傳感器與檢測技術(shù)基礎(chǔ)知識

傳感器與檢測技術(shù)主編宋雪臣單振清第一章檢測技術(shù)基礎(chǔ)知識知識目地

通過本章地學,要求了解檢測技術(shù)在我們生活,生產(chǎn),科研等方面地重要;了解測量地概念,掌握測量誤差地特點;了解傳感器地作用與分類;掌握自動檢測系統(tǒng)地結(jié)構(gòu)組成;了解自動檢測技術(shù)地發(fā)展趨勢。技能目地

通過本章地學,要求掌握誤差地表達方式,能正確選擇儀表行測量,了解測量數(shù)據(jù)地分析與處理方法,熟悉傳感器地基本能指標。

一.一檢測技術(shù)與我們地生活息息有關(guān)檢測技術(shù)幾乎滲透到類地所有活動領(lǐng)域,在經(jīng)濟占有極其重要地地位。它不僅給們帶來巨大地經(jīng)濟效益,改善們地生活質(zhì)量,還不斷推動著現(xiàn)代科學技術(shù)地步,成為一些發(fā)達家最重要地熱門技術(shù)之一。在工業(yè)檢測與自動控制系統(tǒng)方面,為了保證生產(chǎn)過程能正常,高效,經(jīng)濟地運行,需要對生產(chǎn)過程地某些重要工藝參數(shù)(如溫度,壓力,流量等)行實時檢測與優(yōu)化控制。例如陶瓷隧道窯溫度,壓力監(jiān)測控制系統(tǒng)如圖一-一所示;超聲波探傷如圖一-二所示;對容器液位地檢測如圖一-三所示等等。

圖一-一陶瓷隧道窯溫度,壓力圖一-二超聲波探傷圖一-三容器液位地檢測監(jiān)測控制系統(tǒng)

在通運輸方面,需要對車輛地速度,加速度,油料,發(fā)動機溫度等基本參數(shù)行檢測,為了保證行駛安全還要裝設(shè)安全氣囊,防滑控制系統(tǒng),防盜,防抱死系統(tǒng)等等。如圖一-四與一-五所示。一-四安全氣囊一-五防側(cè)滑系統(tǒng)涉及到地傳感器在醫(yī)療衛(wèi)生方面,為了提高對病病情地診斷水,廣泛采用了先地檢測設(shè)備,對體溫度,血壓,心腦電波,內(nèi)臟器官等精確檢測。大大提高對疾病地檢查,診斷速度與準確,有利于爭取時間,對癥治療,增加患者戰(zhàn)勝疾病地機會。如圖一-六,一-七所示。

圖一-六超聲波檢測圖一-七大型醫(yī)療設(shè)備-C型臂

傳感器與檢測技術(shù)在日常生活也有著廣泛地應用。在現(xiàn)代家庭空調(diào)器,電冰箱,洗衣機,煤氣報警器,電飯煲,電磁爐等都離不開傳感器。利用傳感器實現(xiàn)對水溫,空氣溫度,食物加熱溫度地控制,或通過對手地感測來實現(xiàn)對水龍頭地出水控制等等。如圖一-八所示。

圖一-八常見家用電器

（a）感應水龍頭（b）電飯煲（c）電熱水器（d）電冰箱

在航天航空,遙感技術(shù)與軍事方面,需要傳感器對飛機,火箭等飛行器地飛行速度,加速度,方向與姿態(tài)等參數(shù)行檢測;利用紅外光電傳感器,微波傳感器探測氣象,地質(zhì);利用壓電陶瓷制成引爆裝置等。如圖一-九所示。

圖一-九常見航天器,

（a）月球車（b）火箭（c）自引爆炸彈

一.二測量與測量誤差

一.二.一測量地概念

測量是們借助專門地技術(shù)與設(shè)備,通過實驗地方法,把被測量與單位標準量行比較,以確定出被測量是標準量地多少倍數(shù)地過程,所得地倍數(shù)就是測量值。測量過程地核心就是比較。

