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1、电气测量技术申忠如信号的检测与变换河南工业大学电气工程学院赵亮教学2楼420677588334.1传感器4.1.1传感器的定义4.1.2传感器的组成4.1.3传感器分类4.2传感器的特性4.2.1传感器的静态特性4.2.2传感器的动态特性电气测量技术河南工业大学2011年4.3常见的传感器4.3.1应变式传感器4.3.2压阻式传感器4.3.3热电阻式传感器4.3.4电涡流式传感器电气测量技术河南工业大学2011年4.1传感器电气测量技术河南工业大学2011年传感器的定义传感器是一种以一定精确度把被测量(主要是非电量)转换为与之有确定
2、关系、便于应用的某种物理量(主要是电量)的测量装置.4.1.1传感器的定义4.1传感器电气测量技术河南工业大学2011年传感器的定义的解释①传感器是测量装置,能完成检测任务②它的输入量是某一被测量,如物理量、化学量、生物量等③它的输出是某种物理量,这种量要便于传输、转换、处理、显示等,这种量可以是气、光、电量,但主要是电量④输出与输入间有对应关系,且有一定的精确度4.1.1传感器的定义4.1传感器电气测量技术河南工业大学2011年传感器的组成4.1.2传感器的组成传感器组成框图①敏感元件它是直接感受被测量,并输出与被测量成确定关系的
3、某一物理量的元件.②转换元件敏感元件的输出就是它的输入,它把输入转换成电路参数.③转换电路将上述电路参数接入转换电路,并转换成电量输出.4.1传感器电气测量技术河南工业大学2011年传感器的分类方法4.1.3传感器分类(1)按照传感器的工作机理,可分为物理型、化学型、生物型等(2)按构成原理,可分为结构型和物性型两大类(3)按传感器的能量转换情况,可分为能量控制型传感器和能量转换型传感器(4)按照传感器的使用来分类,可分为位移传感器、压力传感器、振动传感器,温度传感器等4.1传感器电气测量技术河南工业大学2011年结构型传感器结构型
4、传感器是利用物理学中场的定律构成的,包括力场的运动定律,电磁场的电磁定律等.这类传感器的特点是传感器的性能与它的结构材料没有多大关系,如差动变压器.4.1.3传感器分类物性型传感器物性型传感器是利用物质定律构成的,如欧姆定律等.物性型传感器的性能随材料的不同而异,如光电管、半导体传感器等.4.2传感器的特性电气测量技术河南工业大学2011年传感器的静态特性4.2.1传感器的静态特性线性度灵敏度迟滞重复性零点漂移温漂静态标定4.2传感器的特性电气测量技术河南工业大学2011年线性度4.2.1传感器的静态特性传感器的输出-输入特性一般可
5、用下列多项式表示最大值与输出满度值之比作为评价非线性误差(或线性度)的指标4.2传感器的特性电气测量技术河南工业大学2011年传感器的静态特性4.2.1传感器的静态特性电气测量技术河南工业大学2011年灵敏度4.2.1传感器的静态特性4.2传感器的特性灵敏度是指传感器在稳态下输出变化量Δy与引起此变化的输入变化量Δx之比,用k表示.(a)线性传感器(b)非线性传感器灵敏度4.2传感器的特性电气测量技术河南工业大学2011年迟滞4.2.1传感器的静态特性迟滞特性重复性4.2传感器的特性电气测量技术河南工业大学2011年迟滞4.2.1传
6、感器的静态特性用最大输出差值ΔHmax对满量程输出YFS的百分比表示,即4.2传感器的特性电气测量技术河南工业大学2011年重复性4.2.1传感器的静态特性。正反行程中的最大偏差或4.2传感器的特性电气测量技术河南工业大学2011年零点漂移4.2.1传感器的静态特性传感器无输入时,每隔一段时间进行读数,其输出偏离零值,即为零点漂移.零漂=4.2传感器的特性电气测量技术河南工业大学2011年温漂4.2.1传感器的静态特性温漂表示温度变化时,传感器输出值的偏离程度.一般以温度变化1℃,输出最大偏差与满量程的百分比温漂=4.2传感器的特性
7、电气测量技术河南工业大学2011年静态标定4.2.1传感器的静态特性将传感器全量程(测量范围)分成若干等间距点根据传感器量程分点情况,由小到大输入标准量值,并记录下与各输入值相对应的输出值将输入值由大到小地减少,记录下与各输入值相对应的输出值按以上所述过程,对传感器进行正、反行程多次测试,一般是3次,将得到的输出-输入数据用表格或曲线表示出来4.2传感器的特性电气测量技术河南工业大学2011年动态特性4.2.2传感器的动态特性传感器的动态特性是指在测量随时间变化的动态非电量时传感器输出与输入之间的关系,即传感器的输出对随时间变化的输
8、入量的反应能力.一个动态特性好的传感器,不仅要能精确地反映被测动态量的大小,还要迅速地再现被测量随时间变化的规律.在研究传感器的动态特性时,将大多数传感器简化为一阶或二阶系统;同时,可以从时域和频域两个方面来进行分析.4.2传感器的特