傳感器與檢測(cè)技術(shù)-第一章

1、傳感器與檢測(cè)技術(shù)傳感器與檢測(cè)技術(shù)2013.12.4第一章第一章 緒論緒論1.1 傳感器的作用與地位傳感器的作用與地位1.2 傳感器的應(yīng)用與發(fā)展傳感器的應(yīng)用與發(fā)展 1.3 傳感器的定義與組成傳感器的定義與組成 1.4 傳感器的分類(lèi)傳感器的分類(lèi) 1.5 傳感器的基本特性傳感器的基本特性1.6 傳感器的性能指標(biāo)及選用原則傳感器的性能指標(biāo)及選用原則本章小結(jié)本章小結(jié)復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題u人的人的“五官五官”眼、耳、鼻、舌、皮膚眼、耳、鼻、舌、皮膚分別具有分別具有視、聽(tīng)、視、聽(tīng)、嗅、味、觸覺(jué)嗅、味、觸覺(jué)等直接感受周?chē)挛镒兓墓δ?。等直接感受周?chē)挛镒兓墓δ?。u人們?cè)谘芯孔匀滑F(xiàn)象、規(guī)律以及生產(chǎn)活動(dòng)中，有

2、時(shí)需要對(duì)人們?cè)谘芯孔匀滑F(xiàn)象、規(guī)律以及生產(chǎn)活動(dòng)中，有時(shí)需要對(duì)某某一事物的存在與否作一事物的存在與否作定性定性了解了解，有時(shí)需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)測(cè)，有時(shí)需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)測(cè)量以量以確定對(duì)象的量值的確切數(shù)據(jù)確定對(duì)象的量值的確切數(shù)據(jù)，所以單靠人的自身感覺(jué)器，所以單靠人的自身感覺(jué)器官的功能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要借助于某種儀器設(shè)備來(lái)完成，官的功能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要借助于某種儀器設(shè)備來(lái)完成，這種儀器設(shè)備就是這種儀器設(shè)備就是傳感器傳感器。傳感器是人類(lèi)傳感器是人類(lèi)“五官五官”的延伸，的延伸，是信息采集系統(tǒng)的首要部件是信息采集系統(tǒng)的首要部件。u傳感器傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸是能感受規(guī)定的被測(cè)

3、量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。出信號(hào)的器件或裝置。1.1 1.1 傳感器的作用與地位傳感器的作用與地位u表征物質(zhì)特性及運(yùn)動(dòng)形式的參數(shù)很多，根據(jù)物質(zhì)的電特性，表征物質(zhì)特性及運(yùn)動(dòng)形式的參數(shù)很多，根據(jù)物質(zhì)的電特性，可分為可分為電量和非電量電量和非電量?jī)深?lèi)。兩類(lèi)。u電量電量一般是指物理學(xué)中的電學(xué)量，例如電壓、電流、一般是指物理學(xué)中的電學(xué)量，例如電壓、電流、電阻、電容及電感等；電阻、電容及電感等；u非電量非電量則是指除電量之外的一些參數(shù)，例如壓力、流則是指除電量之外的一些參數(shù)，例如壓力、流量、尺寸、位移量、重量、力、速度、加速度、轉(zhuǎn)速、溫量、尺寸、位移量、重量、力、速度、加速度、轉(zhuǎn)速、

4、溫度、濃度及酸堿度等等。度、濃度及酸堿度等等。u人類(lèi)為了認(rèn)識(shí)物質(zhì)及事物的本質(zhì)，需要對(duì)物質(zhì)特性進(jìn)行測(cè)人類(lèi)為了認(rèn)識(shí)物質(zhì)及事物的本質(zhì)，需要對(duì)物質(zhì)特性進(jìn)行測(cè)量，量，其中大多數(shù)是對(duì)非電量的測(cè)量其中大多數(shù)是對(duì)非電量的測(cè)量。電量和非電量電量和非電量傳感器的作用u非電量不能直接使用一般的電工儀表和電子儀器進(jìn)行非電量不能直接使用一般的電工儀表和電子儀器進(jìn)行測(cè)量，需要轉(zhuǎn)化成與其有一定關(guān)系的電量，再進(jìn)行測(cè)測(cè)量，需要轉(zhuǎn)化成與其有一定關(guān)系的電量，再進(jìn)行測(cè)量，量，實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換技術(shù)的器件就是實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換技術(shù)的器件就是傳感器傳感器。u傳感器是獲取自然或生產(chǎn)中信息的關(guān)鍵器件，是現(xiàn)代傳感器是獲取自然或生產(chǎn)中信息的關(guān)鍵器件，是現(xiàn)代

5、信息系統(tǒng)和各種裝備不可缺少的信息采集工具。采用信息系統(tǒng)和各種裝備不可缺少的信息采集工具。采用傳感器技術(shù)的非電量電測(cè)方法，就是目前應(yīng)用最廣泛傳感器技術(shù)的非電量電測(cè)方法，就是目前應(yīng)用最廣泛的測(cè)量技術(shù)。的測(cè)量技術(shù)。傳感器的作用傳感器的作用傳感器的地位u隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)術(shù)構(gòu)成了現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的構(gòu)成了現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱產(chǎn)業(yè)三大支柱產(chǎn)業(yè)，分別充當(dāng)信息系，分別充當(dāng)信息系統(tǒng)的統(tǒng)的“感官感官”、“神經(jīng)神經(jīng)”和和“大腦大腦”，他們構(gòu)成了一個(gè)完，他們構(gòu)成了一個(gè)完整的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。整的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。u在利用信息的過(guò)程中，首先要解決

6、的問(wèn)題就是在利用信息的過(guò)程中，首先要解決的問(wèn)題就是獲取可靠、獲取可靠、準(zhǔn)確信息準(zhǔn)確信息， 所以傳感器精度的高低直接影響計(jì)算機(jī)控制所以傳感器精度的高低直接影響計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的精度，可以說(shuō)沒(méi)有性能優(yōu)良的傳感器，就沒(méi)有現(xiàn)代系統(tǒng)的精度，可以說(shuō)沒(méi)有性能優(yōu)良的傳感器，就沒(méi)有現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展。化技術(shù)的發(fā)展。傳感器的地位傳感器的地位 傳感器幾乎滲透到所有的技術(shù)領(lǐng)域。如傳感器幾乎滲透到所有的技術(shù)領(lǐng)域。如工業(yè)工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開(kāi)發(fā)、海洋探索、環(huán)境保護(hù)、資生產(chǎn)、宇宙開(kāi)發(fā)、海洋探索、環(huán)境保護(hù)、資源利用、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、文物保護(hù)源利用、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、文物保護(hù)等等等廣泛領(lǐng)域，并逐漸深入到人們的生活中。等廣泛領(lǐng)域，并