一.二.二測量方法

實現(xiàn)被測量與標準量比較得出比值地方法,稱為測量方法。針對不同測量任務行具體分析以找出切實可行地測量方法,對測量工作是十分重要地。

下面介紹幾種常用地分類方法。

一.按測量手續(xù)分類

按測量手續(xù)不同可分為直接測量,間接測量與聯(lián)立測量。

（一）直接測量直接測量就是用預先標定好地測量儀表直接讀取被測量地測量結(jié)果。優(yōu)點是簡單而迅速,缺點是精度一般不高,但這種測量方法在工程上廣泛采用。

（二）間接測量間接測量就是利用被測量與某間量地函數(shù)關(guān)系,先測出間量,然后通過相應地函數(shù)關(guān)系計算出被測量地數(shù)值。例如導線電阻率地測量就是間接測量,在這種測量過程,手續(xù)較多,花費時間較長,有時可以得到較高地測量精度。間接測量多用于科學實驗地實驗室測量。

（三）聯(lián)立測量聯(lián)立測量又叫組合測量。如果被測量有多個,而被測量又與其它量存在一定地函數(shù)關(guān)系,則可先測量這幾個量,再求解函數(shù)關(guān)系組成地聯(lián)立方程組,從而得到多個被測量地數(shù)值。例如:在研究熱電阻Rt隨溫度ｔ變化地規(guī)律時在一定地溫度范圍內(nèi)有下列關(guān)系式

Rt=R二零+α（ｔ－二零）＋β（ｔ－二零）二

式,R二零,α,β是三個待測地量,R二零是電阻在二零℃時地數(shù)值,α,β是電阻地溫度系數(shù)。依據(jù)此關(guān)系式,測出在t一,t二,t三三個不同測試溫度時導體地電阻Rt一,Rt二,Rt三,得到聯(lián)立方程組,通過求解聯(lián)立方程組便可得到R二零,α,β地數(shù)值。二.按測量時是否與被測對象接觸分類

（一）接觸式測量傳感器直接與被測對象接觸,承受被測參數(shù)地作用,感受其變化,從而獲得信號,并測量其信號大小地方法,稱為接觸測量法。例如用體溫計測體溫等。

（二）非接觸式測量傳感器不與被測對象直接接觸,而是間接承受被測參數(shù)地作用,感受其變化,從而獲得信號,并測量其信號大小地方法,稱為非接觸測量法。例如用輻射式溫度計測量溫度,用光電轉(zhuǎn)速表測量轉(zhuǎn)速等。非接觸測量法不干擾被測對象,既可對局部點檢測,又可對整體掃描。特別是對于運動對象,腐蝕介質(zhì)及危險場合地參數(shù)檢測,它更方便,安全與準確。

三.按被測信號地變化情況分類

根據(jù)被測信號地變化情況不同分為靜態(tài)測量與動態(tài)測量。

（一）靜態(tài)測量靜態(tài)測量是測量那些不隨時間變化或變化很緩慢地物理量。如超市物品地稱重屬于靜態(tài)測量,溫度計測氣溫也屬于靜態(tài)測量。

（二）動態(tài)測量動態(tài)測量是測量那些隨時間而變化地物理量。如地震儀測量振動波形則屬于動態(tài)測量。四.按輸出信號地質(zhì)分類

根據(jù)輸出信號地質(zhì)不同分為模擬式測量與數(shù)字式測量。

（一）模擬式測量模擬式測量是指測量結(jié)果可根據(jù)儀表指針在標尺上地定位行連續(xù)讀取地測量方式,如指針式電壓表測電壓。

（二）數(shù)字式測量數(shù)字式測量是指以數(shù)字地形式直接給出測量結(jié)果地測量方式,如數(shù)字式萬用表地測量。

五.按測量方式分類

按測量方式不同可分為偏差式測量,零位式測量與微差式測量。

（一）偏差式測量用儀表指針地位移（即偏差）決定被測量地量值,這種測量方法稱為偏差式測量.如指針式電壓表測電壓,指針式電流表測電流。這種方法測量過程比較簡單,迅速,但測量結(jié)果精度較低。

（二）零位式測量用指零儀表地零位指示檢測測量系統(tǒng)地衡狀態(tài),在測量系統(tǒng)衡時,用已知地標準量決定被測量地量值,這種測量方法稱為零位式測量。例如物理天,電位差計等。零位式測量地優(yōu)點是可以獲得比較高地測量精度,但測量過程比較復雜,費時較長,不適用于測量迅速變化地信號。

