信号的获取及常用非电量的转换方法.ppt

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1、电子系统设计福州大学通信工程系7/21/2021第五讲信号的获取及常用非电量的转换方法传感器传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、温度、湿度、流量、声强、光照度等）转换成易于测量、传输、处理的电学量（如电压、电流、电容等）的一种组件，起自动控制作用。一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成，如：非电物理量转换器件敏感元件转换电路电学量敏感元件是指能直接感受（或响应）被测量的部分，即将被测量通过传感器的敏感元件转换成与被测量有确定关系的非电量或其它量。转换器件则将上述非电量转换成电参量。转换电路的作用

2、是将转换元件输入的电参量经过处理转换成电压、电流或频率等可测电量，以便进行显示、记录、控制和处理的部分。传感器传感器的分类集成化传感器多环节集成多参量集成模拟式数字式按被测对象温度传感器湿度传感器光传感器压力传感器位移传感器流量传感器液位传感器力传感器…传感器热电偶传感器压电传感器压电式传感器是以某些晶体受力后在其表面产生电荷的压电效应为转换原理的传感器光电式传感器霍尔传感器霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器传感器新型传感器光纤传感器红外线传感器超声波传感器激光传感器传感器传感器静态特性参数指标灵敏度灵敏度是指

3、稳态时传感器输出量ｙ和输入量ｘ之比，或输出量ｙ的增量和输入量ｘ的增量之比，用ｋ表示为ｋ＝ｄY／ｄX分辨力传感器在规定的测量范围内能够检测出的被测量的最小变化量称为分辨力。测量范围和量程在允许误差限内，被测量值的下限到上限之间的范围称为测量范围。线性度（非线性误差）在规定条件下，传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差与满量程输出值的百分比称为线性度或非线性误差。传感器传感器静态特性参数指标迟滞迟滞是指在相同的工作条件下，传感器的正行程特性与反行程特性的不一致程度。重复性重复性是指在同一工作条件下，输入量按同一方向在全

4、测量范围内连续变化多次所得特性曲线的不一致性。零漂和温漂传感器在无输入或输入为另一值时，每隔一定时间，其输入值偏离原示值的最大偏差与满量程的百分比为零漂。而温度每升高1℃，传感器输出值的最大偏差与满量程的百分比，称为温漂。传感器参数指标传感器参数指标传感器温度传感器常用的温度传感器分类传感器温度传感器常用的温度传感器原理热电偶:将温度转换成电势变化，利用热电效应将不同材料的导体组成一个回路，如果两个节点温度不同，则回路中将产生一定的电流（电势）。其大小与材料及结点温度有关。热电阻：将温度转换成电阻变化金属导体电阻

5、：Rt＝R0（1＋α（t-t0））Rt:t摄氏度的电阻R0：0度的电阻α：热电阻的温度系数半导体热敏：比金属具有更大得电阻温度系数模拟集成温度传感器智能化集成传感器传感器温度传感器应用－热电偶热电偶温度传感器：热点效应理论基础上热电偶由两种不同金属结合而成，它受热时会产生微小的电压，电压大小取决于组成热电偶的两种金属材料，铁-康铜(J型)、铜-康铜(T型)和铬-铝(K型)热电偶是最常用的三种。可以考虑使用专用的热电偶信号调节器，如AD594/595，具有冰点补偿电路。传感器温度传感器应用－热电偶热电偶温度传感器传

6、感器温度传感器应用－热电偶热电偶温度传感器传感器温度传感器应用－热电偶热电偶温度传感器冷端补偿传感器温度传感器应用金属热敏电阻金属导体电阻：Rt＝R0（1＋α（t-t0））Rt:t摄氏度的电阻R0：0度的电阻α：热电阻的温度系数传感器温度传感器应用——金属热电阻铂热电阻：测温复现性好，广泛用于温度的基准、标准的传递铂热电阻PT100作为温度传感器，其测温范围为200℃～650℃。它是将铂电阻感温元件、内引线、绝缘材料等用铜管包装成的坚固组合体，具有测温量程宽、精度高、稳定性好、抗震、耐压、安装方便等优点，广泛应

7、用于航空、化工、电力等部门。铜电阻：灵敏度高，但易于氧化，一般只用于150度以下低温以及没有水及无侵蚀性的介质中的温度测量电阻：易于氧化，化学稳定性差，不易提纯，复用性也差，目前用的较少。传感器温度传感器常用的温度传感器原理半导体热敏：比金属具有更大得电阻温度系数PTCCTRNTCPTC正温度系数：彩电消磁、各种电器设备的过热保护、发热源的定温控制，限流元件等CTR临界温度系数：温度开关NTC负温度系数：在点温、表面温度、温差、温度场等测量中得到广泛应用，还广泛应用于自动控制及线路的热补偿电路中，是应用最广泛的热

8、敏电阻1.负温度系数热敏电阻器（NTC）1.负温度系数热敏电阻器（NTC）1.负温度系数热敏电阻器（NTC）2.正温度系数热敏电阻器（PTC）传感器集成温度传感器应用AD590绝对温度－电流传感器LM35/45摄氏温度－电压传感器AN6701DS18B20DS16XXAD590是电流型温度变换器。这种器件以电流作为输出量指示温度，其典型的电流温度灵敏度是1A/K。它是二