7、逐漸深入到人們的生活中。 在機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展中，傳感器采用與否及在機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展中，傳感器采用與否及采用數(shù)量的多少是衡量機(jī)器人是否具有采用數(shù)量的多少是衡量機(jī)器人是否具有智能智能的標(biāo)志，現(xiàn)代智能機(jī)器人因?yàn)椴捎昧舜罅康?、的?biāo)志，現(xiàn)代智能機(jī)器人因?yàn)椴捎昧舜罅康摹⑿阅芨玫?、功能更?qiáng)的、集成度更高的傳性能更好的、功能更強(qiáng)的、集成度更高的傳感器，才使得其具有自我診斷、自我補(bǔ)償、感器，才使得其具有自我診斷、自我補(bǔ)償、自我學(xué)習(xí)等能力，機(jī)器人通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)類(lèi)自我學(xué)習(xí)等能力，機(jī)器人通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)類(lèi)似于人的知覺(jué)作用。傳感器被稱(chēng)為機(jī)器人的似于人的知覺(jué)作用。傳感器被稱(chēng)為機(jī)器人的“電五官電五官”。1.2 1.2 傳感

8、器的應(yīng)用與發(fā)展傳感器的應(yīng)用與發(fā)展 在航空、航天技術(shù)領(lǐng)域，僅在航空、航天技術(shù)領(lǐng)域，僅阿波羅阿波羅1010號(hào)飛船號(hào)飛船就使用了就使用了數(shù)數(shù)千個(gè)傳感器千個(gè)傳感器對(duì)對(duì)32953295個(gè)測(cè)量參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。個(gè)測(cè)量參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。1.2 1.2 傳感器的應(yīng)用與發(fā)展傳感器的應(yīng)用與發(fā)展常娥一號(hào)1.2 1.2 傳感器的應(yīng)用與發(fā)展傳感器的應(yīng)用與發(fā)展常娥一號(hào)常娥一號(hào) 在兵器領(lǐng)域中，使用了諸如在兵器領(lǐng)域中，使用了諸如機(jī)械式、壓電、電容、電磁、光纖、紅外、機(jī)械式、壓電、電容、電磁、光纖、紅外、激光、生物、微波激光、生物、微波等等傳感器等等傳感器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)周?chē)h(huán)境的監(jiān)測(cè)與目標(biāo)定位，以實(shí)現(xiàn)對(duì)周?chē)h(huán)境的監(jiān)測(cè)與目標(biāo)定位信息的收集，

9、從而更好的解決了安全、可靠的防衛(wèi)能力。信息的收集，從而更好的解決了安全、可靠的防衛(wèi)能力。1.2 1.2 傳感器的應(yīng)用與發(fā)展傳感器的應(yīng)用與發(fā)展 在民用工業(yè)生產(chǎn)中，傳感器也起著至關(guān)重要的作用。如在民用工業(yè)生產(chǎn)中，傳感器也起著至關(guān)重要的作用。如一一座大型煉鋼廠就需要座大型煉鋼廠就需要2 2萬(wàn)萬(wàn)多臺(tái)傳感器和檢測(cè)儀表多臺(tái)傳感器和檢測(cè)儀表煉鐵高爐監(jiān)控?zé)掕F高爐監(jiān)控與傳動(dòng)系統(tǒng)與傳動(dòng)系統(tǒng) 1.2 1.2 傳感器的應(yīng)用與發(fā)展傳感器的應(yīng)用與發(fā)展 大型的大型的石油化工廠需要石油化工廠需要6 6千千臺(tái)傳感器和檢測(cè)儀表臺(tái)傳感器和檢測(cè)儀表1.2 1.2 傳感器的應(yīng)用與發(fā)展傳感器的應(yīng)用與發(fā)展1.2 1.2 傳感器的應(yīng)用與發(fā)展

10、傳感器的應(yīng)用與發(fā)展圖示為某公司樓宇自動(dòng)化系圖示為某公司樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為：安全監(jiān)測(cè)、統(tǒng)。該系統(tǒng)分為：安全監(jiān)測(cè)、照明控制、空調(diào)控制、水照明控制、空調(diào)控制、水/ /廢水管理等。廢水管理等。 一部一部現(xiàn)代化汽車(chē)需要現(xiàn)代化汽車(chē)需要9090多多只傳感器只傳感器一臺(tái)復(fù)印機(jī)需要一臺(tái)復(fù)印機(jī)需要20多多只傳感器只傳感器1.2 1.2 傳感器的應(yīng)用與發(fā)展傳感器的應(yīng)用與發(fā)展 日常生活中的電冰箱、洗衣機(jī)、電飯煲、音像設(shè)備、電動(dòng)自行車(chē)、空日常生活中的電冰箱、洗衣機(jī)、電飯煲、音像設(shè)備、電動(dòng)自行車(chē)、空調(diào)器、照相機(jī)、電熱水器、報(bào)警器等家用電器都安裝了傳感器；調(diào)器、照相機(jī)、電熱水器、報(bào)警器等家用電器都安裝了傳感器；1.

