测试技术课件2常用传感器1-电阻电感电容磁电压电热电

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1、第二章常用传感器本章学习要点：1、了解传感器的分类2、掌握常用传感器测量原理3、了解常用传感器的测量电路及特点4、掌握传感器的选用原则机械工程测试技术基础第二章常用传感器传感器定义：传感器是直接作用于被测量，并能按一定方式将其转换成同种或别种量值输出的器件。物理量电量目前，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物理信号转换成电信号的装置。2.1概述传感器的作用类似于人的感觉器官，是人类感官的延伸。传感器处于测试装置的输入端，是测试系统的第一个环节，其性能直接影响着整个测试系统，对测试

2、精度至关重要。一种物理量可用多种类型的传感器来测量，而同一种传感器也可用于测量多种物理量。2.1概述2.2常用传感器分类1、按被测物理量分类常见的被测物理量包括：机械量:如长度、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、流量等。声:声压、声强等。磁:磁通、磁场。温度:温度、热量、比热。光：亮度、色彩等。第二章常用传感器2.2常用传感器分类机械式、电气式、光学式、流体式等。2、按传感器工作原理分类2、按信号变换特征分类物性型：依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换

3、。例如：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。2.2常用传感器分类3、按敏感元件与被测对象之间的能量关系分类能量转换型：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变化。例如：电阻应变片。2.2常用传感器分类4、按输出信号分类模拟式传感器：输出信号为模拟量。数字式传感器：输出信号为数字量。2.2常用传感器分类模拟式传感器数字式传感器2.3电阻、电容与电感式传感器电阻式传感器是把被测量转换为电阻

4、变化的一种传感器。按工作的原理可分为：变阻器式、电阻应变式。第2章常用传感器一、电阻式传感器变阻器式丝式金属电阻应变片电阻应变式箔式半导体应变片2.3电阻、电容与电感式传感器1、变阻器式传感器优点：结构简单、性能稳定、使用方便。缺点：分辨力低、噪声。变阻器式传感器产品2.3电阻、电容与电感式传感器案例：重量的自动检测--配料设备比较重量设定原材料原理：弹簧->力->位移->电位器->电阻2.3电阻、电容与电感式传感器案例：煤气包储量检测煤气包钢丝原理：钢丝->收线圈数->电位器->电阻2.3电阻、电容与电感式传感器2

5、、电阻应变式传感器——应变片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(伸长或缩短)的变化而发生变化。2.3电阻、电容与电感式传感器（1）工作原理上述任何一个参数变换均会引起电阻变化,求导数金属应变片的电阻R为代入2.3电阻、电容与电感式传感器有：金属丝面积：金属丝体积不变：2.3电阻、电容与电感式传感器金属丝电阻率的相对变化：有：对于金属丝应变片来说，电阻率产生的影响很小：2.3电阻、电容与电感式传感器金属电阻应变片灵敏度：应变计金属应变片产品2.3电

6、阻、电容与电感式传感器半导体应变片简化为：2.3电阻、电容与电感式传感器半导体应变片灵敏度：对于半导体应变片来说，电阻率产生的影响很大：2.3电阻、电容与电感式传感器金属电阻应变片与半导体应变片的比较：工作原理上：前者利用导体形变引起电阻的变化，后者利用半导体电阻率变化引起电阻的变化。优缺点上：后者灵敏度高。电阻应变片灵敏度一般在1.7～3.6之间；半导体应变片的灵敏度比金属丝电阻应变片大50～70倍。后者的温度稳定性能差、灵敏度离散度大以及在较大应变作用下，非线性误差大等。（2）应变片的主要参数4）其它表示应变计性

7、能的参数（工作温度、滞后、蠕变、零漂以及疲劳寿命、横向灵敏度等）。1）几何参数：表距L和丝栅宽度b，制造厂常用b×L表示。2）电阻值：应变计的原始电阻值。3）灵敏系数：表示应变计变换性能的重要参数。2.3电阻、电容与电感式传感器（3）应变片测量电路VER1R2R3R42.3电阻、电容与电感式传感器（4）电阻应变片的选择、粘贴技术1）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。2）用数字万用表测量应变片电阻值大小。同一电桥中各应变片之间阻值相差不得大于0.5欧姆.3）试件表面处理：贴片处置用细纱纸打磨干

8、净，用酒精棉球反复擦洗贴处，直到棉球无黑迹为止。4）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。2.3电阻、电容与电感式传感器5）焊线：用电烙铁将应变片的引线焊接到导引线上。6）用兆欧表检查应变片与试件之间的绝缘组织，应大于500M欧。7）应变片保护：用704硅橡胶覆于应变片上，防止受潮。2.3电阻、电容与