傳感器與自動檢測技術資源

章傳感器的基本知識12/6/20221傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!學習要點掌握傳感器的概念及組成熟悉傳感器的分類方法了解傳感器的命名方法掌握傳感器的一般特性12/6/20222傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!1.1傳感器的作用與地位1.2傳感器的應用與發(fā)展1.3傳感器的定義與組成1.4傳感器的分類1.5傳感器的命名及代號1.6傳感器的基本特性本章小結復習思考題主要內(nèi)容返回主目錄12/6/20223傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!1.1傳感器的作用與地位

世界是由物質組成的，各種事物都是物質的不同形態(tài)。人們?yōu)榱藦耐饨绔@得信息，必須借助于感覺器官。人的“五官”——眼、耳、鼻、舌、皮膚分別具有視、聽、嗅、味、觸覺等直接感受周圍事物變化的功能，人的大腦對“五官”感受到的信息進行加工、處理，從而調節(jié)人的行為活動。人們在研究自然現(xiàn)象、規(guī)律以及生產(chǎn)活動中，有時需要對某一事物的存在與否作定性了解，有時需要進行大量的實驗測量以確定對象的量值的確切數(shù)據(jù)，所以單靠人的自身感覺器官的功能是遠遠不夠的，需要借助于某種儀器設備來完成，這種儀器設備就是傳感器。傳感器是人類“五官”的延伸，是信息采集系統(tǒng)的首要部件。12/6/20224傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!傳感器的作用非電量不能直接使用一般的電工儀表和電子儀器進行測量，因為一般的電工儀表和電子儀器只能測量電量，要求輸入的信號為電信號。非電量需要轉化成與其有一定關系的電量，再進行測量，實現(xiàn)這種轉換技術的器件就是傳感器。傳感器是獲取自然或生產(chǎn)中信息的關鍵器件，是現(xiàn)代信息系統(tǒng)和各種裝備不可缺少的信息采集工具。采用傳感器技術的非電量電測方法，就是目前應用最廣泛的測量技術。12/6/20225傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!1.2傳感器的應用與發(fā)展傳感器幾乎滲透到所有的技術領域。如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探索、環(huán)境保護、資源利用、醫(yī)學診斷、生物工程、文物保護等等廣泛領域，并逐漸深入到人們的生活中。在機器人的技術發(fā)展中，傳感器采用與否及采用數(shù)量的多少是衡量機器人是否具有智能的標志，現(xiàn)代智能機器人因為采用了大量的、性能更好的、功能更強的、集成度更高的傳感器，才使得其具有自我診斷、自我補償、自我學習等能力，機器人通過傳感器實現(xiàn)類似于人的知覺作用。傳感器被稱為機器人的“電五官”。12/6/20226傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!常娥一號12/6/20227傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!在兵器領域中，使用了諸如機械式、壓電、電容、電磁、光纖、紅外、激光、生物、微波等等傳感器，以實現(xiàn)對周圍環(huán)境的監(jiān)測與目標定位信息的收集，從而更好的解決了安全、可靠的防衛(wèi)能力。12/6/20228傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!大型的石油化工廠需要6千臺傳感器和檢測儀表12/6/20229傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!日常生活中的電冰箱、洗衣機、電飯煲、音像設備、電動自行車、空調器、照相機、電熱水器、報警器等家用電器都安裝了傳感器；12/6/202210傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!當今信息時代，隨著電子計算機技術的飛速發(fā)展，自動檢測、自動控制技術顯露出非凡的能力，傳感器是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。沒有傳感器對原始信息進行精確可靠的捕獲和轉換，就沒有現(xiàn)代化的自動檢測和自動控制系統(tǒng)；沒有傳感器就沒有現(xiàn)代科學技術的迅速發(fā)展。自1980年以來，世界傳感器的產(chǎn)值年增長率達15%～30%，1985年世界傳感器市場的年產(chǎn)值為50億，1990年為155億。傳感器的發(fā)展是如泉涌，不可阻擋，它是衡量一個國家經(jīng)濟發(fā)展及現(xiàn)代化程度的重要標志。12/6/202211傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!被測非電量電量敏感元件轉換元件轉換電路它是直接感受被測量，并輸出與被測量構成有確定關系、更易于轉換的某一物理量的元件。