11、2 1.2 傳感器的應(yīng)用與發(fā)展傳感器的應(yīng)用與發(fā)展 在醫(yī)學(xué)上，人體的體溫、血壓、心腦電波及腫瘤等的在醫(yī)學(xué)上，人體的體溫、血壓、心腦電波及腫瘤等的準(zhǔn)確診斷與監(jiān)控都需要借助各種傳感器來(lái)完成。準(zhǔn)確診斷與監(jiān)控都需要借助各種傳感器來(lái)完成。1.2 1.2 傳感器的應(yīng)用與發(fā)展傳感器的應(yīng)用與發(fā)展 當(dāng)今信息時(shí)代，隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，自動(dòng)當(dāng)今信息時(shí)代，隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制技術(shù)顯露出非凡的能力，傳感器是實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、自動(dòng)控制技術(shù)顯露出非凡的能力，傳感器是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。沒(méi)有傳感器對(duì)原始信自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。沒(méi)有傳感器對(duì)原始信息進(jìn)行精確可靠的捕獲和轉(zhuǎn)換，就沒(méi)

12、有現(xiàn)代化的自動(dòng)檢息進(jìn)行精確可靠的捕獲和轉(zhuǎn)換，就沒(méi)有現(xiàn)代化的自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)；沒(méi)有傳感器就沒(méi)有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)；沒(méi)有傳感器就沒(méi)有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展。迅速發(fā)展。 自自19801980年以來(lái)，世界傳感器的產(chǎn)值年增長(zhǎng)率達(dá)年以來(lái)，世界傳感器的產(chǎn)值年增長(zhǎng)率達(dá)15%15%30%30%，19851985年世界傳感器市場(chǎng)的年產(chǎn)值為年世界傳感器市場(chǎng)的年產(chǎn)值為5050億億，19901990年為年為155155億億。傳感器的發(fā)展是如泉涌，不可阻擋，它是衡量一個(gè)。傳感器的發(fā)展是如泉涌，不可阻擋，它是衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展及現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展及現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。1.2 1.2 傳

13、感器的應(yīng)用與發(fā)展傳感器的應(yīng)用與發(fā)展1.3 傳感器的定義與組成1.3.1 1.3.1 傳感器的定義傳感器的定義 “ “能感受（或響應(yīng)）能感受（或響應(yīng)）規(guī)定的被測(cè)量規(guī)定的被測(cè)量并按照并按照一定的規(guī)律一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成成可用輸出信號(hào)可用輸出信號(hào)的器件或裝置的器件或裝置”。 這一定義包含了幾個(gè)方面的含義：這一定義包含了幾個(gè)方面的含義： 傳感器是測(cè)量裝置，能完成測(cè)量任務(wù)；傳感器是測(cè)量裝置，能完成測(cè)量任務(wù)； 它的輸入量是某一被測(cè)量，可能是物理量、也可能是化學(xué)量、它的輸入量是某一被測(cè)量，可能是物理量、也可能是化學(xué)量、生物量等；生物量等； 它的輸出量是某一物理量，這種量要便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理和它的輸出量是某

14、一物理量，這種量要便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理和顯示等，這就是所謂的顯示等，這就是所謂的“可用信號(hào)可用信號(hào)”的含義；的含義； 輸出與輸入有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這種關(guān)系要有一定的規(guī)律。根輸出與輸入有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這種關(guān)系要有一定的規(guī)律。根據(jù)字義可以理解傳感器為據(jù)字義可以理解傳感器為一感二傳一感二傳，即感受信息并傳遞出去。，即感受信息并傳遞出去。1.3 1.3 傳感器的定義與組成傳感器的定義與組成被測(cè)非電量被測(cè)非電量電量電量敏感元件敏感元件轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路它是直接感受被測(cè)量，并輸出與它是直接感受被測(cè)量，并輸出與被測(cè)量構(gòu)成有確定關(guān)系、更易于被測(cè)量構(gòu)成有確定關(guān)系、更易于轉(zhuǎn)換的某一物理量的元件。轉(zhuǎn)

15、換的某一物理量的元件。 將敏感元件感受將敏感元件感受或響應(yīng)的被測(cè)量或響應(yīng)的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成適于傳輸轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測(cè)量的電信號(hào)或測(cè)量的電信號(hào)把轉(zhuǎn)換元件輸把轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號(hào)變出的電信號(hào)變換為便于處理、換為便于處理、顯示、記錄、顯示、記錄、控制和傳輸?shù)目刂坪蛡鬏數(shù)目捎秒娦盘?hào)可用電信號(hào)敏感敏感元件元件轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換元件元件電源電源1.3.2 傳感器的組成返回本章目錄1.3.2 1.3.2 傳感器的組成傳感器的組成 并并不是不是所有的傳感器必須所有的傳感器必須包括敏感元件和轉(zhuǎn)換元件包括敏感元件和轉(zhuǎn)換元件。 如果如果敏感元件敏感元件直接輸出直接輸出的是的是電量電量，它就同時(shí)，它就同時(shí)兼為轉(zhuǎn)換元件兼為轉(zhuǎn)換元件

16、如果如果轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換元件能直接感受被測(cè)量能直接感受被測(cè)量而而輸出與之成一定關(guān)系的電量輸出與之成一定關(guān)系的電量， 它就同時(shí)它就同時(shí)兼為敏感元件兼為敏感元件。例如壓電晶體、熱電偶、熱敏感電阻。例如壓電晶體、熱電偶、熱敏感電阻 及光電器件等。敏感元件與轉(zhuǎn)換元件兩者合二為一的傳感器是及光電器件等。敏感元件與轉(zhuǎn)換元件兩者合二為一的傳感器是 很多的。很多的。1.3.2 1.3.2 傳感器的組成傳感器的組成常用的分類(lèi)方法有兩種：常用的分類(lèi)方法有兩種：u 一種是按被測(cè)輸入量來(lái)分一種是按被測(cè)輸入量來(lái)分.u 另一種是按傳感器的工作原理來(lái)分另一種是按傳感器的工作原理來(lái)分.1.4 1.4 傳感器的分類(lèi)傳感器的分類(lèi)u這

17、種分類(lèi)方法把種類(lèi)繁多的被測(cè)量分為這種分類(lèi)方法把種類(lèi)繁多的被測(cè)量分為基本被測(cè)量基本被測(cè)量和和派生被派生被測(cè)量測(cè)量。例如力可視為基本被測(cè)量，從力可派生出壓力、重量、。例如力可視為基本被測(cè)量，從力可派生出壓力、重量、應(yīng)力和力矩等派生被測(cè)量。當(dāng)需要測(cè)量這些被測(cè)量時(shí)，只要應(yīng)力和力矩等派生被測(cè)量。當(dāng)需要測(cè)量這些被測(cè)量時(shí)，只要采用力傳感器就可以了。了解基本被測(cè)量和派生被測(cè)量的關(guān)采用力傳感器就可以了。了解基本被測(cè)量和派生被測(cè)量的關(guān)系，對(duì)于系統(tǒng)使用何種傳感器是很有幫助的。系，對(duì)于系統(tǒng)使用何種傳感器是很有幫助的。1.4.1 1.4.1 按被測(cè)物理量分類(lèi)按被測(cè)物理量分類(lèi)這種分類(lèi)這種分類(lèi):u 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：比較明確地表達(dá)

