第二講傳感器的能量變換與信號(hào)變換

1、第二講第二講 傳感器的能量變換傳感器的能量變換與信號(hào)變換與信號(hào)變換溫度上升紅外輻射；體積膨脹；電導(dǎo)率變化；磁導(dǎo)率變化；熱電勢(shì)；接觸電勢(shì)；PN結(jié)熱性體積變形INFORMATION & ENERGY一、信息和能量密切相關(guān)：信息需用一定的能量或物質(zhì)形式來(lái)表示其確定含義熱信息流與能量流一致絕對(duì)一致：力、壓力、溫度 實(shí)質(zhì)一致：V-I測(cè)溫、雷達(dá)探測(cè)傳感器傳遞的信息與能量關(guān)系被測(cè)對(duì)象的物理狀態(tài)與某種形式的能量有關(guān)，從被測(cè)對(duì)象的狀態(tài)所獲得的信息中，可以確定傳感器得到的能量與信息的相互關(guān)系；例如熱電偶測(cè)溫。被測(cè)對(duì)象的物理狀態(tài)與能量無(wú)關(guān)。為了測(cè)量，需對(duì)被測(cè)對(duì)象施加一定能量，根據(jù)其響應(yīng)情況獲得被測(cè)對(duì)象的信息

2、；例如光電、超聲波測(cè)距。傳感器傳遞信息的SIMPSON公式傳感器是一種能量變換器能量變換不是目的；變換效率非但不重要，而且，為了不影響被測(cè)對(duì)象，要求傳感器從被測(cè)對(duì)象獲得的能量越小越好。Simpson公式（變換效率）：I0/Ii1I0:傳感器輸出信息；Ii:傳感器輸入信息MEASURAND AND ENERGY TRANSMATION示容變量：容納多少或物質(zhì)形態(tài)。物理量示強(qiáng)變量：作用程度。示容變量舉例：長(zhǎng)度、面積、體積、位移、速度、電荷量等與空間的分布成比例。示強(qiáng)變量舉例：力、壓力、溫度、電壓等。示容變量與示強(qiáng)變量組合之積對(duì)應(yīng)于某種能量；例如力與距離，電壓與電荷。傳感器示容變量輸入示強(qiáng)變量示強(qiáng)變

3、量輸出示容變量舉例1：熱電偶測(cè)溫TT0熱電偶熱電偶溫差熱流電流電壓溫差溫差熱流熱能；電流熱流熱能；電流電壓電功率電壓電功率舉例2：氣體壓力測(cè)量Pr1r2膜片dVEVr1r2R1R2能量變換與誤差傳感器從被測(cè)對(duì)象獲取能量，對(duì)被測(cè)對(duì)象的狀態(tài)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致誤差。例如熱電偶測(cè)溫。傳感器輸出端的負(fù)載從傳感器索取能量造成誤差。傳感器的輸入與輸出阻抗特性輸入特性：輸出特性：Zi=輸入示強(qiáng)變量輸入示容變量=Xx=X 2WWx2=Zo=輸出開路電壓輸出短路電流W示強(qiáng)變量：Zi 示容變量：Zi 傳感器的能量類型能量變換型：發(fā)電型或無(wú)源變換型，傳感器輸出端的能量由被測(cè)對(duì)象提供的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)。（熱電偶、光電池、壓電傳感器）能量控制型：參量型或有源型，其輸出能量由外加電源供給。（電阻式、電感式、電容式、霍爾式、諧振式、某些光電式）傳感器信號(hào)變換模擬變換：傳感器應(yīng)用與信號(hào)變換有關(guān)的物理定律或效應(yīng)，將輸入被測(cè)量（連續(xù)量）轉(zhuǎn)換成與之一一對(duì)應(yīng)的輸出量，或轉(zhuǎn)換成高頻信號(hào)的幅值（或頻率、相位）量。數(shù)字變換：輸出離散值（莫爾干涉條紋、激光干涉測(cè)量、光電碼盤、頻率），抗干擾能力強(qiáng)，方便計(jì)算機(jī)處理。意大利佛羅倫薩思考題傳感器的信息流與能量流方向是否一致？請(qǐng)給出實(shí)例說(shuō)明。結(jié)合熱電偶測(cè)溫，分析