【8A文】矿用传感器.ppt

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1、第2章矿用传感器§2.1传感器概述§2.2甲烷传感器§2.3CO/O2传感器§2.4温度传感器§2.5风速传感器§2.6风压传感器§2.7烟雾传感器§2.8开关量传感器§2.1传感器概述一、非电量电测量二、传感器的组成和分类三、传感器的基本特性一、非电量电测量非电量：各种非电物理和化学量，如温度、位移、风速、压力、甲烷浓度、化学成份等。非电量电测量技术：将各种被测的非电量参数转换成电量参数进行测量的技术，包括传感器技术和电子技术。非电量电测量的优点：便于信号的传输、存储、处理；易于实现遥测、自动检测及生产过程自动控制等；一、非电量电测量传感器将被测量

2、转换为电量，并把它传送到信号调节器中的部件。传感器又称为变换器、转换器、探头。其中，电量是电压、电流、或电参量（电阻、电感、电容）传感器信号调节器显示记录器电源非电量数字量模拟量非电量电测量系统组成框图一、非电量电测量信号调节器传感器输出的电信号或电参数→记录显示器所需的标准电压、电流信号。其内部电路主要有：电桥电路、放大电路、滤波电路、相敏检波电路、谐振电路、阻抗变换电路、调制解调电路等，以匹配不同类型的传感器和显示记录器。传感器信号调节器显示记录器电源非电量数字量模拟量非电量电测量系统组成框图一、非电量电测量显示记录器模拟显示：如指针指示数字显示：直

3、接显示数字图形显示：如示波器另外，对于动态过程的变化无法用显示仪及时显示的应该用自动记录器记录下来，而后用打印机或绘图仪打印结果。传感器信号调节器显示记录器电源非电量数字量模拟量非电量电测量系统组成框图二、传感器的组成和分类敏感元件：直接感受被测量，通常是先转换为一种易于转换成电量的非电量。转换元件：将非电量转换为电量。将非电量直接转换为电量的传感器称为直接转换型传感器，如热电偶、压电传感器等。经二次或多次转换为电量的传感器称为间接转换型传感器，如瓦斯传感器、压力传感器等。测量电路：放大、变换和处理，以输出标准信号。敏感元件转换元件非电量电量测量电路电源

4、二、传感器的组成和分类应变式磁电式热电式电容式电感式工作原理被测物理量压力温度位移振动传感器分类：传感器命名：正序：传感器，压力，应变式，10kPa倒序：10kPa，应变式，压力，传感器倒序：10mm，磁电式，位移，传感器三、传感器的基本特性测量系统可以看作是一个信息通道，通常把被测物理量作为测量系统的输入信号，称为激励；把测量系统的输出信号称为响应。传感器可以看作是：具有两个输入端和两个输出端的二端口网络；并具有相应的输入输出外部特性。两种被测量1、不变或变化很缓慢的量2、变化迅速的量两种特性1、静态特性2、动态特性三、传感器的基本特性静态特性：表示被

5、测物理量处于稳定状态或缓慢变化时，传感器的输入量与输出量之间的关系。静态特性曲线理论特性曲线：设计部门或用户给定的静态特性曲线。实际特性曲线(静态校准曲线)：静态标准条件下，一定标准精度等级，重复进行全量程逐级加载和卸载测试而获得的曲线。主要静态指标：线性度、灵敏度、迟滞性、重复性、分辩力、量程、漂移等。三、传感器的基本特性线性度：又称非线性是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度，一般用校准曲线与拟合直线之间的最大偏差与满量程输出的百分比表示。它反映了实际输入输出与理想直线的偏离程度。说明：为了标定和数据处理的方便，通常进行线性化处理以使传感器的输

6、入输出关系为线性或接近线性；但同时也带来了非线性误差。三、传感器的基本特性灵敏度：是指传感器的输出量变化值△y与输入量变化值△X之比，即S=△y/△X；可见灵敏度表示单位输入量的变化所引起传感器输出量的变化。线性系统的灵敏度是一个常数，而非线性测量装置的灵敏度随输入量的变化而变化。灵敏度的量纲为输出量与输入量量纲之比，如某压力传感器的S为5mV/MPa。三、传感器的基本特性迟滞性：滞后或回程误差表示在规定的同一校准条件下，测量装置在同一校准级上正、反行程输出值的不一致程度。用各校准级中的最大迟滞偏差与满量程输出值的百分比表示。三、传感器的基本特性重复性误

7、差：表示在规定的同一校准条件下，测量装置在同一方向在全量程范围内多次重复校准，各次校准曲线之间的不一致性，用各校准级上正、反行程最大标准偏差的t倍与满量程输出值的百分比表示。三、传感器的基本特性分辨力：是指测量系统能测到的最小输入量变化Δx的能力。因全量程范围内各测量区的Δx不完全相同，常用量程内的最大Δx与满量程输出值的百分比k表示，称为分辨率；量程：测量系统能测量的最小输入量至最大输入量之间的范围。如光学瓦斯检定器(AQG-1型)的测定范围为0.01～10%CH4。说明：超过仪器的测量范围或者仪器的分辨力不够，则仪器不能正常工作，甚至损坏仪表，造成灾

8、害。三、传感器的基本特性漂移：是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时间变化