18、了：比較明確地表達(dá)了傳感器的用途傳感器的用途，便于使用者根據(jù)，便于使用者根據(jù)其用途選用。其用途選用。u 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：沒(méi)有區(qū)分每種傳感器在轉(zhuǎn)換機(jī)理上有何共性和差：沒(méi)有區(qū)分每種傳感器在轉(zhuǎn)換機(jī)理上有何共性和差異，異，不便于使用者掌握其基本原理及分析方法不便于使用者掌握其基本原理及分析方法。表表1-1 1-1 基本被測(cè)量和派生被測(cè)量基本被測(cè)量和派生被測(cè)量基本被測(cè)量基本被測(cè)量派生被測(cè)量派生被測(cè)量基本被測(cè)量基本被測(cè)量派生被測(cè)量派生被測(cè)量位移位移線位移線位移長(zhǎng)度、厚度、應(yīng)變、振動(dòng)、長(zhǎng)度、厚度、應(yīng)變、振動(dòng)、磨損、平面度磨損、平面度力力壓力壓力重量、應(yīng)力、力矩重量、應(yīng)力、力矩角位移角位移旋轉(zhuǎn)角、偏轉(zhuǎn)角、角振動(dòng)旋轉(zhuǎn)

19、角、偏轉(zhuǎn)角、角振動(dòng)時(shí)間時(shí)間頻率頻率周期、記數(shù)、周期、記數(shù)、統(tǒng)計(jì)分布統(tǒng)計(jì)分布速度速度線速度線速度速度、振動(dòng)、流量、動(dòng)量速度、振動(dòng)、流量、動(dòng)量溫度溫度熱容、氣體速度、熱容、氣體速度、渦流渦流角速度角速度轉(zhuǎn)速、角振動(dòng)、角動(dòng)量轉(zhuǎn)速、角振動(dòng)、角動(dòng)量光光光通量與密度、光通量與密度、光譜分布光譜分布加速度加速度線加速度線加速度振動(dòng)、沖擊、質(zhì)量振動(dòng)、沖擊、質(zhì)量濕度濕度水分、水氣、露點(diǎn)水分、水氣、露點(diǎn)角加速度角加速度角振動(dòng)、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量角振動(dòng)、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量1.4.1 1.4.1 按被測(cè)物理量分類(lèi)按被測(cè)物理量分類(lèi)u 這一種分類(lèi)方法是以這一種分類(lèi)方法是以工作原理劃分工作原理劃分，基于電磁原理和基于電磁原理和 固

20、體物理學(xué)理論。固體物理學(xué)理論。 如如根據(jù)變電阻的原理根據(jù)變電阻的原理, ,相應(yīng)的有電位器式、應(yīng)變相應(yīng)的有電位器式、應(yīng)變 式傳感器式傳感器; ; 根據(jù)變磁阻的原理根據(jù)變磁阻的原理, ,相應(yīng)的有電感式、差動(dòng)變壓相應(yīng)的有電感式、差動(dòng)變壓 器式、電渦流式傳感器器式、電渦流式傳感器; ; 根據(jù)半導(dǎo)體根據(jù)半導(dǎo)體有關(guān)理論有關(guān)理論, ,相應(yīng)的有半導(dǎo)體力敏、熱相應(yīng)的有半導(dǎo)體力敏、熱 敏、光敏、氣敏等固態(tài)傳感器。敏、光敏、氣敏等固態(tài)傳感器。1.4.2 1.4.2 按傳感器工作原理分類(lèi)按傳感器工作原理分類(lèi)u電學(xué)式傳感器常用的有電學(xué)式傳感器常用的有: 電阻式傳感器電阻式傳感器利用利用變阻器變阻器將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換成電阻

21、信號(hào)將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換成電阻信號(hào)的原理制成的原理制成。 電容式傳感器電容式傳感器利用利用改變電容的幾何尺寸改變電容的幾何尺寸或或改變介質(zhì)的性質(zhì)和含量改變介質(zhì)的性質(zhì)和含量，從，從 而而使電容量發(fā)生變化使電容量發(fā)生變化的原理制成的。的原理制成的。 電感式傳感器電感式傳感器利用利用改變磁路幾何尺寸、磁體位置來(lái)改變電感或互感改變磁路幾何尺寸、磁體位置來(lái)改變電感或互感的的 電感量或壓磁效應(yīng)原理制成的。電感量或壓磁效應(yīng)原理制成的。 磁電式傳感器磁電式傳感器利用利用電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)原理原理，把被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換成電量而制成。，把被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換成電量而制成。 電渦流式傳感器電渦流式傳感器利用利用金屬在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)切割

22、磁力線，在金屬內(nèi)形成金屬在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)切割磁力線，在金屬內(nèi)形成渦渦 流流的原理而制成。的原理而制成。例：例： 電學(xué)式傳感器電學(xué)式傳感器u 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是對(duì)傳感器的工作原理表達(dá)的比較清楚，是對(duì)傳感器的工作原理表達(dá)的比較清楚，而且類(lèi)別少，使傳感器的研究與信號(hào)調(diào)理電路直而且類(lèi)別少，使傳感器的研究與信號(hào)調(diào)理電路直接相關(guān)，有利于傳感器專(zhuān)業(yè)工作者對(duì)傳感器進(jìn)行接相關(guān)，有利于傳感器專(zhuān)業(yè)工作者對(duì)傳感器進(jìn)行深入的研究分析。深入的研究分析。u 缺點(diǎn)缺點(diǎn)是不便于使用者根據(jù)用途選用。是不便于使用者根據(jù)用途選用。 1.4.2 1.4.2 按傳感器工作原理分類(lèi)按傳感器工作原理分類(lèi)u按按能量能量分類(lèi)分類(lèi)有源傳感器和無(wú)源傳感器有源傳

