第1章传感器理论基础

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1、第1章传感器理论基础在系统学习各类传感器Z前，首先应该掌握传感器的基本理论及检测技术的和关知识，主耍包括传感器的概念、分类和基木特性，检测系统的组成与功能，基本测最方法，测最课莠及数据处理等内容，为后续知识的学习打下基础。1.1传感器基础在当今的信息时代，人们越来越迫切地希望能准确地掌握自然界和生产领域更多的各类信息，而传感器则是人们获取这些信息的主要途径和手段，因此传感器・人们的关系越來越密切。传感器是实现自动检测和自动控制的首一要环节，它对于提高生产的自动化程度、促进现代科学技术的发展具有极其重要的作用。1.1.1传感器的概念关于传感器的概念

2、，我国国家标准GB76651987规定：“传感器(senso"是能感受规定的测量量并按一定规律转换成可用输岀信号的器件或装置”。也就是说，传感器是一种按一定的精度把被测最转换为与之有确定关系的、便于应用的某种物理最的测最器件或装置，用于满足系统信息传输、存储、显示、记录及控制等要求。①传感器首先是一种测量器件或装置，它的作用体现在测量上。例如我们常见的发电机，它是一种可以将机械能转变成电能的转换装置，从能量转换的角度看，它是一种发电设备，不能称Z为传感器；但从另一个角度看，人们可以通过发电机发电量的大小來测量调速系统的机械转速，这时，发电机就可看

3、成是一种丿IJ于测量转速的测量装證，是一种速度传感器，通常称Z为测速发电机。应用传感器的忖的就是为了获得被测量的准确信息，这也是木课程的学习目的。②传感器定义屮所谓“可用输出信号”是指便于传输、转换及处理的信号，主耍包括气、光和电等信号，现在一般就是指电信号(如电压、电流、电势及各种电参数等)，而“规定的测量量”一般是指非电量信号，主要包括各种物理量、化学量和生物量筹，在工程屮常需要测量的非电量信号有力、压力、温度、流量、位移、速度、加速度、转速、浓度等。正是由于这类非电量信号不能像电信号那样可由电工仪表和电了仪器肓接测暈，所以就需要利用传感器技

4、术实现由非电量到电量的转换。③传感器的输入和输出信号应该具有明确的对应关系，并且应保证一•定的精度。④关于“传感器”这个词，目前国外还有许多提法，如变换器(transducer).转换器(converter)＞检测器(detector)和变送^(transmitter)等，而根据我们国家的规定，传感器定名为sensor；当传感器的输出信号为标准信号(IV〜5V、4mA〜20mA)时，称为变送器(transmitter),注意二者不要混淆。第1章传感器理论基础在系统学习各类传感器之前，首先应该掌握传感器的基木理论及检测技术的相关知识，主要包括传感器

5、的概念、分类和基本特性，检测系统的组成与功能，基本测量方法，测量误差及数据处理等内容，为后续知识的学习打下基础。1.1传感器基础在当今的信息时代，人们越来越迫切地希望能准确地掌握自然界和生产领域更多的各类信息，而传感器则是人们获取这些信息的主要途径和手段，因此传感器与人们的关系越来越密切。传感器是实现自动检测和自动控制的首一要环节，它对于提高生产的自动化程度、促进现代科学技术的发展具有极其重要的作用。1」」传感器的概念关于传感器的概念，我国国家标准GB76651987规定：“传感器(sensor)是能感受规定的测量量并按一定规律转换成可用输出信号

6、的器件或装置”。也就是说，传感器是一种按一定的精度把被测量转换为与Z冇确定关系的、便于应用的某种物理量的测量器件或装宜，用于满足系统信息传输、存储、显示、记录及控制等要求。①传感器首先是一种测量器件或装置，它的作用体现在测量上。例如我们常见的发电机，它是一种可以将机械能转变成电能的转换装置，从能量转换的角度看，它是一种发电设备，不能称Z为传感器；但从另一个角度看，人们可以通过发电机发电量的大小来测量调速系统的机械转速，这吋，发电机就可看成是一种用于测暈转速的测量装置，是一种速度传感器，通常称之为测速发电机。应用传感器的目的就是为了获得被测量的准确

7、信息，这也是本课程的学习目的。①传感器定义中所谓“可用输出信号”是指便于传输、转换及处理的信号，主要包括气、光和电筹信号，现在一般就是指电信号(如电压、电流、电势及各种电参数等)，而“规定的测最量”一般是指非电量信号，主要包括各种物理量、化学量和生物量等，在工程屮常需要测量的非电量信号有力、压力、温度、流量、位移、速度、加速度、转速、浓度等。正是rh于这类非电量信号不能像电信号那样可由电工仪表和电子仪器直接测量，所以就需要利用传感器技术实现由非电量到电量的转换。②传感器的输入和输岀信号应该具有明确的对应关系，并且应保证一定的糟度。③关于“传感器”

8、这个词，日前国外述有许多提法，如变换器(transducer).转换器(converter)检测器(detector)和变送器(tran