將敏感元件感受或響應的被測量轉換成適于傳輸或測量的電信號把轉換元件輸出的電信號變換為便于處理、顯示、記錄、控制和傳輸?shù)目捎秒娦盘柮舾性D換元件電源1.3.2傳感器的組成并不是所有的傳感器必須包括敏感元件和轉換元件。如果敏感元件直接輸出的是電量，它就同時兼為轉換元件如果轉換元件能直接感受被測量而輸出與之成一定關系的電量，它就同時兼為敏感元件。例如壓電晶體、熱電偶、熱敏感電阻及光電器件等。敏感元件與轉換元件兩者合二為一的傳感器是很多的。返回本章目錄12/6/202212傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!1.4.1按被測物理量分類這一種方法是根據(jù)被測量的性質進行分類，如溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、流量傳感器、液位傳感器、力傳感器、加速度傳感器及轉距傳感器等。這種分類方法把種類繁多的被測量分為基本被測量和派生被測量。例如力可視為基本被測量，從力可派生出壓力、重量、應力和力矩等派生被測量。當需要測量這些被測量時，只要采用力傳感器就可以了。了解基本被測量和派生被測量的關系，對于系統(tǒng)使用何種傳感器是很有幫助的。這種分類的優(yōu)點：比較明確地表達了傳感器的用途，便于使用者根據(jù)其用途選用。缺點：沒有區(qū)分每種傳感器在轉換機理上有何共性和差異，不便于使用者掌握其基本原理及分析方法。12/6/202213傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!1.4.2按傳感器工作原理分類這一種分類方法是以工作原理劃分，將物理、化學、生物等學科的原理、規(guī)律和效應作為分類的依據(jù)。這種分類的優(yōu)點是對傳感器的工作原理表達的比較清楚，而且類別少，有利于傳感器專業(yè)工作者對傳感器進行深入的研究分析。缺點是不便于使用者根據(jù)用途選用。12/6/202214傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!2.

磁學式傳感器磁學式傳感器的是利用鐵磁物質的一些物理效應而制成的。磁學式傳感器的主要用于位移、轉矩等參數(shù)的測量。12/6/202215傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!4.電勢型傳感器電勢型傳感器是利用熱電效應、光電效應及霍耳效應等原理而制成。電勢型傳感器主要用于溫度、磁通量、電流、速度、光通量及熱輻射等參數(shù)的測量。12/6/202216傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!6.

半導體型傳感器半導體型傳感器是利用半導體的壓阻效應、內(nèi)光電效應、電磁效應及半導體與氣體接觸產(chǎn)生物質變化等原理而制成。半導體型傳感器主要用于溫度、濕度、壓力、加速度、磁場和有害氣體的測量。12/6/202217傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!8.

電化學式傳感器電化學式傳感器是以離子導電原理為基礎而制成。根據(jù)其電特性的形成不同，電化學傳感器可分為電位式傳感器、電導式傳感器、電量式傳感器、極譜（極化）式傳感器和電解式傳感器等。電化學式傳感器主要用于分析氣體成分、液體成分、溶于液體的固體成分、液體的酸堿度、電導率及氧化還原電位參數(shù)的測量。12/6/202218傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!1.5傳感器的命名及代號1.5.1傳感器命名法的構成傳感器產(chǎn)品的名稱，應由主題詞及四級修飾語構成。（1）主題詞——傳感器。（2）級修飾語——被測量，包括修飾被測量的定語。（3）第二級修飾語——轉換原理，一般可后續(xù)以“式”字。（4）第三級修飾語——特征描述，指必須強調的傳感器結構、性能、材料特征、敏感元件及其他必須的性能特征，一般可后續(xù)以“型”字。（5）第四級修飾語——主要技術指標（量程、精確度、靈敏度等）。本命名法在有關傳感器的統(tǒng)計表格、圖書索引、檢索以及計算機漢字處理等特殊場合使用。例1傳感器，絕對壓力，應變式，放大型，1～3500kPa；例2傳感器，加速度，壓電式，±20g。在技術文件、產(chǎn)品樣書、學術論文、教材及書刊的陳述句子中，作為產(chǎn)品名稱應采用與上述相反的順序。例11～3500kPa放大型應變式絕對壓力傳感器；例2±20g壓電式加速度傳感器。12/6/202219傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!1.6傳感器的基本特性傳感器的基本特性，即輸入——輸出特性

