程穩(wěn)態(tài)過程yt返回§3.4傳感器的特性分析第四十四頁，共六十七頁，2022年，8月28日2、正弦激勵下的穩(wěn)態(tài)頻率響應

頻率響應特性曲線：幅頻特性：相頻特性對數(shù)幅頻曲線對數(shù)相頻曲線§3.4傳感器的特性分析第四十五頁，共六十七頁，2022年，8月28日2、正弦激勵下的穩(wěn)態(tài)頻率響應誤差指標：對數(shù)幅頻特性曲線由于相頻特性與幅頻特性之間的有一定的內在關系，因此表示傳感器的頻響特性及頻域性能指標時主要用幅頻特性。頻響范圍，通頻帶±3dB所對應的頻率范圍工作頻帶

幅值誤差為±5%或10%時所對應的頻率范圍。相位誤差返回§3.4傳感器的特性分析第四十六頁，共六十七頁，2022年，8月28日（二）典型環(huán)節(jié)的動態(tài)響應特性零階傳感器的動態(tài)特性一階傳感器的動態(tài)特性二階傳感器的動態(tài)特性返回§3.4傳感器的特性分析第四十七頁，共六十七頁，2022年，8月28日1、零階傳感器的動態(tài)特性微分方程傳遞函數(shù)無慣性環(huán)節(jié)或比例環(huán)節(jié)。返回§3.4傳感器的特性分析第四十八頁，共六十七頁，2022年，8月28日2、一階傳感器的動態(tài)特性微分方程傳遞函數(shù)頻響函數(shù)一階系統(tǒng)的動態(tài)響應特性參數(shù)主要是：τ結論：§3.4傳感器的特性分析第四十九頁，共六十七頁，2022年，8月28日3、二階傳感器的動態(tài)特性微分方程傳遞函數(shù)頻響函數(shù)§3.4傳感器的特性分析第五十頁，共六十七頁，2022年，8月28日3、二階傳感器的動態(tài)特性當ξ=1與ξ＞1時，傳感器反映均遲鈍。當ξ=0時，形成等幅振蕩。ξ越大，衰減越快，反應迅速，即達到穩(wěn)態(tài)所需的時間短。二階系統(tǒng)的階躍響應返回§3.4傳感器的特性分析第五十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日3、二階傳感器的動態(tài)特性頻率特性曲線的物理意義二階系統(tǒng)頻率特性曲線二階系統(tǒng)的動態(tài)響應特性參數(shù)主要是固有頻率ωn和阻尼比ξ系數(shù)。結論：§3.4傳感器的特性分析第五十二頁，共六十七頁，2022年，8月28日（三）傳感器不失真的條件

頻域內傳感器無失真檢測條件是：幅頻特性應當是常數(shù)(即水平直線)；相頻特性應該是線性關系。返回§3.4傳感器的特性分析第五十三頁，共六十七頁，2022年，8月28日§3.5傳感器的標定與校準一、傳感器的標定

1、定義利用標準設備產(chǎn)生已知的非電量（標準量），或用基準量來確定傳感器電輸出量與非電輸入量之間關系的過程。

2、靜態(tài)標定

3、動態(tài)標定二、傳感器的校準傳感器需定期檢測其基本性能參數(shù)，判定是否可繼續(xù)使用，如能繼續(xù)使用，則應對其有變化的主要指標進行數(shù)據(jù)修正，確保傳感器的測量精確度的過程。返回第五十四頁，共六十七頁，2022年，8月28日§3.6改善傳感器性能的主要技術途徑差動技術平均技術穩(wěn)定性技術屏蔽、隔離與干擾抑制技術補償校正技術集成化與智能化技術合理選擇傳感器材料、結構與參數(shù)返回第五十五頁，共六十七頁，2022年，8月28日一、差動技術設有一傳感器，其輸出為：1、原理用另一相同傳感器但使其輸入量符號相反，則其輸出為：R2R1R4R3u0E2、應用返回§3.6改善傳感器性能的主要技術途徑第五十六頁，共六十七頁，2022年，8月28日二、平均技術誤差平均效應的原理是利用若干個傳感單元同時感受被測量，其輸出則是這些單元輸出的平均值，若將每個單元可能帶來的誤差δ均可看作隨機誤差且服從正態(tài)分布，根據(jù)誤差理論，總的誤差將減小為

