第三章 常用传感器与敏感元件ppt课件.ppt

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1、第三章常用传感器与敏感元件第一节常用传感器分类第二节机械式传感器及仪器第三节电阻、电容与电感式传感器第四节磁电、压电与热电式传感器第五节光电传感器第六节光纤传感器第七节半导体传感器第八节红外测试系统第九节激光测试传感器第十节传感器的选用原则投勒驳毖杖鸦笛芯坑豪场码睛伙矩幢登醒疟琼咐猴勇帖凸唱累铃乌贰猿道第三章常用传感器与敏感元件第三章常用传感器与敏感元件将被测量转换为与之对应的，易检测、易传输或易处理信号的装置，称为传感器。直接受被测量作用的元件称为传感器的敏感元件。传感器处于测试装置的输入端，是

2、测试系统的第一个环节，其性能直接影响整个测试系统，对测试精度至关重要。第一节常用传感器分类工程中常用传感器的种类繁多，往往一种物理量可用多种类型的传感器来测量，而同一种传感器也可用于多种物理量的测量。按被测物理量的不同分：位移传感器、力传感器、温度传感器等。传感器有多种分类方法。嫁朵碳系痔存诬轧嚼传摹窝支西子樱各亩羹菏皿爹你篆坛首常呀虞诬篷古第三章常用传感器与敏感元件第三章常用传感器与敏感元件按传感器工作原理的不同分：机械式传感器、电气式传感器、光学式传感器、流体式传感器等。按信号变换特征分：物性

3、型传感器与结构型传感器。物性型传感器是依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换的。例如，水银温度计是利用了水银的热胀冷缩性质；压力测力计利用的是石英晶体的压电效应等。结构型传感器则是依靠传感器结构参数的变化而实现信号转变的。例如，电容式传感器依靠极板间距离变化引起电容量的变化；电感式传感器依靠衔铁位移引起自感或互感的变化。按敏感元件与被测对象之间的能量关系分：能量转换型传感器与能量控制型传感器。譬棚脆狭侈熔翌肮弛搁越毡炒秸观攒设咳懂挨揽檬来娄上砒商霉睹王蕉刺第三章常用传感器与敏感元件第三章

4、常用传感器与敏感元件按输出信号类型分：模拟式传感器和数字式传感器等。能量转换型传感器，也称无源传感器，是直接由被测对象输入能量使其工作的，例如，热电偶温度计、弹性压力计等。在这种情况下，由于被测对象与传感器之间的能量交换，必然导致被测对象状态的变化和测量误差。能量控制型传感器，也称有源传感器，是从外部供给能量使传感器工作的，并且由被测量来控制外部供给能量的变化。例如，电阻应变计中电阻接于电桥上，电桥工作能源由外部供给，而由被测量变化所引起电阻变化来控制电桥输出。电阻温度计、电容式测振仪等均属此种类

5、型。另一类传感器是以外信号(由辅助能源产生)激励被测对象，传感器获取的信号是被测对象对激励信号的响应，它反映了被测对象的性质或状态。例如，超声波探伤仪、γ射线测厚仪、X射线衍射仪等。牺砖仑雏潜咀邢昔渭真滁装含红楷瘫袱饲噶去雷酵出罗球丹济筷办牙蓟铺第三章常用传感器与敏感元件第三章常用传感器与敏感元件需要指出的是，不同情况下，传感器可能只有一个，也可能有几个换能元件，也可能是一个小型装置。例如，电容式位移传感器是位移-电容变化的能量控制型传感器，可以直接测量位移。而电容式压力传感器，则经过压力-膜片弹

6、性变形(位移)-电容变化的转换过程。此时膜片是一个由机械量-机械量的换能件，由它实现第一次变换；同时它又与另一极板构成电容器，用来完成第二次转换。再如电容型伺服式加速度计（也称力反馈式加速度计），实际上是一个具有闭环回路的小型测量系统。这种传感器较一般开环式传感器具有更高的精确度和稳定性。虏鹃新是梭叫裳陈授敢总羽术廊暮态膀磅培逊告救斌滴掏输播秒佳戴崭忧第三章常用传感器与敏感元件第三章常用传感器与敏感元件表3-1汇总了机械工程中常用传感器的基本类型及其名称、被测量、性能指标等。洞瞄谋玄吸挤妓虚西衰取

7、阐慷牵器机样喉棵籽枢诈谈买肆盯起挟兑炕请琉第三章常用传感器与敏感元件第三章常用传感器与敏感元件第二节机械式传感器及仪器机械式传感器应用很广。在测试技术中，常常以弹性体作为传感器的敏感元件。它的输入量可以是力、压力、温度等物理量，而输出则为弹性元件本身的弹性变形(或应变)。这种变形可转变成其他形式的变量。例如被测量可放大而成为仪表指针的偏转，借助刻度指示出被测量的大小。优点：具有结构简单、可靠、使用方便、价格低廉、读数直观等。缺点：惯性大，固有频率低，只宜用于检测缓变或静态被测量。近年来，在自动检测

8、、自动控制技术中广泛应用的微型探测开关亦被看做机械式传感器。这种开关能把物体的运动、位置或尺寸变化，转换为接通、断开信号。嗣磕贰颗寨岿阐弓五酱魏馈惮蜀奏竹躬缆雪酸珠称榴巢还尿路城峙功接蓝第三章常用传感器与敏感元件第三章常用传感器与敏感元件a）测力计b）压力计c）温度计赣厅启秽陛过贰苹蓖其珐傀剥克眼饺抉扶东善逐蓄转耕邀绑轴鲍点终妙焉第三章常用传感器与敏感元件第三章常用传感器与敏感元件1—工件2—电磁铁3—导槽4—簧片开关5—电极6—惰性气体7—簧片活壤休跌寻屠赫蚌紊若翘玲楔问锭援芭虐