動態(tài)特性----被測量隨時間快速變化時傳感器輸入與輸出間的關系。靜態(tài)特性----被測量不隨時間變化或隨時間變化緩慢時輸入與輸出間的關系。傳感器的基本特性12/6/202220傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!緩慢變化的測量-靜態(tài)測量12/6/202221傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!1.6.1傳感器的靜態(tài)特性傳感器的靜態(tài)數(shù)學模型----靜態(tài)的數(shù)學模型是指在靜態(tài)信號作用下，傳感器輸出與輸入量之間的一種函數(shù)關系。如果不考慮遲滯特性和蠕動效應，傳感器的靜態(tài)數(shù)學模型一般可用ｎ次多項式來表示為

(1-1)輸入量，即被測量傳感器的理論輸出量零輸入時的輸出,也叫零位輸出傳感器線性項系數(shù)也稱線性靈敏度，常用K或S表示非線性項系數(shù)，其數(shù)值由具體傳感器非線性特性決定12/6/202222傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!2.傳感器的靜態(tài)性能指標傳感器的靜態(tài)特性主要由性能指標來描述量程范圍線性度靈敏度重復性遲滯分辨力和閾值穩(wěn)定性漂移12/6/202223傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!線性度是以擬合直線作為基準來確定的，

擬合方法不同，線性度的大小也不同常用的擬合方法有理論直線法、端點連線法、割線法、最小二乘法等。端點連線法簡單直觀，應用比較廣泛，但沒有考慮所有測量數(shù)據(jù)的分布，擬合精度較低。最小二乘法擬合精度最高，但計算繁瑣，需要借助計算機來完成。12/6/202224傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!作圖法求靈敏度切點傳感器特性曲線12/6/202225傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!標準偏差重復性誤差反映的是校準數(shù)據(jù)的離散程度，屬隨機誤差，按上述方法計算就不太合理。由于測量次數(shù)不同，其最大偏差也不一樣。因此一般按標準偏差來計算重復性誤差，其表達式為:

標準偏差常用貝塞爾公式計算全部校準點正、反行程輸出值的標準偏差中最大值某校準點的輸出值在第個校準點上輸出量的平均值測量次數(shù)12/6/202226傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!圖1-7分辨力和閾值5.分辨力和閾值

傳感器的分辯力----實際測量時，傳感器的輸入輸出關系不可能保持絕對連續(xù)。有時輸入量開始變化，但輸出量并不立刻隨之變化，而是輸入量變化到某一程度時輸出才突然產(chǎn)生一小的階躍變化。實際上傳感器的特性曲線并不是十分平滑，而是呈階梯形變化的，如圖1-7所示。在規(guī)定測量范圍內(nèi)所能檢測的輸入量的最小變化量△Xmin（有量綱）。有時也用該值相對滿量程輸入值的百分數(shù)表示（分辨率-無量綱）。閾值通常又稱為死區(qū)、失靈區(qū)、靈敏限、靈敏閾、鈍感區(qū)，是輸入量由零變化到使輸出量開始發(fā)生可觀變化的輸入量的值，圖中的值。12/6/202227傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!6.穩(wěn)定性穩(wěn)定性有短期穩(wěn)定性和長期穩(wěn)定性之分。傳感器常用長期穩(wěn)定性表示，它是指在室溫條件下,經(jīng)過相當長的時間間隔，如一天、一月或一年，傳感器的輸出與起始標定時的輸出之間的差異。通常又用其不穩(wěn)定度來表征其輸出的穩(wěn)定度。12/6/202228傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!8.測量范圍和量程傳感器所能測量的最大被測量（輸入量）的數(shù)值稱為測量上限，最小被測量稱為測量下限，上限與下限之間的區(qū)間，則稱為測量范圍。量程---測量上限與下限的代數(shù)差。例如：測量范圍為0～+10N，量程為10N；測量范圍為-20～+20℃，量程為40℃；測量范圍為-5～+10g，量程為15g；測量范圍為100～1000Pa，量程為900Pa；通過測量范圍，可以知道傳感器的測量上限與下限，以便正確使用傳感器；通過量程，可以知道傳感器的滿量程輸入值，而其對應的滿量程輸出值，乃是決定傳感器性能的一個重要數(shù)據(jù)。12/6/202229傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!1.傳感器的動態(tài)數(shù)學模型

