安全检测技术3章常用传感器

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1、第三章安全检测常用传感器第一节传感器的作用及分类第二节结构型传感器第三节物性传感器第四节其他类型传感器第五节传感器的选用原则第一节传感器的作用及分类1.1、传感器的基本概念1.2、传感器的作用1.3、传感器的分类1.1、传感器的基本概念1、敏感原件定义：能够灵敏地感受被测变量并做出响应的元件。例如：铂电阻：温度敏感元件弹性膜盒：压力敏感元件注意：减少敏感元件受环境因素的影响1.1、传感器的基本概念2、传感器从广义上讲，传感器是将被测物理量按一定规律转换为与其对应的另一种(或同种)物理量输出的装置通常的定义，

2、传感器是将被测非电物理量(如力、压力、重且、力矩、应力、应变、位移、速度、加速度、流量、振动、噪声等)转换成与之对应的并易于精确处理的电量或电参量(如电流、电压、电阻、电感、电容、电荷、频率、阻抗等)输出的一种检测装置。也有少部分传感器，其能量转换是可逆的，如压电效应与逆压电效应等，也就是说，传感器不但可以将非电量转换为电量，同时也可以根据测试与自动控制的需要将电量转换为非电量而加以利用。1.1、传感器的基本概念3、变送器（transducer）凡输出标准信号的传感器就称为变送器。标准信号是物理量的形式和数

3、值范围都符合国际标准的信号。例如：直流电压0~10v优点：便于把各种变送器和其他仪表组成监测系统1.1、传感器的基本概念4、信号转换器是指将一种信号转换成另一种信号的装置。信号是信息存在的形式或载体。在自动化仪表设备和自动控制系统中，常将一种信号转换成另一种与标准量或参考量比较后的信号，以便将两类仪表联接起来，因此，转换器常常是两个仪表（或装置）间的中间环节。1.2、传感器的作用传感器是获得信息的正确与否，关系到整个检测与控制系统的精度。如果传感器的误差很大，后面的测量电路、放大器、指示仪等的精度再高也将难

4、以提高整个检测系统的精度。传感器是实现检测与自动控制(包括遥感、遥测、遥控)的首要环节，而传感技术是衡量科学技术现代化程度的重要标志。如果没有传感器对原始信息进行准确可靠的捕获与转换，一切准确的检测与控制都将无法实现。目前，传感器的应用已经渗透到各个学科领域，从高新技术直到每个家庭日常生活。据不完全统计，现代高级轿车中所应用的传感器可达56种之多；又如目前常用的19种家用电器中，总共应用了53个(21种)传感器。传感器应用的技术水平成为衡量一个国家的科技和工业水平的重要标志。1.3、传感器的分类1．按输入量

5、（被测对象)分类输入量即被测对象，按此方法分类，传感器可分为物理量传感器、化学量传感器和生物量传感器三大类。其中，物理量传感器又可分为温度传感器、压力传感器、位移传感器等等。这种分类方法给使用考提供了方便，容易根据被测对象选择所需要的传感器。1.3、传感器的分类2．按转换原理分类从传感器的转换原理来说，通常分为结构型、物性型两大类。结构型：结构型传感器是利用机械构件(如金属膜片等)在动力场或电磁场的作用下产生变形或位移，将外界被测参数转换成相应的电阻、电感、电容等物理量，它是利用物理学运动定律或电磁定律实现

6、转换的。物性型传感器是利用材料的固态物理特性及其各种物理、化学效应(即物质定律，如虎克定律、欧姆定律等)实现非电量的转换。它是以半导体、电介质、铁电体等作为敏感材料的固态器件。1.3、传感器的分类3．按能量转换的方式分类按转换元件的能量转换方式，传感器可分为有源型和无源型两类。有源型也称能量转换型或发电型，它把非电量直接变成电压量、电流量、电荷量等(如磁电式、压电式、光电池、热电偶等)，无源型也称能量控制型或参数型，它把非电量变成电阻、电容、电感等量。1.3、传感器的分类4．按输出信号的形式分类按输出信号的

7、形式，传感器可分为开关式、模拟式和数字式。5．按输入和输出的特性分类按输入、输出特性，传感器可分为线性和非线性两类。第二节结构型传感器2.1电阻式传感器2.2电容式传感器2.3电感式传感器2.4磁电式传感器2.1电阻式传感器电阻式传感器是将非电量(如力、位移、形变、速度、加速度和扭矩等参数)转换为电阻变化的传感器。其核心转换元件是电阻元件，将非电量的变化转换成相应的电阻值的变化，通过电测技术对电阻值进行测量，以达到对上述非电量测量的目的。2.1电阻式传感器1．电阻式传感器原理从上式可见，若导体的三个参数(电

8、阻率、长度和截面积)中的一个或数个发生变化，则电阻值随着变化，因此可利用此原理来构成传感器。例如，若改变长度L，则可形成电位器式传感器，改变L、A和ρ则可做成电阻应变片；改变ρ则可形成热敏电阻、光导性光检测器等。下面介绍两种最常用的电阻式传感器：电位器式传感器和应变片式传感器。2.1电阻式传感器2．电位器式传感器电位器式传感器通过滑动触点把位移转换为电阻丝的长度变化，从而改变电阻值大小，进而再将这种变化值转换成电