傳感器與檢測技術(第3版)[謝志萍]02

1、第第2章章 傳感器的基本概念傳感器的基本概念電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社傳感器與檢測技術傳感器與檢測技術2.1 傳感器的定義與組成傳感器的定義與組成傳感器是一種能感受規(guī)定的被測量，并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。常用傳感器的輸出信號多為易于處理的電量，如電壓、電流和頻率等。傳感器與檢測技術傳感器與檢測技術2.2 傳感器的分類傳感器的分類傳感器的工作原理各種各樣，其種類十分繁多，分類方法也很多。按被測量的性質(zhì)不同，主要分為位移傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器等。按傳感器的工作原理，主要分為電阻應變式、電感式、電容式、壓電式、磁電式傳感器等。習慣上常把兩者結(jié)合起來命名傳感器，比如電阻

2、應變式壓力傳感器、電感式位移傳感器等。傳感器與檢測技術傳感器與檢測技術2.3 傳感器的基本特性傳感器的基本特性2.3.1 傳感器的靜態(tài)特性傳感器的靜態(tài)特性1線性度傳感器的線性度是指其輸出量與輸入量之間的實際關系曲線（即靜特性曲線）偏離直線的程度，又稱非線性誤差。%100FSmaxLYL傳感器與檢測技術傳感器與檢測技術2.3 傳感器的基本特性傳感器的基本特性即使是同類傳感器，擬合直線不同，其線性度也是不同的。選取擬合直線的方法很多，常用的有端點法、割線法、切線法、理論直線法、最小二乘法和計算機程序法等，用最小二乘法求取的擬合直線的擬合精度最高。傳感器與檢測技術傳感器與檢測技術2.3 傳感器的基本

3、特性傳感器的基本特性2靈敏度傳感器與檢測技術傳感器與檢測技術2.3 傳感器的基本特性傳感器的基本特性3遲滯（回差滯環(huán)現(xiàn)象）傳感器在正向（輸入量增大）行程和反向（輸入量減?。┬谐唐陂g，輸出-輸入特性曲線不重合的現(xiàn)象稱為遲滯maxHFS100%HY 傳感器與檢測技術傳感器與檢測技術2.3 傳感器的基本特性傳感器的基本特性4重復性重復性是指傳感器在輸入量按同一方向做全量程多次測試時，所得特性曲線不一致性的程度，如圖RFS2 3100%Y maxRFS100%RY 傳感器與檢測技術傳感器與檢測技術2.3 傳感器的基本特性傳感器的基本特性傳感器與檢測技術傳感器與檢測技術2.3 傳感器的基本特性傳感器的基

4、本特性2.3.2 傳感器的動態(tài)特性傳感器的動態(tài)特性傳感器與檢測技術傳感器與檢測技術2.3 傳感器的基本特性傳感器的基本特性1瞬態(tài)響應法當給靜止的傳感器輸入一個單位階躍函數(shù)信號：0 0( )1 0tu tt其輸出特性稱為階躍響應或瞬態(tài)響應特性。瞬態(tài)響應特性曲線如圖傳感器與檢測技術傳感器與檢測技術2.3 傳感器的基本特性傳感器的基本特性傳感器與檢測技術傳感器與檢測技術2.3 傳感器的基本特性傳感器的基本特性2頻率響應法頻率響應法是從傳感器的頻率特性出發(fā)研究傳感器的動態(tài)特性。1(j )(j )1H2nn1(j )12jH傳感器與檢測技術傳感器與檢測技術2.3 傳感器的基本特性傳感器的基本特性研究傳感

5、器的頻域特性時，主要用幅頻特性。傳感器頻率響應特性指標主要如下。（1）頻帶：傳感器增益保持在一定值內(nèi)的頻率范圍稱為傳感器的頻帶或通頻帶，對應有上、下截止頻率。（2）時間常數(shù) ：用時間常數(shù) 來表征一階傳感器的動態(tài)特性。 越小，頻帶越寬。（3）固有頻率n ：二階傳感器的固有頻率n表征了其動態(tài)特性。傳感器與檢測技術傳感器與檢測技術2.4 傳感器的應用領域及其發(fā)展傳感器的應用領域及其發(fā)展2.4.1 傳感器的應用領域傳感器的應用領域1生產(chǎn)過程的測量與控制2安全報警與環(huán)境保護3自動化設備和機器人4交通運輸和資源探測5醫(yī)療衛(wèi)生和家用電器傳感器與檢測技術傳感器與檢測技術2.4 傳感器的應用領域及其發(fā)展傳感器的

6、應用領域及其發(fā)展2.4.2 傳感器的發(fā)展傳感器的發(fā)展1微型傳感器（Micro Sensor）2智能化傳感器（Smart Sensor）3多功能傳感器（Multifunction Sensor）傳感器與檢測技術傳感器與檢測技術2.5 傳感器的正確選用傳感器的正確選用現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)與自動控制系統(tǒng)是以計算機為核心，以傳感器為基礎組成的。傳感器是實現(xiàn)自動檢測和控制的首要環(huán)節(jié)，沒有精確可靠的傳感器，就沒有精確可靠的自動測控系統(tǒng)。近年來，隨著科學技術的發(fā)展，各種類型的傳感器已應用到工業(yè)生產(chǎn)與控制的各個領域。要利用傳感器設計開發(fā)高性能的測量或控制系統(tǒng)，必須了解傳感器的性能，根據(jù)系統(tǒng)要求，選擇合適的傳感器，并設計精確可靠的信號處理電路。傳感器與檢測