傳感器的動態(tài)數(shù)學模型----指在隨時間變化的動態(tài)信號作用下，傳感器輸出與輸入量間的函數(shù)關系，它通常稱為響應特性。動態(tài)數(shù)學模型一般采用微分方程和傳遞函數(shù)描述。12/6/202230傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!傳遞函數(shù)動態(tài)特性的傳遞函數(shù)在線性定常系統(tǒng)中是初始條件為0時，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。由數(shù)學理論知，如果當t≤0時,y(t)=0,則y(t)的拉普拉斯變換可定義為

式中s=σ+jω，σ>0。對式（1—13）現(xiàn)兩邊取拉普拉斯變換，則得(1-14)12/6/202231傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!傳遞函數(shù)H（S）表達式含義

……(1-15)（1-15）第二個等號右邊是一個與輸入無關的表達式，只與系統(tǒng)結構參數(shù)有關，可見傳遞函數(shù)H（S）是描述傳感器本身信息的特性，條件是t≤0，y(t)=0，即傳感器被激勵之前所有儲能元件如質量塊、彈性元件、電氣元件均沒有積存能量。這樣不必了解復雜系統(tǒng)的具體結構內(nèi)容，只要給出一個激勵x(t)，得到系統(tǒng)對x(t)的響應y(t)，由它們的拉普拉斯變換就可以確定系統(tǒng)的傳遞函數(shù)H(s)。對于多環(huán)節(jié)串聯(lián)或并聯(lián)組成的傳感器或檢測系統(tǒng)，如果各環(huán)節(jié)阻抗匹配適當，可略去相互之間的影響，總的傳遞函數(shù)可由各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)相乘或相加求得。當傳感器比較復雜或傳感器的基本參數(shù)未知時，可以通過實驗求得傳遞函數(shù)。12/6/202232傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!階躍響應特性（時域）

給傳感器輸入一個單位階躍函數(shù)信號其輸出特性稱為階躍響應特性。表征階躍響應特性的主要技術指標有：時間常數(shù)、延遲時間、上升時間、峰值時間、最大超調量、響應時間等。如圖1-8、1-9所示。x（t）=

(1-16)12/6/202233傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!如圖1-10所示。將代入式(1—15)中，傳遞函數(shù)H(s)變?yōu)镠(jω)，可得系統(tǒng)的頻率響應特性。2.頻率響應特性給傳感器輸入各種頻率不同而幅值相同，初相位為零的正弦信號

，其輸出的正弦信號的幅值和相位與頻率之間的關系，稱為頻率響應曲線。也就是在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下B/A幅值比和相位隨而變化的狀態(tài)，幅頻特性相頻特性12/6/202234傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!本章小結傳感器的定義——“能感受（或響應）規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置”傳感器的組成——敏感元件、轉換元件、轉換電路、電源按傳感器工作原理分類傳感器的分類傳感器代號的標記方法按被測物理量分類傳感器命名法的構成由主題詞及四級修飾語構成：（1）主題詞——傳感器。（2）級修飾語——被測量（3）第二級修飾語——轉換原理（4）第三級修飾語——特征描述（5）第四級修飾語——主要技術指標12/6/202235傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!復習思考題1.簡述傳感器的概念、作用及組成。2.傳感器的分類有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點？3.傳感器是如何命名的？其代號包括哪幾部分？在各種文件中如何應用？4.傳感器的靜態(tài)性能指標有哪些？其含義是什么？5.傳感器的動態(tài)特性主要從哪兩方面來描述？采用什么樣的激勵信號？其含義是什么？

返回本章目錄12/6/202236傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!電量和非電量表征物質特性及運動形式的參數(shù)很多，根據(jù)物質的電特性，可分為電量和非電量兩類。電量——一般是指物理學中的電學量，例如電壓、電流、電阻、電容及電感等；非電量——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、轉速、溫度、濃度及酸堿度等等。人類為了認識物質及事物的本質，需要對物質特性進行測量，其中大多數(shù)是對非電量的測量。12/6/202237傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!傳感器的地位隨著科學技術的發(fā)展，傳感器技術、通信技術和計算機技術構成了現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱產(chǎn)業(yè)，分別充當信息系統(tǒng)的“感官”、“神經(jīng)”和“大腦”，他們構成了一個完整的自動檢測系統(tǒng)。在利用信息的過程中，首先要解決的問題就是獲取可靠、準確信息，所以傳感器精度的高低直接影響計算機控制系統(tǒng)的精度，可以說沒有性能優(yōu)良的傳感器，就沒有現(xiàn)代化技術的發(fā)展。返回本章目錄12/6/202238傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!在航空、航天技術領域，僅阿波羅10號飛船就使用了數(shù)千個傳感器對3295個測量參數(shù)進行監(jiān)測。12/6/202239傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!常娥一號12/6/202240傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!在民用工業(yè)生產(chǎn)中，傳感器也起著至關重要的作用。如一座大型煉鋼廠就需要2萬多臺傳感器和檢測儀表煉鐵高爐監(jiān)控與傳動系統(tǒng)

