傳感器與智能檢測技術(shù) 課件 1.2 傳感器的基本概念及命名

1.2傳感器的概念及命名1.2.1傳感器（Sensor/Transducer）的定義

國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T7665—2005）：能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置；（3）廣義：“某種可用信號輸出”狹義：把外界信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號輸出的器件。（4）“按一定規(guī)律”四層含義：（1）傳感器是一種測量器件或裝置，負(fù)責(zé)信號的采集與轉(zhuǎn)換；測速發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)測速探頭？（2）“規(guī)定的被測量信息”：非電量發(fā)電機(jī)是不是傳感器？物理量化學(xué)量生物量按使用的場合不同傳感器又稱為:

變送器（Transmitter）、換能器(transducer)、探測器(Detector)輸出信號形式敏感元件輔助電源傳感元件被測量易處理中間量電參量轉(zhuǎn)換電路電量（1）敏感元件：敏感元件是指傳感器中直接感受被測量的部分。敏感元件在接受被測量后常常輸出一種易于處理的非電量。

（2）傳感元件：也叫轉(zhuǎn)換元件，是將敏感元件的輸出轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量的電參數(shù)元件。（3）轉(zhuǎn)換電路：也稱信號調(diào)節(jié)/轉(zhuǎn)換電路，是將轉(zhuǎn)換元件輸出的電參數(shù)進(jìn)行處理，如放大、濾波、線性化和補償?shù)?，以轉(zhuǎn)換成易于處理的電壓、電流或頻率參量等。1.2.2傳感器的典型組成

舉例：測量壓力的電位器式壓力傳感器1-彈簧管2-電位器敏感元件：彈簧管，壓力p-->角位移α轉(zhuǎn)換電路:電阻R-->Uo傳感元件：圓盤式電位器，角位移α-->電阻R被測量通過敏感元件轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)傳感元件轉(zhuǎn)換成電參量

電位器：作為傳感元件，它將角位移轉(zhuǎn)換為電參量-----電阻的變化（ΔR）直滑電位器式傳感器的輸出電壓Uo與滑動觸點C的位移量x成正比：對圓盤式電位器來說，Uo與滑動臂的旋轉(zhuǎn)角度成正比：轉(zhuǎn)換電路的作用是將傳感元件輸出的電參量轉(zhuǎn)換成易于處理的電壓、電流。思考：是不是所有傳感器的結(jié)構(gòu)中都分別包含這三個部分？廣義傳感器和狹義傳感器的聯(lián)系和區(qū)別（被測量，輸出量）2023/9/2210傳感器的輸出

新的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電流輸出為4~20mA；電壓輸出為1~5V(舊國標(biāo)為0~10mA或0~2V)。4mA對應(yīng)于零輸入，20mA對應(yīng)于滿度輸入。不讓信號占有0~4mA這一范圍的原因，一方面是有利于判斷線路故障（開路）或儀表故障；另一方面，這類一次儀表內(nèi)部均采用微電流集成電路，總的耗電還不到4mA，因此還能利用0~4mA這一部分“本底”電流為一次儀表的內(nèi)部電路提供工作電流，使一次儀表成為兩線制儀表。

1.2.2傳感器的輸出與儀器儀表2023/9/2211

一次儀表直接安裝在工藝管道或設(shè)備上，或者安裝在測量點附近但與被測介質(zhì)有接觸，測量并顯示過程工藝參數(shù)或者發(fā)送參數(shù)信號至二次儀表的儀表。一次儀表與二次儀表二次儀表常安裝在儀表盤上。接收由變送器、轉(zhuǎn)換器、傳感器(包括熱電偶、熱電阻)等送來的電或氣信號，并指示所檢測的過程工藝參數(shù)值的儀表。自動檢測裝置的部件（元件)之一。用以指示、記錄或計算來自一次儀表的測量結(jié)果。一次儀表與二次儀表就地儀表就地顧名思義就是與化工設(shè)備就近在工藝區(qū)域內(nèi)安裝的儀表，典型例子是壓力表，玻璃管液位計等等。就地儀表與遠(yuǎn)傳儀表遠(yuǎn)傳儀表是安裝在現(xiàn)場，能夠?qū)F(xiàn)場信號以電或者氣的形式從現(xiàn)場變送遠(yuǎn)傳至控制室的儀表，比如一體化的壓力變送器等等。(來源：搜狐網(wǎng)之培英化工)就地儀表與遠(yuǎn)傳儀表位移、速度、溫度等傳感器分類方法按被測量性質(zhì)/用途：按工作原理：物理型化學(xué)型生物型按能量關(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)換型能量控制型模擬式、數(shù)字式、開關(guān)式傳感器結(jié)構(gòu)型、物性、復(fù)合型傳感器半導(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1.2.3傳感器分類1.2.3傳感器分類國標(biāo)制定的傳感器分類體系表將傳感器分為：物理量、化學(xué)量、生物量傳感器三大門類；含12個小類：力學(xué)量、熱學(xué)量、光學(xué)量、磁學(xué)量、電學(xué)量、聲學(xué)量、射線、氣體、離子、溫度傳感器以及生化量、生理量傳感器。各小類按兩個層次又分若干品種部分基本被測量和派生被測量位移

線位移長度、厚度、應(yīng)變、振動、磨損、不平度角位移旋轉(zhuǎn)角、偏轉(zhuǎn)角、角振動速度

線速度流速、流量、動量角速度轉(zhuǎn)速、角振動加速度

線加速度振動、沖擊、質(zhì)量角加速度角振動、扭矩、轉(zhuǎn)動慣量力[學(xué)量]

壓力靜態(tài)壓力、動態(tài)壓力、表壓、差壓、絕對壓力、微型壓力重力、張力、應(yīng)力、應(yīng)變力矩扭矩、靜態(tài)扭矩、動態(tài)扭矩基本被測量派生被測量部分基本被測量和派生被測量時間頻率、周期、計數(shù)熱[學(xué)量]溫度、熱流、熱導(dǎo)率、熱擴(kuò)散率光[學(xué)量]光通量、光照度、光譜分布磁[學(xué)量]磁通量、磁場強度電[學(xué)量]電場強度、電流、電壓聲[學(xué)量]聲壓、聲強、聲功率濕度水氣、水分、露點1.2.4傳感器命名傳感器的命名法（文字）

傳感器，被測量，轉(zhuǎn)換原理（式），特征描述(型)，主要技術(shù)指標(biāo)如，“傳感器，加速度，壓電式，±20g”傳感器的代號標(biāo)記方法（大寫字母+數(shù)字）主稱（傳感器）被測量-轉(zhuǎn)換原理-序號如，“CWY-YB-10”傳感器命名法及代號GB/T7666-2005國家標(biāo)準(zhǔn)《傳感器分類與代碼》GB/T36378.1-2018第2段6位數(shù)字表示被測量第三段4位數(shù)字表示轉(zhuǎn)換原理傳感器的編碼方法第1段1位數(shù)字表示傳感器類型傳感器的圖形表示

國標(biāo)GB/T14479-93規(guī)定傳感器圖用