传感器原理及应用全套教学课件

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1、传感器原理及应用传感器原理及应用教材及参考书教材及参考书��教材教材:《《传感器传感器》》（第（第3版）版）哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学强锡富强锡富主编主编机械工业出版社机械工业出版社��参考书参考书：：《《机械工程测试技术机械工程测试技术》》(第二版第二版)黄长艺、严普强黄长艺、严普强主编主编机械工业出版社机械工业出版社��参考书参考书：：《《当代测试技术当代测试技术》》钱难能钱难能主编主编华东化工学院出版社华东化工学院出版社绪绪论论一、一、测试技术简介测试技术简介测试技术的发展与生产的发展、科技测试

2、技术的发展与生产的发展、科技的发展有着密切的联系。在工业发达的国的发展有着密切的联系。在工业发达的国家里，测试技术的水平及其装置必定是相家里，测试技术的水平及其装置必定是相当先进的，测试技术的应用领域也十分广当先进的，测试技术的应用领域也十分广泛。泛。机械系统中常见的物理量机械系统中常见的物理量几何量几何量——长度、角度、表面几何形状长度、角度、表面几何形状机械量机械量——振动（振动（速度、加速度、位移）速度、加速度、位移）、、力、力、压力、压力、力矩、扭矩、功率、力矩、扭矩、功率、质量、硬度质量、硬度

3、热工量热工量——温度、温度场、湿度、流量温度、温度场、湿度、流量光学量光学量——照度、光学参数（焦距、透光率）照度、光学参数（焦距、透光率）电磁量电磁量——电压、电流、电势、磁场强度电压、电流、电势、磁场强度…………测试技术的方法（以测力为例）测试技术的方法（以测力为例）F机械参数机械测试法x力位移机械转换客观光学转换光学参数光学测试法F力光电移动物反光镜气液转换（明暗条纹的变化）理气液参数气液测试法F量电气转换力气液的压力变化P电阻、电容、电感F电参数电测法电压、电流应变片力电阻的变化各种测试法的优缺

4、点：各种测试法的优缺点：••机械测试法：机械测试法：惯性大，摩擦大，不便记录，不能测过程，惯性大，摩擦大，不便记录，不能测过程，只能测静态只能测静态••光学测试法：光学测试法：精度最高，但对环境要求苛刻，需在实验精度最高，但对环境要求苛刻，需在实验室中作标准或高精度测量室中作标准或高精度测量••气液测试法：气液测试法：要求有合适的动力源，气体的压缩性、液要求有合适的动力源，气体的压缩性、液体的阻尼跟不上快速的变化，一般只能用于准体的阻尼跟不上快速的变化，一般只能用于准静态测量静态测量电测法的优点：电测法

5、的优点：•电测法::（1）精度高；（22）灵敏度高，在很大范围内可进行方便调整，测试范围很广；（33）电惯性小，反映快，能够进行快速变化的量的测量，频域范围很广；（44）便于远距离传输和控制，可遥测、遥控；（55）便于仪器的通用化和专业化生产；（66）动力源普遍，有一定抗干扰能力⎯⎯⎯⎯适合现场使用。非电量被测量的二次转换非电量被测量的二次转换一次变换一次变换二次变换二次变换被测量被测量⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→光测、气液测光测、气液测⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→电测量电测量一般非电量电测法测试系统的一般非电量电测法测试系统

6、的组成组成被测观察传感器中间电路显示记录对象者控制系统人为标准驱动信号信号驱动装置标定装置非电量电测法测试系统的组成非电量电测法测试系统的各部非电量电测法测试系统的各部分的作用分的作用：：1.1.传感器传感器⎯⎯⎯⎯感受被测物理量并把它变换为便感受被测物理量并把它变换为便于传输处理的电信号。于传输处理的电信号。它是整个测试系统实现测试和自动控制它是整个测试系统实现测试和自动控制的首要的、关键的环节。的首要的、关键的环节。2.2.中间电路中间电路⎯⎯⎯⎯将传感器输出的微弱电信号进将传感器输出的微弱电信号进

7、行再次变换、放大、衰减、滤波、调制和解调行再次变换、放大、衰减、滤波、调制和解调等，使它们成为便于显示、记录或进行数据处等，使它们成为便于显示、记录或进行数据处理的信号。理的信号。3.3.显示与记录器显示与记录器⎯⎯⎯⎯将中间变换与测量电路送将中间变换与测量电路送来的电压或电流信号不失真地显示和记录出来。来的电压或电流信号不失真地显示和记录出来。作用二作用二4.4.驱驱动装置动装置⎯⎯⎯⎯产生人为驱动信号，是产生人为驱动信号，是被测对象处于人为的工作状态下，把内被测对象处于人为的工作状态下，把内部特性表

8、现得更明显。部特性表现得更明显。5.5.标定装置标定装置⎯⎯⎯⎯产生标准输入以便用实产生标准输入以便用实验的方法来得到被测量与显示记录之间验的方法来得到被测量与显示记录之间准确地量的关系。准确地量的关系。二、传感器在科技发展中的作用二、传感器在科技发展中的作用三、传感器的定义三、传感器的定义国家标准国家标准(GB7665-87)(GB7665-87)对传感器对传感器(Transducer/Sensor)(Transducer/Sensor)