12/6/202241傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!一部現(xiàn)代化汽車需要90多只傳感器一臺復印機需要20多只傳感器12/6/202242傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!在醫(yī)學上，人體的體溫、血壓、心腦電波及腫瘤等的準確診斷與監(jiān)控都需要借助各種傳感器來完成。12/6/202243傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!1.3傳感器的定義與組成1.3.1傳感器的定義“能感受（或響應）規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置”。這一定義包含了幾個方面的含義：①傳感器是測量裝置，能完成測量任務；②它的輸入量是某一被測量，可能是物理量、也可能是化學量、生物量等；③它的輸出量是某一物理量，這種量要便于傳輸、轉換、處理和顯示等，這就是所謂的“可用信號”的含義；④輸出與輸入有一定的對應關系，這種關系要有一定的規(guī)律。根據(jù)字義可以理解傳感器為一感二傳，即感受信息并傳遞出去。12/6/202244傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!1.4傳感器的分類常用的分類方法有兩種：一種是按被測輸入量來分.另一種是按傳感器的工作原理來分.12/6/202245傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!表1-1基本被測量和派生被測量基本被測量派生被測量基本被測量派生被測量位移線位移長度、厚度、應變、振動、磨損、平面度力壓力重量、應力、力矩角位移旋轉角、偏轉角、角振動時間頻率周期、記數(shù)、統(tǒng)計分布速度線速度速度、振動、流量、動量溫度熱容、氣體速度、渦流角速度轉速、角振動、角動量光光通量與密度、光譜分布加速度線加速度振動、沖擊、質量濕度水分、水氣、露點角加速度角振動、轉矩、轉動慣量12/6/202246傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!1.

電學式傳感器電學式傳感器常用的有:電阻式傳感器——利用變阻器將被測非電量轉換成電阻信號的原理制成。電容式傳感器——利用改變電容的幾何尺寸或改變介質的性質和含量，從而使電容量發(fā)生變化的原理制成的。電感式傳感器——利用改變磁路幾何尺寸、磁體位置來改變電感或互感的電感量或壓磁效應原理制成的。磁電式傳感器——利用電磁感應原理，把被測非電量轉換成電量而制成。電渦流式傳感器——利用金屬在磁場中運動切割磁力線，在金屬內(nèi)形成渦流的原理而制成。12/6/202247傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁!3.

光電式傳感器光電式傳感器在非電量電測及自動控制技術中占有重要的地位。它是利用光電器件的光電效應和光學原理制成。光電式傳感器主要用于光強、光通量、位移、濃度等參數(shù)的測量。12/6/202248傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁!5.

電荷型傳感器電荷型傳感器是利用壓電效應原理而制成。主要用于力及加速度的測量。（動態(tài)力測量）12/6/202249傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁!7.

諧振式傳感器諧振式傳感器是利用改變電或機械固有參數(shù)來改變諧振頻率的原理而制成。主要用來測量壓力。12/6/202250傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁!其他分類方法按能量分類——有源傳感器和無源傳感器；按輸出信號的性質分類——模擬式和數(shù)字式傳感器。數(shù)字式傳感器輸出為數(shù)字量，便于與計算機聯(lián)用，且抗干擾性較強，例如盤式角度數(shù)字傳感器，光柵傳感器等。本書主要是按被測量分類編寫的，適當加以工作原理的分析，重點講述各種傳感器的用途，使讀者學會使用傳感器，進一步去開發(fā)新型傳感器。返回本章目錄12/6/202251傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁!1.5.2傳感器代號的標記方法一般規(guī)定用大寫漢字拼音字母和阿拉伯數(shù)字構成傳感器完整代號。傳感器完整代號應包括以下四個部分：（1）主稱（傳感器）；（2）被測量；（3）轉換原理；（4）序號。四部分代號格式為：在被測量、轉換原理、序號三部分代號之間有連字符“-”連接。例1：應變式位移傳感器，代號為：CWY-YB-10；例2：光纖壓力傳感器，代號為：CY-GQ-1；例3：溫度傳感器，代號為：CW-01A；例4：電容式加速度傳感器，代號為：CA-DR-2。返回本章目錄有少數(shù)代號用其英文的個字母表示，如加速度用“A”表示。12/6/202252傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁!靜態(tài)測量12/6/202253傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁!動態(tài)測量12/6/202254傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第54頁!傳感器靜態(tài)數(shù)學模型4種特殊形式理想的線性特性----能準確無誤地反映被測的真值線性傳感器的特性----不過原點的直線僅有偶次非線性項----線性范圍較窄，線性度較差，靈敏度為相應曲線的斜率

