146传感器原理及其应用(20100421)

《146传感器原理及其应用(20100421)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、传感器原理及其应用105目录目录I第2章电阻式传感器12.1电阻应变式传感器12.1.1电阻应变片的工作原理12.1.2电阻应变片的结构和分类32.1.3电阻应变式传感器的测量电路62.1.4电阻应变式的粘贴142.1.5电阻应变式传感器的应用152.2压阻式传感器182.2.1压阻式传感器的结构182.2.2压阻式传感器的工作原理192.2.3压阻式传感器的应用21思考题23第3章电容式传感器243.1电容式传感器的工作原理及分类243.1.1工作原理及结构形式243.1.2变面积式电容传感器253.1.3变间隙式电容传感器273.1.4变

2、介电常数式电容传感器273.2电容式传感器的测量电路303.2.1普通交流电桥电路303.2.2变压器电桥电路313.2.3双T形电桥电路323.2.4运算放大器式测量电路333.2.5调频电路343.2.6差动脉冲宽度调制电路353.3电容式传感器的特点及设计改善措施383.3.1电容传感器的优缺点383.3.2电容式传感器的设计改善措施393.4电容式传感器的应用433.4.1电容式压力传感器431053.4.2电容式加速度传感器443.4.3电容式位移传感器443.4.4电容式液位传感器453.4.5电容式测厚传感器473.4.6电容式

3、湿度传感器483.4.7电容式指纹识别传感器48思考题49第5章压电式传感器505.1压电效应和压电材料505.1.1压电效应505.1.2压电材料545.2压电元件的常用结构565.3压电式传感器等效电路和测量电路575.3.1压电式传感器的等效电路575.3.2压电式传感器的测量电路585.4压电式传感器的应用615.4.1压电式力传感器625.4.2压电式压力传感器625.4.3压电式加速度传感器635.4.4新材料压电传感器及其应用64思考题66第7章光电式传感器677.1概述677.1.1光的产生和常见光源677.1.2光电效应及分

4、类707.2光电器件717.2.1光电管717.2.2光敏电阻737.2.3光敏二极管和光敏三极管767.2.4光电池797.2.5高速光电器件827.3光电式传感器的测量电路及应用837.3.1光电式传感器的测量转换电路831057.3.2光电式传感器的应用857.4图像传感器897.4.1CCD图像传感器897.4.2CMOS图像传感器937.4.3图像传感器的应用947.5红外传感器977.5.1红外辐射的产生与工作原理977.5.2红外传感器的分类987.5.3红外传感器的应用987.6光纤传感器1007.6.1光纤传感器的结构和工作

5、原理1007.6.2光纤传感器的分类及应用102思考题103参考文献104105第2章电阻式传感器课程教学内容与要求：1、教学内容：电阻应变式传感器和压阻式传感器的结构、工作原理、测量电路及应用。2、教学重点：工作原理和测量电路。3、基本要求：掌握电阻应变式传感器和压阻式传感器的结构和工作原理；了解电阻应变式传感器动的粘贴方法；通过对电阻应变片测量电路分析，掌握惠斯登电桥电路的结构形式及特点；了解电阻式传感器的应用。电阻式传感器就是利用一定的方式将被测量的变化转化为敏感元件电阻参数的变化，再通过电路转变成电压或电流信号的输出，从而实现非电量的

6、测量的一类传感器。可用于各种机械量和热工量的检测，主要用来测量力、压力、位移、应变、速度、加速度、温度和湿度等。它结构简单，性能稳定，成本低廉，因此，在许多行业得到了广泛应用。由于构成电阻的材料及种类很多，引起电阻变化的物理原因也很多，这就构成了各种各样的电阻式传感元件以及由这些元件构成的电阻式传感器。本章按照构成电阻的材料的不同，分别介绍应变式电阻传感器和压阻式传感器。2.1电阻应变式传感器电阻应变式传感器是根据电阻应变效应的原理制成的，将测量物体的变形转换成电阻的变化。主要用于机械量的检测中，如力、压力等物理量的检测中，其应用最为广泛的形

7、式是电阻应变片。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。2.1.1电阻应变片的工作原理1．电阻应变效应电阻应变效应是1856年W.Thomson发现的。所谓电阻应变效应，就是导体或半导体材料在外力作用下会产生机械形变，其电阻值也发生相应改变，这种现象称为

8、电阻应变效应。金属电阻应变片的工作原理就是电阻应变效应。图2-1金属电阻丝应变效应图2-1所示金属导体的电阻值可用下式表示：105（2-1）式中，——金属导体的电阻