23、感器和無(wú)源傳感器；u按按輸出信號(hào)的性質(zhì)輸出信號(hào)的性質(zhì)分類(lèi)分類(lèi)模擬式和數(shù)字式模擬式和數(shù)字式傳感器。傳感器。數(shù)字式傳感器輸出為數(shù)字量，便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)用，數(shù)字式傳感器輸出為數(shù)字量，便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)用，且抗干擾性較強(qiáng)，例如盤(pán)式角度數(shù)字傳感器，光柵且抗干擾性較強(qiáng)，例如盤(pán)式角度數(shù)字傳感器，光柵傳感器等。傳感器等。u按按被測(cè)量分類(lèi)介紹被測(cè)量分類(lèi)介紹，每一類(lèi)下面再按不同工作原理每一類(lèi)下面再按不同工作原理的分析的分析，重點(diǎn)講述各種傳感器的用途，使讀者學(xué)會(huì)，重點(diǎn)講述各種傳感器的用途，使讀者學(xué)會(huì)使用傳感器，進(jìn)一步去開(kāi)發(fā)新型傳感器。使用傳感器，進(jìn)一步去開(kāi)發(fā)新型傳感器。返回本章目錄1.4.31.4.3其他分類(lèi)方法其他分類(lèi)

24、方法傳感器代號(hào)的標(biāo)記方法傳感器代號(hào)的標(biāo)記方法u 一般規(guī)定用大寫(xiě)漢字拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字構(gòu)成傳感器完整代號(hào)。一般規(guī)定用大寫(xiě)漢字拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字構(gòu)成傳感器完整代號(hào)。u 傳感器完整代號(hào)應(yīng)包括以下四個(gè)部分：傳感器完整代號(hào)應(yīng)包括以下四個(gè)部分：(1)主稱(chēng)（傳感器主稱(chēng)（傳感器); (2)被測(cè)量被測(cè)量; (3)轉(zhuǎn)換原理轉(zhuǎn)換原理; (4)序號(hào)。四部分代號(hào)格式為：序號(hào)。四部分代號(hào)格式為：在被測(cè)量、轉(zhuǎn)換原理、序號(hào)三部分代號(hào)之間有連字符在被測(cè)量、轉(zhuǎn)換原理、序號(hào)三部分代號(hào)之間有連字符“-”連接。連接。例例1：應(yīng)變式位移傳感器，代號(hào)為：應(yīng)變式位移傳感器，代號(hào)為：CWY-YB-10；例例2：光纖壓力傳感器，代號(hào)為：光纖

25、壓力傳感器，代號(hào)為：CY-GQ-1；例例3：溫度傳感器，代號(hào)為：溫度傳感器，代號(hào)為：CW-01A；例例4：電容式加速度傳感器，代號(hào)為：電容式加速度傳感器，代號(hào)為：CA-DR-2。u 有少數(shù)代號(hào)用其英文的第一個(gè)字母表示，如加速度用有少數(shù)代號(hào)用其英文的第一個(gè)字母表示，如加速度用“A”表示表示。u傳感器的基本特性，即傳感器的基本特性，即輸入輸入輸出特性輸出特性 動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性-被測(cè)量隨時(shí)間快速變化時(shí)傳感器被測(cè)量隨時(shí)間快速變化時(shí)傳感器 輸入與輸出間的關(guān)系。輸入與輸出間的關(guān)系。 動(dòng)特性取決于傳感器的本身及輸動(dòng)特性取決于傳感器的本身及輸 入信號(hào)的形式。入信號(hào)的形式。 靜態(tài)特性靜態(tài)特性-被測(cè)量不隨時(shí)間變化

26、或隨時(shí)間變化被測(cè)量不隨時(shí)間變化或隨時(shí)間變化 緩慢時(shí)輸入與輸出間的關(guān)系。緩慢時(shí)輸入與輸出間的關(guān)系。 表征靜態(tài)特征的指標(biāo)有：線性度、靈表征靜態(tài)特征的指標(biāo)有：線性度、靈 敏度、重復(fù)性等。敏度、重復(fù)性等。傳傳感感器器的的基基本本特特性性1.5 1.5 傳感器的基本特性傳感器的基本特性靜態(tài)測(cè)量靜態(tài)測(cè)量1.5 1.5 傳感器的基本特性傳感器的基本特性緩慢變化的測(cè)量緩慢變化的測(cè)量-靜態(tài)測(cè)量靜態(tài)測(cè)量動(dòng)態(tài)測(cè)量動(dòng)態(tài)測(cè)量1.5 1.5 傳感器的基本特性傳感器的基本特性1.6 1.6 傳感器的性能指標(biāo)及選用原則傳感器的性能指標(biāo)及選用原則基基本本參參數(shù)數(shù)測(cè)量范圍測(cè)量范圍在允許誤差范圍內(nèi)傳感器的被測(cè)量值范圍在允許誤差范圍

27、內(nèi)傳感器的被測(cè)量值范圍量程量程測(cè)量范圍上限與下限值之差測(cè)量范圍上限與下限值之差過(guò)載能力過(guò)載能力允許超過(guò)測(cè)量范圍的能力允許超過(guò)測(cè)量范圍的能力靈敏度靈敏度靈敏度、分辨力、滿(mǎn)量程輸出靈敏度、分辨力、滿(mǎn)量程輸出靜態(tài)精度靜態(tài)精度精確度、線性度、重復(fù)性精確度、線性度、重復(fù)性、遲滯、靈敏度誤差、遲滯、靈敏度誤差、穩(wěn)定性穩(wěn)定性動(dòng)態(tài)性能動(dòng)態(tài)性能頻率特性頻率特性階躍特性階躍特性環(huán)環(huán)境境參參數(shù)數(shù)溫度溫度工作溫度范圍、溫度誤差工作溫度范圍、溫度誤差/飄移飄移/系數(shù)系數(shù)振動(dòng)、沖擊振動(dòng)、沖擊振動(dòng)、沖擊所允許引入的誤差振動(dòng)、沖擊所允許引入的誤差其它其它抗潮濕、抗介質(zhì)腐蝕能力抗潮濕、抗介質(zhì)腐蝕能力可靠性可靠性工作壽命、平均無(wú)

