传感器原理与应用-第2章ppt课件.ppt

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1、传感器原理及应用PrinciplesandApplicationsofSensors主讲：王殿生教授第二章作业教材（第二版）39-40页：2-4，2-5教材（第三版）38-39页：2-4，2-5第二章传感器技术基础2.1传感器的定义、组成和分类传感器的定义传感器的组成传感器的图形符号传感器的分类传感器的物理定律2.2传感器的基本特性传感器的静态特性传感器的动态特性2.3传感器的定标与校准定标与校准的概念定标的基本方法定标系统的组成2.4传感器的选用原则与测量条件有关的因素与传感器有关的技术指标与使用环境有关的因素与购买和维修有关的因素国家标准（GB7665-87）中传感器的定义：

2、传感器：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。①传感器是测量装置，能完成检测任务；②输入量是某一被测量，物理量、化学量、生物量等；③输出量是某种物理量，便于传输、转换、处理、显示等，可以是气、光、电物理量，主要是电物理量；④输出与输入有对应关系，且应有一定的精确程度。传感器名称：发送器、传送器、变送器、检测器、换能器、探测器传感器功用：一感二传，即感受被测信息，并传送出去。一、传感器的定义（Transducer/Sensor）§2.1传感器的定义、组成和分类非电量电测技术工业测量标准输出信号能量转换转换效率辅助电源敏感元件转换元件基本转换电路被测量电量

3、敏感元件：直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，把输入转换成电路参量。基本转换电路：上述电路参数接入基本转换电路（简称转换电路），便可转换成电量输出。二、传感器的组成§2.1传感器的定义、组成和分类辅助电源敏感元件转换元件基本转换电路被测量电量二、传感器的组成§2.1传感器的定义、组成和分类测量压力的电位器式压力传感器的组成（1）敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。二、传感器的组成§2.1传感器的定义、组成和分类弹性敏感元件实际上，有些传感器很简单，有些则较复杂，大多数是开环系统，也有些是

4、带反馈的闭环系统。最简单的传感器由一个敏感元件(兼转换元件)组成，感受被测量时直接输出电量，如热电偶。二、传感器的组成（2）转换元件§2.1传感器的定义、组成和分类T’①②BAT热电偶有些传感器由敏感元件和转换元件组成，没有转换电路。例如：压电式加速度传感器，质量块是敏感元件，压电片（块）是转换元件。有些传感器，转换元件不只一个，要经过若干次转换。二、传感器的组成——（2）转换元件§2.1传感器的定义、组成和分类压电式加速度传感器敏感元件辅助电路转换元件被测非电量有用非电量有用电量基本转换电路电量二、传感器的组成——（2）转换元件§2.1传感器的定义、组成和分类弹性体极板支架绝缘

5、材料定极板动极板被测非电量：外界压力敏感元件：弹性体有用非电量：极板间距变化传感元件：平行板电容器有用电量：电容量C大吨位电容式称重传感器敏感元件辅助电路转换元件被测非电量有用非电量有用电量基本转换电路电量二、传感器的组成（3）转换电路§2.1传感器的定义、组成和分类转换电路是传感器的主要组成环节：因为不少传感器要在通过转换电路后才能输出电信号，从而决定了转换电路是传感器的组成环节之一。国标GB/T14479-93规定传感器图用图形符号表示方法：三、传感器的图形符号§2.1传感器的定义、组成和分类YX正方形表示转换元件;三角形表示敏感元件；X—被测量符号，Y—转换原理。电容式压力

6、传感器压电式加速度传感器电位器式压力传感器几个典型传感器的图用图形符号ＰaP1、按工作机理：物理型、化学型、生物型等2、按构成原理：结构型与物性型两大类3、根据能量转换：能量控制型和能量转换型传感器4、按照物理原理分类：十种5、按照用途分类：位移、压力、振动、温度等传感器7、根据输出信号：模拟信号和数字信号6、根据转换过程可逆与否：单向和双向8、根据是否使用电源：有源传感器和无源传感器四、传感器的分类§2.1传感器的定义、组成和分类结构型传感器利用物理学中场的定律构成的，包括动力场的运动定律，电磁场的电磁定律等。物理学中的定律一般是以方程式给出的。对于传感器，这些方程式就是许多传

7、感器在工作时的数学模型。这类传感器的特点：传感器的工作原理是以传感器中元件相对位置变化引起场的变化为基础，而不是以材料特性变化为基础。四、传感器的分类§2.1传感器的定义、组成和分类各种弹性敏感元件传感器物性型传感器利用物质定律构成的，如虎克定律、欧姆定律等。物质定律是表示物质某种客观性质的法则。这种法则，大多数是以物质本身的常数形式给出。这些常数的大小，决定了传感器的主要性能。物性型传感器的性能随材料的不同而异。如光电管，利用了物质法则中的外光电效应，特性与涂覆在电极上的材料有