常用的传感器与敏感元件1

《常用的传感器与敏感元件1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章常用的传感器与敏感元件§3.1常用传感器分类§3.2机械式传感器及仪器§3.3电阻、电容与电感式传感器§3.4磁电、压电与电热式传感器§3.5光电式传感器§3.6光纤式传感器§3.7半导体传感器§3.8红外测试系统§3.10传动器的选用原则§3.9激光测试传感器§3.1常用传感器的分类一传感器的作用二传感器的分类（1）传感器(Sensor)定义传感器是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。通常由敏感元件和转换元件组成(GB766-87)。（一）传感器的作用也可以这样定义传感器是借助检测元件将一种形式的信息转换成另一种信息的装置。物理量电量

2、目前，传感器转换后的信号大多为电信号。因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信号转换成电信号的装置。传感器在非电量电测系统中的作用：一是敏感作用：感受并拾取被测对象的信号二是变换作用：被测信号转换成易于检测和处理的电信号获得传感器信号的两种方法：直接获得电信号的变化（开关传感器）；将物理量变换成电信号的变化（水位、压力等）。（2）作用可转换的信号机械信号电信号辐射信号（光波超声波红外波）流体信号（3）传感器的性能要求足够的容量匹配性好，转换灵敏度高精度适当，稳定性高反应速度快，工作可靠性高适应性和适用性强2.传感器的构成传感器由敏感器件与辅助器件组成。敏感器件的作用是感受

3、被测物理量，并对信号进行转换输出。辅助器件则是对敏感器件输出的电信号进行放大、阻抗匹配，以便于后续仪表接入。dV3.传感器的分类1)按被测物理量分类常见的被测物理量机械量:长度,厚度,位移,速度,加速度,旋转角,转数,质量,重量,力,压力,真空度,力矩,风速,流速,流量;声:声压,噪声.磁:磁通,磁场.温度:温度,热量,比热.光：亮度，色彩机械式,电气式,光学式,流体式等.2)按工作的物理基础分类:能量转换型和能量控制型.3)按信号变换特征:能量转换型:直接由被测对象输入能量使其工作.例如:热电偶温度计,压电式加速度计.能量控制型:从外部供给能量并由被测量控制外部供给能量的

4、变化.例如:电阻应变片.4)按敏感元件与被测对象之间的能量关系:物性型:依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换.如:水银温度计.结构型:依靠传感器结构参数的变化实现信号转变.例如:电容式和电感式传感器.§3.2机械式传感器及仪器一工作原理.几何量机测机械量变形电量电测弹性元件机械放大指示传感元件中间变换记录二、常见实例弹簧秤指针式弹簧秤握力器1）测力计·机测法：力经滚珠（保证点接触测力，垂直输入），再经弹簧实现机械衰减,最后经压力表读数·电测法：在框架弹簧上贴应变片以弹簧应变来折算力的大小弹簧秤指针式弹簧秤握力器弹性元件弹性元件弹性元件弹性元件弹性元件具有导磁性§

5、3.3电阻式、电容与电感式传感器一电阻式传感器二电阻应变式传感器三电容式传感器（1）工作原理所以R=k1x（2）性能特点*灵敏度为线性P74图3-6电阻分压电路测量时受环境影响小稳定性好，寿命长操作方便线性度好线性特征线性特征上海科技馆的“通过CT了解人体结构”展项中，人体移动的位移测量采用电阻式传感器我们的研究生在现场调试中变灵敏度=非线性分类比较金属式半导体式丝式p74图3-7箔式图3-8S半=（50~70）S金2.电阻应变式传感器结构非常非常细,不要误解为很粗电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形(伸

6、长或缩短)的变化而发生变化的现象。夸张放大可以理解为一种电阻式传感器，但长度的变化是因变形所致，所以应变片主要用于测量应变上述任何一个参数变换均会引起电阻变化,求微分由于金属应变片的电阻R为代入c.灵敏度同除R有：金属丝：金属丝体积不变：P75式（3-5）有：对金属材料，导电率不变：金属丝应变片：金属应变计（2）半导体应变片a.工作原理可以近似为：优点：灵敏度大;体积小;缺点：温度稳定性和可重复性不如金属应变片。P76式（3-11）对于某些半导体非常大电阻应变片的选择、粘贴技术a).目测电阻应变片有无折痕.断丝等缺陷，有缺陷的应变片不能粘贴。b).用数字万用表测量应变片电阻

7、值大小。同一电桥中各应变片之间阻值相差不得大于0.5欧姆.c).试件表面处理：贴片处用细纱纸打磨干净，用酒精棉球反复擦洗贴处，直到棉球无黑迹为止。d).应变片粘贴:在应变片基底上挤一小滴502胶水，轻轻涂抹均匀，立即放在应变贴片位置。（3）电阻应变片的选择与使用方法e).焊线:用电烙铁将应变片的引线焊接到导引线上。f).用兆欧表检查应变片与试件之间的绝缘阻值，应大于500M欧。g).应变片保护：用704硅橡胶覆于应变片上，防止受潮。（3）电阻应变式传感器的应用实例案例：桥梁固有频率测量案例：电子称原理将物品重量通过