常用的平均技術誤差平均效應和數(shù)據(jù)平均處理光柵、磁柵、容柵、感應同步器等傳感器，由于其本身的工作原理決定有多個傳感單元參與工作，可取得明顯的誤差平均效應的效果。數(shù)據(jù)平均處理是在同樣條件下進行n次重復測量或n次采樣，然后進行數(shù)據(jù)平均處理，隨機誤差也將減小1/√n倍。返回§3.6改善傳感器性能的主要技術途徑第五十七頁，共六十七頁，2022年，8月28日三、穩(wěn)定性技術傳感器作為長期測量或反復使用的器件，其穩(wěn)定性顯得特別重要，其重要性甚至勝過精度指標，尤其是對那些很難或無法定期鑒定的場合。造成傳感器性能不穩(wěn)定的原因是：隨著時間的推移和環(huán)境條件的變化，構成傳感器的各種材料與元器件性能將發(fā)生變化。為了提高傳感器性能的穩(wěn)定性，應該對材料、元器件或傳感器整體進行必要的穩(wěn)定性處理。如結構材料的時效處理、冰冷處理、永磁材料的時間老化、溫度老化、機械老化及交流穩(wěn)磁處理，電氣元件的老化篩選等。

在使用傳感器時，若測量要求較高，必要時也應對附加的調整元件，后續(xù)電路的關鍵元器件進行老化處理。返回§3.6改善傳感器性能的主要技術途徑第五十八頁，共六十七頁，2022年，8月28日四、屏蔽、隔離與干擾抑制技術削弱或消除外界因素對傳感器的影響方法：一是減小傳感器對影響因素的靈敏度；二是降低外界因素對傳感器實際作用的烈度。對于電磁干擾，可以采用屏蔽、隔離措施，也可用濾波等方法抑制。對于如溫度、濕度、機械振動、氣壓、聲壓、輻射、甚至氣流等，可采用相應的隔離措施，如隔熱、密封、隔振等，或者在變換成為電量后對干擾信號進行分離或抑制，減小其影響。返回§3.6改善傳感器性能的主要技術途徑第五十九頁，共六十七頁，2022年，8月28日五、補償校正技術補償校正技術的運用大致是針對下列兩種情況。一種是針對傳感器本身特性的，另一種是針對傳感器的工作條件或外界環(huán)境的。

對于傳感器特性，可以找出誤差的變化規(guī)律，或者測出其大小和方向，采用適當?shù)姆椒右匝a償或修正。針對傳感器工作條件或外界環(huán)境進行誤差補償，也是提高傳感器精度的有力技術措施。不少傳感器對溫度敏感，由于溫度變化引起的誤差十分可觀。為了解決這個問題，必要時可以控制溫度，搞恒溫裝置，但往往費用太高，或使用現(xiàn)場不允許。而在傳感器內引入溫度誤差補償又常常是可行的。這時應找出溫度對測量值影響的規(guī)律，然后引入溫度補償措施。補償與修正，可以利用電子線路（硬件）來解決，也可以采用微型計算機通過軟件來實現(xiàn)。返回§3.6改善傳感器性能的主要技術途徑第六十頁，共六十七頁，2022年，8月28日六、集成化、智能化技術傳感器集成化包括兩種定義：一是同一功能的多元件并列化，即將同一類型的單個傳感元件用集成工藝在同一平面上排列起來，排成1維的為線性傳感器，CCD圖象傳感器就屬于這種情況。另一個定義是多功能一體化，即將傳感器與放大、運算以及溫度補償?shù)拳h(huán)節(jié)一體化，組裝成一個器件。傳感器與微處理機相結合，使之不僅具有檢測功能，還具有信息處理、邏輯判斷、自診斷、以及“思維”等人工智能，就稱之為傳感器的智能化。借助于半導體集成化技術把傳感器部分與信號預處理電路、輸入輸出接口、微處理器等制作在同一塊芯片上，即成為大規(guī)模集成智能傳感器。返回§3.6改善傳感器性能的主要技術途徑第六十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日七