機電專業(yè)畢業(yè)論文： 特殊傳感器技術的發(fā)展與應用

1、首鋼工學院畢業(yè)設計（論文）題目: 特殊傳感器技術的發(fā)展與應用姓名： 班級：機電082學號： 指導教師： 日期： 首鋼工學院畢業(yè)論文（設計）任務書學生姓名： 機電系 系 機電一體化技術 專業(yè) 機電082班畢業(yè)課題： 特殊類型傳感器的應用 教學時間： 2011年 2月28日 至 2011年 6月10日畢業(yè)課題內(nèi)容及要求：課題內(nèi)容： 1、完成特殊類型傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)分析。 2、完成特殊類型傳感器應用的工藝過程、特點及控制過程分析。 3、掌握崗位操作要點及常見故障處理方法。 課題要求： 1、根據(jù)所學知識及崗位培訓、調(diào)研，確定總體方案并撰寫總論部分，文字約20003000字。 2、根據(jù)相關設備的特

2、點，完成特殊類型傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)特點分析、其應用的工藝流程及控制過程等特點分析。 3、根據(jù)崗位操作要點及常見故障，闡述常規(guī)處理方法要點。 4、根據(jù)相關分析，完成教師指定的工程圖或工藝流程圖。 5、撰寫畢業(yè)設計論文，約1萬字左右。 進度安排： 1、2011-02-28至2011-03-25（第1周第4周）：畢業(yè)設計調(diào)研，確定畢業(yè)設計課題。 2、2011-03-28至2011-05-27（第5周第13周）： 撰寫畢業(yè)設計課題總論部分，文字約20003000字。 確定畢業(yè)設計課題方案，進行相關的理論分析、結(jié)構(gòu)分析、工藝分析及加工過程分析。完成相應的控制原理圖、設備結(jié)構(gòu)工程圖、工藝流程圖、控制方

3、案圖及相關的控制程序等。 撰寫畢業(yè)設計課題部分論文，文字約8000字左右。論文初稿應在5月中旬完成并送交指導教師審閱修改。經(jīng)指導教師審閱合格后，方可按學校規(guī)定的論文格式編輯、打印、裝訂成冊，上交指導教師存檔。 編輯制作答辯演講用幻燈片，約20張，上交指導教師。 3、2011-05-30至2011-06-10（第14第15周）： 畢業(yè)設計答辯準備及答辯。 參考資料： 1、機電一體化設計手冊 指導教師：陳鄒銘 教研室主任：白曉梅2011 年4 月 13 日目 錄目 錄第 1 章 傳感器的基本知識 4第1.1節(jié) 傳感器的意義及類型4第1.2節(jié) 傳感器的分類 4第1.3節(jié) 傳感器的特性 4第 2 章

4、霍爾傳感器的原理和應用 7第2.1節(jié) 霍爾傳感器的簡介 7第2.2節(jié) 霍爾傳感器的基本原理與使用 7第 3 章 壓阻效應的厚膜力敏材料及傳感器 10第3.1節(jié) 厚膜壓阻效應簡介 10第3.2節(jié) 厚膜電阻的壓阻效應 10第3.3節(jié) 釕基厚膜力敏材料及特性 11第3.4節(jié) 厚膜力敏傳感器現(xiàn)狀 12第 4 章 濕度傳感器 14第4.1節(jié) 性能及設備選擇 14第4.2節(jié) 考慮時漂和溫漂 15第4.3節(jié) 與傳統(tǒng)測濕方法的關系及其他注意事項16第4.4節(jié) 濕度傳感器的發(fā)展16第 5 章 轉(zhuǎn)速傳感器 21第5.1節(jié) 轉(zhuǎn)速傳感器的主要功能和特點21第5.2節(jié) s12、s14、s16、s18、s20、s22齒輪

