第3章安全系统检测常用传感器

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1、实用标准文案第三章安全检测常用传感器1.传感器的分类温度传感器　物理量传感器压力传感器按输入量（被测对象）分类化学量传感器位移传感器生物量传感器从传感器的转换原理来说：结构型、物性型按转换元件的能量转换方式：有源型（能量转换型）和无源型（能量控制型或参数型）按输出信号的形式传感器可分为：开关式、模拟式和数字式按输入、输出特性传感器可分为：线性和非线性2.结构型传感器：电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器2.1电阻应变式传感器：利用电阻应变片将应变转换为电阻的变化，从而实现电测非电量的传感器（

2、原理基于电阻应变效应）2.1.1电阻应变效应：电阻材料的电阻值随机械变化的物理现象2.1.2压阻效应：电阻材料受到载荷作用产生应力时、其电阻率发生变化的物理现象2.1.3金属材料的电阻率相对变化正比于体积的相对变化2.1.4金属材料的应变电阻效应：金属材料的电阻相对变化与其线应变ε成正比2.1.5应变灵敏度系数：Ks=(1+2μ)+pE2.1.6应变片测量应变的基本原理：外力作用而引起的轴向应变，将导致电阻丝的电阻成比例地变化，通过转换电路可将这种电阻变化转换为电信号输出2.1.7电阻应变计：把应变丝制成栅状

3、的应变敏感元件2.1.8电阻应变片(简称应变片）由敏感栅、基底、覆盖层、引线和粘合剂构成2.1.9按加工方法,可以将应变片分为以下四种：丝式应变片、箔式应变片、半导体应变片、薄膜应变片按敏感栅的材料,可将应变计分为金属应变计和半导体应变计两大类2.1.10电阻应变片静态特性：灵敏度系数、机械滞后、蠕变、应变极限2.1.10.1横向效应：将直的金属丝绕成敏感栅后，虽然长度相同，但应变状态不同，应变片敏感栅的电阻变化较直的金属丝小，其灵敏系数降低了的现象2.1.10.2应变计的零漂：粘贴在试件上的应变计，在温度保

4、持恒定、不承受机械应变时，其电阻值随时间而变化的特性2.1.10.3应变计的蠕变：如果在一定温度下，使其承受恒定的机械应变，应变计电阻值随时间而变化的特性2.1.10.4应变极限：在恒温条件下，使非线性误差达到10%时的真实应变值2.1.11应变片绝缘电阻是指已粘贴的应变片的引线与被测试件之间的电阻值。通常要求为50~100MΩ以上2.1.12最大工作电流：不影响应变片工作特性的最大电流2.1.12.1工作电流大，输出信号就大，灵敏度也就高2.1.13应变片的温度效应（也称温度误差）：由温度变化引起应变计输出

5、变化的现象2.1.13.1电阻应变片的温度补偿：应变片自补偿、法桥路补偿法、热敏电阻补偿法2.1.14电桥平衡条件。根据此条件可分为以下三种情况：（1）对输出端对称（2）对电源端对称（3）全等臂电桥结构2.1.15差动全桥的灵敏度是单臂电桥的4倍，是双臂差动电桥的2倍2.2电容式传感器：将被测非电量转换为电容变化的装置2.2.1电容式传感器可以有三种基本类型，即变极距(或称变间隙）型、变面积型和变介精彩文档实用标准文案电常数型。它们的电极形状有平板形、圆柱形和球平面形三种。2.2.1.1为了提高灵敏度，减小非

6、线性误差，往往采用差动式结构。2.2.2温度影响：温度对结构尺寸的影响、温度对介质的影响2.2.3调频测量电路：是把电容式传感器作为振荡器谐振回路的一部分，当输入量导致电容量发生变化时，振荡器的振荡频率就发生变化2.3电感式传感器：自感式传感器、互感传感器、电涡流式传感器2.3.1自感式传感器工作原理与输出特性：线圈电感L与气隙面积S是成正比的，而变气隙长度传感器中电感L和气隙长度d成反比2.3.2互感传感器：把被测的非电量转变为线圈间互感系数变化的传感器（根据变压器的基本原理制成）2.3.2.1差动变压器为

7、了既能辨别衔铁移动方向和大小，又能消除零点残余电压，实际测量时，常常采用差动相敏检波电路和差动整流电路。2.3.3电涡流式传感器：金属导体置于变化着的磁场中，导体内就会产生感应电流（电涡流密度主要分布在表面附近）2.3.3.1涡流传感器主要用于位移、振动、转速、距离、厚度等物理参数的测量，涡流探伤。测量范围大、灵敏度高、结构简单、抗干扰能力强，而且可以实现非接触测量3.物性型传感器：压阻式传感器、压电式传感器、光电式传感器、霍尔传感器3.1.1压阻式传感器有两种类型，一种是利用半导体材料的体电阻做成粘贴式的应

8、变片（结构型），这另一种是在半导体的基片上用集成电路工艺制成扩散型压敏电阻，用它作为传感元件制成的传感器，称固态压阻式传感器，也叫扩散型压阻式传感器（物性型）3.1.1.1晶向的表示方法有两种，一种是截距法，另一种是法线法3.1.2压阻式传感器的基本类型：压阻式压力传感器、压阻式加速度传感器3.1.3由于半导体材料对温度比较敏感，压阻式传感器的电阻值及灵敏度系数随温度变化而改变，将引起零点温度漂移和