28、故障時(shí)間工作壽命、平均無(wú)故障時(shí)間使用條件使用條件電源、氣源、尺寸、重量、備件、安裝方式電源、氣源、尺寸、重量、備件、安裝方式經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性?xún)r(jià)格、價(jià)格價(jià)格、價(jià)格/性能比性能比u測(cè)量范圍測(cè)量范圍 傳感器所能測(cè)量的傳感器所能測(cè)量的最大被測(cè)量最大被測(cè)量（輸入量）的數(shù)值稱(chēng)（輸入量）的數(shù)值稱(chēng)為為測(cè)量上限，最小被測(cè)量測(cè)量上限，最小被測(cè)量稱(chēng)為稱(chēng)為測(cè)量下限測(cè)量下限，上限與下限之間的區(qū)，上限與下限之間的區(qū)間，則稱(chēng)為間，則稱(chēng)為測(cè)量范圍測(cè)量范圍。u量程量程測(cè)量上限與下限的測(cè)量上限與下限的代數(shù)差代數(shù)差,即即：量程量程=測(cè)量上限值測(cè)量上限值-測(cè)量測(cè)量下限值。下限值。 u過(guò)載能力過(guò)載能力在不致引起傳感器的規(guī)定性能指標(biāo)永久改變

29、的條在不致引起傳感器的規(guī)定性能指標(biāo)永久改變的條件下，傳感器允許超過(guò)其測(cè)量范圍的能力。過(guò)載能力通常用其件下，傳感器允許超過(guò)其測(cè)量范圍的能力。過(guò)載能力通常用其允許超過(guò)測(cè)量上限（或下限）的被測(cè)量值與量程的百分比表示。允許超過(guò)測(cè)量上限（或下限）的被測(cè)量值與量程的百分比表示。 1. 1. 測(cè)量范圍和量程測(cè)量范圍和量程例如：例如：u測(cè)量范圍為測(cè)量范圍為0 0+10N+10N，量程為，量程為10N10N；u測(cè)量范圍為測(cè)量范圍為-20-20+20+20，量程為，量程為4040；u測(cè)量范圍為測(cè)量范圍為-5-5+10g+10g，量程為，量程為15g15g；u測(cè)量范圍為測(cè)量范圍為1001001000Pa1000Pa

30、，量程為，量程為900Pa900Pa；u通過(guò)測(cè)量范圍，可以知道傳感器的通過(guò)測(cè)量范圍，可以知道傳感器的測(cè)量上限與下限測(cè)量上限與下限，以，以便正確使用傳感器；通過(guò)量程，可以知道傳感器的便正確使用傳感器；通過(guò)量程，可以知道傳感器的滿(mǎn)量程滿(mǎn)量程輸入值輸入值，而其對(duì)應(yīng)的滿(mǎn)量程輸出值，乃是決定傳感器性能，而其對(duì)應(yīng)的滿(mǎn)量程輸出值，乃是決定傳感器性能的一個(gè)重要數(shù)據(jù)。的一個(gè)重要數(shù)據(jù)。而如果只給出量程而如果只給出量程, ,卻無(wú)法確定其上下限卻無(wú)法確定其上下限及測(cè)量范圍。及測(cè)量范圍。 1. 1. 測(cè)量范圍和量程測(cè)量范圍和量程圖圖1-11 測(cè)量上下限、量程、滿(mǎn)量程輸出值測(cè)量上下限、量程、滿(mǎn)量程輸出值1. 1. 測(cè)量范

31、圍和量程測(cè)量范圍和量程2. 2. 靈敏度和分辨率靈敏度和分辨率u 靈敏度靈敏度：是傳感器的輸出變化量：是傳感器的輸出變化量Y 與輸入變化量與輸入變化量X 之比，之比， 記為記為K0 。表示傳感器對(duì)被測(cè)物理量變化的反應(yīng)能力。表示傳感器對(duì)被測(cè)物理量變化的反應(yīng)能力。u 分辨率：靈敏度的一種反映，表示儀表輸出能響應(yīng)和分辨的分辨率：靈敏度的一種反映，表示儀表輸出能響應(yīng)和分辨的 最小輸入量，又稱(chēng)靈敏限。最小輸入量，又稱(chēng)靈敏限。 靈敏度高的儀表一定分辨率高（充分條件）靈敏度高的儀表一定分辨率高（充分條件） 分辨率高的儀表不一定靈敏度高（非必要條件）分辨率高的儀表不一定靈敏度高（非必要條件） 原因：原因：分辨

32、率高的儀表，如分辨率高的儀表，如量程也很小，則靈敏度也不量程也很小，則靈敏度也不高。高。u 兩者關(guān)系：兩者關(guān)系：u 靈敏度的計(jì)算：靈敏度的計(jì)算： K0 = Y / X K0 = k1k2kn（傳感器有多個(gè)組成環(huán)節(jié)，為（傳感器有多個(gè)組成環(huán)節(jié)，為 K0 總靈敏度）總靈敏度） 靈敏度具有可傳遞性，首尾串聯(lián)的多儀表系統(tǒng)總靈敏度是靈敏度具有可傳遞性，首尾串聯(lián)的多儀表系統(tǒng)總靈敏度是各儀表靈敏度的乘積。各儀表靈敏度的乘積。u 靈敏度是有量綱的物理量。表示對(duì)應(yīng)固定輸入量的輸出值。靈敏度是有量綱的物理量。表示對(duì)應(yīng)固定輸入量的輸出值。例如，某位移傳感器靈敏度為例如，某位移傳感器靈敏度為100mV/mm，表示該傳感

33、器對(duì)應(yīng)，表示該傳感器對(duì)應(yīng)1mm的位移變化就有的位移變化就有100mV的輸出電壓變化。的輸出電壓變化。 2. 2. 靈敏度和分辨率靈敏度和分辨率靈敏度表征傳感器對(duì)輸入量變化的反應(yīng)能力靈敏度表征傳感器對(duì)輸入量變化的反應(yīng)能力 (a) (a) 線性傳感器線性傳感器 (b) (b) 非線性傳感器非線性傳感器 2. 2. 靈敏度和分辨率靈敏度和分辨率2. 2. 靈敏度和分辨率靈敏度和分辨率u 一般靈敏度越高越好，因?yàn)橐话沆`敏度越高越好，因?yàn)殪`敏度越高，傳感器靈敏度越高，傳感器所能感知的變化量越小所能感知的變化量越小，即被測(cè)量稍有微小變化，即被測(cè)量稍有微小變化傳感器就有較大輸出。傳感器就有較大輸出。u 但是