5、轉(zhuǎn)速傳感器22第5.3節(jié) t20專用齒輪轉(zhuǎn)速傳感器24第5.4節(jié) t23汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器26致謝29參考文獻30機電082班 王旭 傳感器技術的發(fā)展與應用傳感器技術的發(fā)展與應用王旭（首鋼工學院機電系，北京100038）e-mail：416956270第一章 傳感器的基本知識一、傳感器的意義及類型什么叫傳感器？從廣義上講，傳感器就是能感知外界信息并能按一定規(guī)律將這些信息轉(zhuǎn)換成可用信號的裝置；簡單說傳感器是將外界信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置。所以它由敏感元器件（感知元件）和轉(zhuǎn)換器件兩部分組成，有的半導體敏感元器件可以直接輸出電信號，本身就構(gòu)成傳感器。敏感元器件品種繁多，就其感知外界信息的原理來講，可

6、分為物理類，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應?；瘜W類，基于化學反應的原理。生物類，基于酶、抗體、和激素等分子識別功能。通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類（還有人曾將傳感器分46類）。二、傳感器的分類 目前對傳感器尚無一個統(tǒng)一的分類方法，但比較常用的有如下三種： 、按傳感器的物理量分類，可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等傳感器 、按傳感器工作原理分類，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。 、按傳感器輸出信號的性質(zhì)分類，可分為：輸出為開關量（“”和”或“

7、開”和“關”）的開關型傳感器；輸出為模擬型傳感器；輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。 關于傳感器的分類： 1.按被測物理量分：如：力，壓力，位移，溫度，角度傳感器等； 2.按照傳感器的工作原理分：如：應變式傳感器、壓電式傳感器、壓阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、光電式傳感器等； 3.按照傳感器轉(zhuǎn)換能量的方式分： （1）能量轉(zhuǎn)換型：如：壓電式、熱電偶、光電式傳感器等； （2）能量控制型：如：電阻式、電感式、霍爾式等傳感器以及熱敏電阻、光敏電阻、濕敏電阻等； 4.按照傳感器工作機理分： （1）結(jié)構(gòu)型：如：電感式、電容式傳感器等； （2）物性型：如：壓電式、光電式、各種半導體式傳感器等； 5.

8、按照傳感器輸出信號的形式分： （1）模擬式：傳感器輸出為模擬電壓量； （2）數(shù)字式：傳感器輸出為數(shù)字量，如：編碼器式傳感器。三、傳感器的特性傳感器的靜態(tài)特性 傳感器的靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關系。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關，所以它們之間的關系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個不含時間變量的代數(shù)方程，或以輸入量作橫坐標，把與其對應的輸出量作縱坐標而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度、靈敏度、分辨力和遲滯等。 傳感器的動態(tài)特性 所謂動態(tài)特性，是指傳感器在輸入變化時，它的輸出的特性。在實際工作中，傳感器的動態(tài)特性常用它對某些標準輸

9、入信號的響應來表示。這是因為傳感器對標準輸入信號的響應容易用實驗方法求得，并且它對標準輸入信號的響應與它對任意輸入信號的響應之間存在一定的關系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的標準輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所以傳感器的動態(tài)特性也常用階躍響應和頻率響應來表示。傳感器的線性度 通常情況下，傳感器的實際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù)，常用一條擬合直線近似地代表實際的特性曲線、線性度（非線性誤差）就是這個近似程度的一個性能指標。擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點相連的理論直線作為擬合直線；或?qū)⑴c特性曲線上各點偏差的平方和為最小的理論直

10、線作為擬合直線，此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。 傳感器的靈敏度 靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化 y 對輸入量變化 x 的比值。它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關系，則靈敏度 s 是一個常數(shù)。否則，它將隨輸入量的變化而變化。 靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如，某位移傳感器，在位移變化 1mm 時，輸出電壓變化為 200mv ，則其靈敏度應表示為 200mv/mm 。 當傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時，靈敏度可理解為放大倍數(shù)。 提高靈敏度，可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高，測量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。傳感器的分辨力 分辨力是指傳感器可能感受到的被測量的最小變化的能力。也就是說，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當輸入變化值未超過某一數(shù)值時，傳感器的輸出不會發(fā)生變化，即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當輸入量的變化超過分辨力時，其輸出才會發(fā)生變化。 通常傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點的分辨力并不相同，因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨力的指標。上述指標若用滿量程的百分比表示，則稱為分辨率。 傳感器的遲滯特性 遲滯特性表征傳感器在正向（輸入