僅有奇次非線性項----線性范圍較寬，且特性曲線相對坐標原點對稱，具有這種特性的傳感器使用時應采取線性補償措施

圖1-2傳感器典型靜態(tài)特性曲線

n=0,1,2,……

12/6/202255傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第55頁!線性度線性度----傳感器輸出量與輸入量之間的實際關系曲線偏離理論擬合直線的程度，又稱非線性誤差。線性度可用下式表示為

………(1-6)實際曲線與擬合直線之間的最大偏差滿量程輸出平均值最大輸出平均值最小輸出平均值12/6/202256傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第56頁!2.靈敏度靈敏度是傳感器在穩(wěn)態(tài)下輸出增量與輸入增量的比值。線性傳感器，其靈敏度就是它的靜態(tài)特性的斜率，如圖1-4a所示.圖1-4傳感器的靈敏度非線性傳感器的靈敏度是一個隨工作點而變的變量，如圖1-4b所示.12/6/202257傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第57頁!3.重復性重復性----傳感器在輸入量按同一方向作全量程多次測試時，所得特性曲線不一致性的程度，如圖1-5所示。不重復性主要由傳感器的機械部分的磨損、間隙、松動、部件的內(nèi)摩擦、積塵、電路老化、工作點漂移等原因產(chǎn)生。多次測試的不重復誤差，多次測試的曲線越重合，其重復性越好。輸出最大不重復誤差滿量程輸出平均值圖1-5重復性12/6/202258傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第58頁!4.遲滯現(xiàn)象遲滯現(xiàn)象----傳感器在正向行程(輸入量增大)和反向行程(輸入量減小)期間，輸出—輸入特性曲線不一致的程度，如圖1—6所示。（1-12）遲滯反映了傳感器機械部分不可避免的缺陷，如軸承摩擦、間隙、螺釘松動、元件腐蝕或碎裂、材料內(nèi)摩擦、積塵等。最大滯環(huán)誤差

圖1-6遲滯特性12/6/202259傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第59頁!對于數(shù)字儀表而言，指示數(shù)字的最后一位數(shù)字所代表的值就是它的分辨力。當被測量的變化小于分辨力時，儀表的最后一位數(shù)字保持不變。分辨力是一個可反映傳感器能否精密測量的性能指標，即可用輸入量來表示，也可用輸出量來表示。造成傳感器具有有限分辨力的因素很多，如機械運動造成的干摩擦和卡塞等。12/6/202260傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第60頁!7.漂移傳感器的漂移----外界的干擾下，輸出量發(fā)生與輸入量無關的不需要的變化。零點漂移靈敏度漂移漂移時間漂移----指在規(guī)定的條件下，零點或靈敏度隨時間的緩慢變化溫度漂移----環(huán)境溫度變而引起的零點或靈敏度的變化溫度漂移時間漂移12/6/202261傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第61頁!1.6.2傳感器的動態(tài)特性在動態(tài)(快速變化)的輸入信號情況下，要求傳感器不僅能精確地測量信號的幅值大小，而且能測量出信號變化的過程。這就要求傳感器能迅速準確地響應和再現(xiàn)被測信號的變化。也就是說，傳感器要有良好的動態(tài)特性。具體研究傳感器的動態(tài)特性時，通常從時域和頻域兩方面采用瞬態(tài)響應法和頻率響應法來分析。最常用的是通過幾種特殊的輸入時間函數(shù)，例如用階躍函數(shù)來研究其響應特性，稱為階躍響應法和頻率響應法。12/6/202262傳感器與自動檢測技術資源共69頁，您現(xiàn)在瀏