34、，靈敏度越高，但是，靈敏度越高，與測(cè)量無(wú)關(guān)的外界噪聲也容易與測(cè)量無(wú)關(guān)的外界噪聲也容易混入混入，并且噪聲也會(huì)被放大系統(tǒng)放大。，并且噪聲也會(huì)被放大系統(tǒng)放大。 為此，要求信噪比愈大愈好，傳感器抗干擾能力強(qiáng)，為此，要求信噪比愈大愈好，傳感器抗干擾能力強(qiáng)，本身噪聲小。本身噪聲小。2. 2. 靈敏度和分辨率靈敏度和分辨率根據(jù)靈敏度的所作的選取原則：根據(jù)靈敏度的所作的選取原則：u線性度線性度-傳感器輸出量與輸入量之間的實(shí)際關(guān)系曲線傳感器輸出量與輸入量之間的實(shí)際關(guān)系曲線偏離理偏離理論擬合直線論擬合直線的程度的程度，又稱(chēng)非線性誤差。線性度可用下式表示為，又稱(chēng)非線性誤差。線性度可用下式表示為 max.100%LF

35、 Sey .max0F Syyy(1-6)實(shí)際曲線與擬合直實(shí)際曲線與擬合直線之間的最大偏差線之間的最大偏差滿(mǎn)量程輸滿(mǎn)量程輸出平均值出平均值最大輸出平均值最大輸出平均值最小輸出平均值最小輸出平均值3. 3. 線性度線性度u 線性度是以擬合直線作為基準(zhǔn)來(lái)確定的，擬合方法不同，線性度是以擬合直線作為基準(zhǔn)來(lái)確定的，擬合方法不同， 線性度的大小也不同。線性度的大小也不同。u 常用的擬合方法有常用的擬合方法有理論直線法、端點(diǎn)連線法、割線法、最小理論直線法、端點(diǎn)連線法、割線法、最小 二乘法二乘法等。等。u 端點(diǎn)連線法端點(diǎn)連線法簡(jiǎn)單直觀，應(yīng)用比較廣泛，但沒(méi)有考慮所有測(cè)量簡(jiǎn)單直觀，應(yīng)用比較廣泛，但沒(méi)有考慮所有測(cè)

36、量 數(shù)據(jù)的分布，擬合精度較低。數(shù)據(jù)的分布，擬合精度較低。u 最小二乘法最小二乘法擬合精度最高，但計(jì)算繁瑣，需要借助計(jì)算機(jī)來(lái)擬合精度最高，但計(jì)算繁瑣，需要借助計(jì)算機(jī)來(lái) 完成。完成。3. 3. 線性度線性度3. 3. 線性度線性度嚴(yán)格地說(shuō)嚴(yán)格地說(shuō),被測(cè)真值只是一個(gè)理論值被測(cè)真值只是一個(gè)理論值,因?yàn)闊o(wú)論采用何種傳感器因?yàn)闊o(wú)論采用何種傳感器,測(cè)得的值都有誤差。測(cè)得的值都有誤差。3. 3. 線性度線性度u 絕對(duì)誤差：示值與公認(rèn)的約定真值之差稱(chēng)為絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差：示值與公認(rèn)的約定真值之差稱(chēng)為絕對(duì)誤差, ,也就是也就是 通常所指的誤差。通常所指的誤差。絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差= =示值示值- -約定真值約定真值u

37、相對(duì)誤差：絕對(duì)誤差與約定真值之比稱(chēng)為相對(duì)誤差相對(duì)誤差：絕對(duì)誤差與約定真值之比稱(chēng)為相對(duì)誤差,常用百分?jǐn)?shù)常用百分?jǐn)?shù) 表示表示,即即100%u 引用誤差：儀表量程取代約定真值則得到引用誤差。引用誤差：儀表量程取代約定真值則得到引用誤差。100%可能造成傳感器誤差的來(lái)源很多可能造成傳感器誤差的來(lái)源很多,但基本上可分為五種類(lèi)型但基本上可分為五種類(lèi)型: :介入誤差、應(yīng)用誤差、特性參數(shù)誤差、動(dòng)態(tài)誤差及環(huán)境誤介入誤差、應(yīng)用誤差、特性參數(shù)誤差、動(dòng)態(tài)誤差及環(huán)境誤差。差。 3. 3. 線性度線性度 線性范圍（線性范圍（線性誤差不超過(guò)規(guī)定值的被測(cè)量變化范圍線性誤差不超過(guò)規(guī)定值的被測(cè)量變化范圍）俞寬，）俞寬，表明傳感器

38、的工作量程大并工作在線性區(qū)域內(nèi)。任何傳感器都表明傳感器的工作量程大并工作在線性區(qū)域內(nèi)。任何傳感器都容易保證絕對(duì)線性。某些情況下，在許可限度內(nèi)，也可以再其容易保證絕對(duì)線性。某些情況下，在許可限度內(nèi)，也可以再其近似線性區(qū)域應(yīng)用。近似線性區(qū)域應(yīng)用。選用時(shí)必須考慮被測(cè)物理量的變化范圍，選用時(shí)必須考慮被測(cè)物理量的變化范圍，令其非線性誤差在允許范圍內(nèi)。令其非線性誤差在允許范圍內(nèi)。根據(jù)線性度的所作的選取原則：根據(jù)線性度的所作的選取原則：u重復(fù)性重復(fù)性-傳感器在傳感器在輸入量按同一方向作全量程輸入量按同一方向作全量程多次多次測(cè)試時(shí)，測(cè)試時(shí)，所得特性曲線不一致性的程度所得特性曲線不一致性的程度，如圖所示，如圖所

39、示。max.100%RF Sey u多次測(cè)試的不重復(fù)誤差，多次測(cè)試的不重復(fù)誤差，多次測(cè)試的曲線越重合，多次測(cè)試的曲線越重合，其重復(fù)性越好其重復(fù)性越好。輸出最大不輸出最大不重復(fù)誤差重復(fù)誤差滿(mǎn)量程輸出滿(mǎn)量程輸出平均值平均值4. 4. 重復(fù)性與再現(xiàn)性重復(fù)性與再現(xiàn)性4. 4. 重復(fù)性與再現(xiàn)性重復(fù)性與再現(xiàn)性 不重復(fù)性主要由傳感器的機(jī)械部分的不重復(fù)性主要由傳感器的機(jī)械部分的磨損、間隙、松動(dòng)、磨損、間隙、松動(dòng)、 部件的內(nèi)摩擦、積塵、電路老化、工作點(diǎn)漂移部件的內(nèi)摩擦、積塵、電路老化、工作點(diǎn)漂移等原因產(chǎn)生。等原因產(chǎn)生。u 再現(xiàn)性：再現(xiàn)性：指指不同時(shí)間以相同條件測(cè)量不同時(shí)間以相同條件測(cè)量同一被測(cè)量所得測(cè)同一被測(cè)量

