传感器的基础知识重点.ppt

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1、一、传感器的定义提出问题：什么是传感器？第一章传感器的基本知识7/27/20211通俗的讲：传感器是接收信号或刺激并反应的器件，以测量为目的，以一定精度把被测量转换为与之有确定关系的、易于处理的电量信号输出的装置。7/27/20212国家标准是这样定义“传感器”的：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。7/27/20213传感器的作用:人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器

2、。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。7/27/20214特点：代替人的耳，眼，鼻等器官去感知和获取人不能直接获取的自然界当中的信息和信息量。用途：就是采集信息和信息量。用在：工业，农业，医疗，卫生，国防，军事，航天，航空，气象，安检以及日常生活等等方面。7/27/20215在流水线上，边加工，边检验，可提高产品的一致性和加工精度。7/27/202167/27/20217传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从

3、茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。7/27/20218二、传感器的组成举例：测量压力的电位器式压力传感器1-弹簧管2-电位器传感器组成框图7/27/20219三、传感器分类1.根据被测对象，可分为物理量传感器、化学量传感器和生物量传感器三大类;按被测量分类：可分为位移、力、力矩、转速、振动、加速度、温度、压力、流量、流速等传感器。2.按测量原理分类：可分为电阻、电容、电感、光栅、热电耦、超声波、激光、红外、光导纤维等传感器。……7/27/202110四、

4、传感器基本特性传感器的特性一般指输入、输出特性，包括：灵敏度、分辨力、线性度、迟滞、重复性、漂移等。7/27/2021111.灵敏度：灵敏度是指传感器在稳态下输出变化值与输入变化值之比，用K来表示：（1－1）7/27/202112作图法求灵敏度过程xyx1ΔxΔy0切点传感器特性曲线xmax7/27/202113灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如，某位移传感器，在位移变化1mm时，输出电压变化为200mV，则其灵敏度应表示为200mV/mm。当传感器的输出、输入量的量纲相同时，灵敏度可理解为放大倍数。提高

5、灵敏度，可得到较高的测量精度。但灵敏度愈高，测量范围愈窄，稳定性也往往愈差。7/27/2021142.分辨力：指传感器能检出被测信号的最小变化量。当被测量的变化小于分辨力时，传感器对输入量的变化无任何反应。对模拟式传感器，以最小刻度的一半所代表的输入量表示；对数字式传感器，如果没有其他附加说明，可以认为该表的最后一位数值所代表的输入量就是它的分辨力。7/27/2021153.线性度：线性度又称非线性误差，是指传感器实际特性曲线与拟合直线（有时也称理论直线）之间的最大偏差与传感器量程范围内的输出之百分比。将传感器输出起

6、始点与满量程点连接起来的直线作为拟合直线，这条直线称为端基理论直线，按上述方法得出的线性度称为端基线性度，非线性误差越小越好。线性度的计算公式如下：（1－2）7/27/202116作图法求线性度演示（1—拟合曲线2—实际特性曲线）7/27/2021174.迟滞：传感器在输入量由小到大（正行程）及输入量由大到小（反行程）变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象成为迟滞。对于同一大小的输入信号，传感器的正反行程输出信号大小不相等，这个差值称为迟滞差值。5.重复性：重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所

7、得特性曲线不一致的程度。6.漂移：传感器的漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时间变化，此现象称为漂移。产生漂移的原因有两个方面：一是传感器自身结构参数；二是周围环境（如温度、湿度等）。7/27/2021181.误差产生的因素：1）.粗大误差明显偏离真值的误差称为粗大误差，也叫过失误差。粗大误差主要是由于测量人员的粗心大意及电子测量仪器受到突然而强大的干扰所引起的。如测错、读错、记错、外界过电压尖峰干扰等造成的误差。就数值大小而言，粗大误差明显超过正常条件下的误差。当发现粗大误差时，应予以剔除。五、测量误差

8、及分类7/27/202119产生粗大误差的一个例子7/27/2021202）.系统误差：系统误差也称装置误差，它反映了测量值偏离真值的程度。凡误差的数值固定或按一定规律变化者，均属于系统误差。系统误差是有规律性的，因此可以通过实验的方法或引入修正值的方法计算修正，也可以重新调整测量仪表的有关部件予以消除。7/27/2021213）.随机误差在同