传感器构成及传感器的选型.ppt

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1、传感器构成及传感器的选型提出工作任务及任务要求基本任务：知道传感器的组成，知道传感器特性参数的含义并能进行传感器的选型分析任务1、什么是检测？2、工业控制中常见的被测量有哪些？3、什么是传感器？4、普遍的传感器的特性参数有哪些？检测的基本概念检测是利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定量结果的过程。能够自动地完成整个检测处理过程的技术称为自动检测与转换技术。情景导入曹冲称象检测的基本概念在信息社会的一切活动领域中，从日常生活、生产活动到科学实验，时时处处都离不开检测。现代化的检测手段在很大程度上决定了生产、科学技

2、术的发展水平，而科学技术的发展又为检测技术提供了新的理论基础和制造工艺，同时对检测技术提出了更高的要求。检测的基本概念现代检测技术是利用传感器来代替人的感觉器官实现对外界被测量的检测（感觉）。传感器的应用领域1)传感器在工业检测和自动控制系统中的应用在石油、化工、电力、钢铁、机械等工业生产中需要及时检测各种工艺参数的信息，通过电子计算机或控制器对生产过程进行自动化控制，如图所示。传感器是任何一个自动控制系统必不可少的环节。传感器的应用领域2)传感器在汽车中的应用目前，传感器在汽车上不只限于测量行驶速度、行驶距离、发动机旋转速度以及燃料剩余量等有关参数，而且在一些新设施中，如汽车安全气

3、囊、防滑控制等系统，防盗、防抱死、排气循环、电子变速控制、电子燃料喷射等装置以及汽车“黑匣子”等都安装了相应的传感器。美国为实现汽车自动化，曾在一辆汽车上安装了90多只传感器去检测不同的信息。传感器的应用领域3)传感器在家用电器中的应用现代家庭中，用电厨具、空调器、电冰箱、洗衣机、电子热水器、安全报警器、吸尘器、电熨斗、照相机、音像设备等都用到了传感器。4)传感器在机器人中的应用在生产用的单能机器人中，传感器用来检测臂的位置和角度；在智能机器人中，传感器用作视觉和触觉感知器。机器人成本的二分之一是耗费在高性能传感器上的。传感器的应用领域5)传感器在医学中的应用在医疗上，应用传感

4、器可以准确测量人体温度、血压、心脑电波，并帮助医生对肿瘤等进行诊断。6)传感器在环境保护中的应用为了保护环境，研制用以监测大气、水质及噪声污染的传感器，已被世界各国所重视。传感器的应用领域7)传感器在航空航天中的应用飞机、火箭等飞行器上，要使用传感器对飞行速度、加速度、飞行距离及飞行方向、飞行姿态进行检测。8)传感器在遥感技术中的应用在飞机及卫星等飞行器上，利用紫外、红外光电传感器及微波传感器来探测气象、地质等信息。在船舶上，利用超声波传感器进行水下探测。传感器的应用领域传感器在国民经济中的地位传感器技术不仅对现代化科学技术、现代化农业及工业自动化的发展起到基础和支柱的作用，同

5、时也被世界各国列为关键技术之一。可以说“没有传感器就没有现代化的科学技术，没有传感器也就没有人类现代化的生活环境和条件”，传感器技术已成为科学技术和国民经济发展水平的标志之一。传感器定义及组成传感器是一种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。常用传感器的输出信号多为易于处理的电量，如电压、电流、频率等。传感器由敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成，如图所示。传感器的分类传感器的种类名目繁多，分类不尽相同。常用的分类方法有:1)按被测量分类可分为位移、力、力矩、转速、振动、加速度、温度、压力、流量、流速等传感器。2)按测量原理分类可分为电阻、电容、电感、

6、光栅、热电藕、超声波、激光、红外、光导纤维等传感器。传感器的基本特性1.灵敏度灵敏度是指传感器在稳态下输出变化值与输人变化值之比，用K来表示。即对线性传感器而言，灵敏度为一常数；对非线性传感器而言，灵敏度随输入量的变化而变化。从输出曲线看，曲线越陡，灵敏度越高。传感器的基本特性2.分辨力分辨力是指传感器能检出被测信号的最小变化量，是有量纲的数。当被测量的变化小于分辨力时，传感器对输入量的变化无任何反应。对数字仪表而言，如果没有其他附加说明，一般可以认为该表的最后一位所表示的数值就是它的分辨力。一般地说，分辨力的数值小于仪表的最大绝对误差。但是若没有其他附加说明，有时也可以认为分辨力就等于

7、它的最大绝对误差。将分辨力除以仪表的满度量程就是仪表的分辨率，它常以百分比或几分之一表示。传感器的基本特性3.线性度线性度又称非线性误差，是指传感器实际特性曲线与拟合直线（有时也称理论直线）之间的最大偏差与传感器量程范围内的输出之百分比。将传感器输出起始点与满量程点连接起来的直线作为拟合直线，这条直线称为端基理论直线，按上述方法得出的线性度称为端基线性度，非线性误差越小越好。线性度的计算公式如下：传感器的基本特性4.稳定性稳定性包含