40、所得測(cè) 量結(jié)果的一致性程度。量結(jié)果的一致性程度。 包括儀表實(shí)際上升曲線和實(shí)際下降曲線之間的最大離散包括儀表實(shí)際上升曲線和實(shí)際下降曲線之間的最大離散 程度。程度。u遲滯現(xiàn)象遲滯現(xiàn)象-傳感器在傳感器在正向行程正向行程( (輸入量增大輸入量增大) )和和反向行程反向行程( (輸入輸入量減小量減小) )期間，輸出期間，輸出輸入特性曲線不一致的程度。輸入特性曲線不一致的程度。maxmax.100%100%2HHF SF Seeyy 或u遲滯反映了傳感器機(jī)械部分不可避免的缺陷，如遲滯反映了傳感器機(jī)械部分不可避免的缺陷，如軸承摩擦、軸承摩擦、間隙、螺釘松動(dòng)、元件腐蝕或碎裂、材料內(nèi)摩擦、積塵間隙、螺釘松動(dòng)、元

41、件腐蝕或碎裂、材料內(nèi)摩擦、積塵等。等。最大滯環(huán)誤差最大滯環(huán)誤差 遲滯特性遲滯特性5. 5. 遲滯現(xiàn)象遲滯現(xiàn)象u 穩(wěn)定性有穩(wěn)定性有短期穩(wěn)定性短期穩(wěn)定性和和長(zhǎng)期穩(wěn)定性長(zhǎng)期穩(wěn)定性之分。之分。u 傳感器常用傳感器常用長(zhǎng)期穩(wěn)定性長(zhǎng)期穩(wěn)定性表示，它是指在室溫條件下表示，它是指在室溫條件下, ,經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò) 相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間間隔，傳感器的相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間間隔，傳感器的輸出與起始標(biāo)定時(shí)的輸出之輸出與起始標(biāo)定時(shí)的輸出之 間的差異間的差異。通常又用其不穩(wěn)定度來(lái)表征其輸出的穩(wěn)定度。通常又用其不穩(wěn)定度來(lái)表征其輸出的穩(wěn)定度。u 影響傳感器穩(wěn)定性的因素是時(shí)間和環(huán)境，為保證穩(wěn)定影響傳感器穩(wěn)定性的因素是時(shí)間和環(huán)境，為保證穩(wěn)定 性，在選定

42、傳感器之前，應(yīng)對(duì)使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，以選擇性，在選定傳感器之前，應(yīng)對(duì)使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，以選擇 較合適的傳感器類(lèi)型。較合適的傳感器類(lèi)型。6. 6. 穩(wěn)定性穩(wěn)定性7. 7. 精確度精確度u 精確度：精確度：表示傳感器的表示傳感器的輸出結(jié)果與被測(cè)量的實(shí)際值輸出結(jié)果與被測(cè)量的實(shí)際值（真值（真值或約定真值）之間的或約定真值）之間的符合程度符合程度。 精確度：正確度精密度精確度：正確度精密度 通常用通常用精度等級(jí)精度等級(jí)來(lái)表示精確度的高低。來(lái)表示精確度的高低。 精度等級(jí)：精度等級(jí)：用允許的最大引用誤差去掉百分號(hào)用允許的最大引用誤差去掉百分號(hào)(%)(%)后的數(shù)字后的數(shù)字來(lái)劃分等級(jí)。按工業(yè)規(guī)定來(lái)劃分等級(jí)。按工業(yè)

43、規(guī)定, ,精確度劃分成若干等級(jí)精確度劃分成若干等級(jí), , 如如0.10.1級(jí)、級(jí)、0.20.2級(jí)、級(jí)、0.50.5級(jí)、級(jí)、1.01.0級(jí)、級(jí)、1.51.5級(jí)、級(jí)、2.52.5級(jí)等。精度等級(jí)的數(shù)字越小級(jí)等。精度等級(jí)的數(shù)字越小, ,精度越高。精度越高。 一種常見(jiàn)的做法是一種常見(jiàn)的做法是: :綜合考慮室溫下傳感器的線性度、滯后綜合考慮室溫下傳感器的線性度、滯后（遲滯、回差）及重復(fù)性三方面的誤差（遲滯、回差）及重復(fù)性三方面的誤差, ,按下式計(jì)算出傳感器的按下式計(jì)算出傳感器的精度精度: :7. 7. 精確度精確度u 精度等級(jí)的數(shù)字越小，精度越高，價(jià)格越貴，應(yīng)從實(shí)際出發(fā)精度等級(jí)的數(shù)字越小，精度越高，價(jià)格越貴，應(yīng)從實(shí)際出發(fā)來(lái)選擇傳感器。來(lái)選擇傳感器。 定性分析定性分析 側(cè)重經(jīng)濟(jì)性，不需精度太高的傳感器，只需獲得側(cè)重經(jīng)濟(jì)性，不需精度太高的傳感器，只需獲得相對(duì)比較值。相對(duì)比較值。 定量分析定量分析 必須獲取精確量值，要求傳感器精度足夠高。必須獲取精確量值，要求傳感器精度足夠高。u 動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性：在動(dòng)態(tài)：在動(dòng)態(tài)( (快速變化快速變化) )的輸入信號(hào)作用下，要求的輸入信號(hào)作用下，要求傳感器不僅能精確地測(cè)量信號(hào)的幅值大小，而且能傳感器不僅能精確地測(cè)量信號(hào)的幅值大小，而且能測(cè)量測(cè)量出信號(hào)變化的過(guò)程出信號(hào)變化的過(guò)程。這就要求傳感器能。這就要求傳感器能迅速準(zhǔn)確迅速準(zhǔn)確地地響應(yīng)響應(yīng)和再現(xiàn)和再現(xiàn)被測(cè)信號(hào)的變化