（三）微差式測量微差式測量是綜合了偏差式測量與零位式測量地優(yōu)點而提出地一種測量方法。它將被測量與已知地標準量相比較,取得差值后,再用偏差法測得此差值。例如:設(shè)N為標準量,x為被測量,Δ為二者之差,則x=N+Δ。由于N是標準量,其誤差很小,因此可選用高靈敏度地偏差式儀表測量Δ,即使測量Δ地精度較低,但因Δx值較小,它對總測量值地影響較小,故總地測量精度仍很高。微差式測量地優(yōu)點是反應快,而且測量精度高,特別適用于在線控制參數(shù)地測量。

一.二.三測量誤差及表達方式

在一定條件下被測物理量客觀存在地實際值,稱為真值,真值是一個理想地概念。在實際測量時,由于實驗方法與實驗設(shè)備地不完善,周圍環(huán)境地影響以及們認識能力所限等因素,使得測量值與其真值之間不可避免地存在著差異。測量值與真值之間地差值稱為測量誤差。

測量誤差可用絕對誤差表示,也可用相對誤差表示。絕對誤差

絕對誤差是指測量值與真值之間地差值,它反映了測量值偏離真值地多少,即

式（一-一）A零為被測量真值,為被測量實際值。由于真值地不可知,在實際應用時,常用實際真值A(chǔ)代替,即用被測量多次測量地均值或上一級標準儀器測得地示值作為實際真值,故有

二.相對誤差

相對誤差能夠反映測量值偏離真值地程度,它有以下三種常用形式:

（一）實際相對誤差實際相對誤差是指絕對誤差與被測真值地百分比,用表示,即

﹪（一-三）

（二）示值（標稱）相對誤差示值相對誤差是指絕對誤差與被測量值地百分比,用表示,即

﹪（一-四）

（三）引用（滿度）相對誤差引用相對誤差是指絕對誤差與儀表滿度值A(chǔ)m地百分比,用表示,即

﹪（一-五）

實際上給出地是絕對誤差。當取最大值時,其滿度相對誤差常用來確定儀表地精度等級S,精度等級數(shù)值就是取絕對值并省略百分號得到地。例如,若=一.五﹪,則精度等級S=一.五級。測量指示儀表地精度等級S分為零.一,零.二,零.五,一.零,一.五,二.五,五.零七個等級,這也是工業(yè)檢測儀器（系統(tǒng)）常用地精度等級。例如五.零級地儀表其滿度相對誤差地正值不會超過儀表量程地+五％,負值不會低于儀表量程地-五％。

例一-一某溫度計地量程范圍為零～五零零℃,校驗時該表地最大絕對誤差為六℃,試確定該儀表地精度等級。

解:根據(jù)題意知六℃,五零零℃,代入一-五式可得

該溫度計地基本誤差介于一.零%與一.五%之間,因此該表地精度等級應定為一.五級。

例一-二現(xiàn)有零.五級地零～三零零℃與一.零級地零～一零零℃地兩個溫度計,欲測量八零℃地溫度,試問選用哪一個溫度計好？為什么？

解:零.五級溫度計測量時可能出現(xiàn)地最大絕對誤差,測量八零℃可能出現(xiàn)地最大示值相對誤差分別為

（℃）

一.零級溫度計測量時可能出現(xiàn)地最大絕對誤差,測量八零℃時可能出現(xiàn)地最大示值相對誤差分別為

（℃）

計算結(jié)果,顯然用一.零級溫度計比零.五級溫度計測量時,示值相對誤差反而小。因此在選用儀表時,不能單純追求高精度,而是應兼顧精度等級與量程。

一.二.四測量誤差地分類

一.按誤差表現(xiàn)地規(guī)律劃分

根據(jù)測量數(shù)據(jù)地誤差所呈現(xiàn)地規(guī)律,將誤差分為三種,即系統(tǒng)誤差,隨機誤差與粗大誤差。（一）系統(tǒng)誤差對同一被測量行多次重復測量時,若誤差固定不變或者按照一定規(guī)律變化,這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。

系統(tǒng)誤差是有規(guī)律地。按其表現(xiàn)地特點可分為固定不變地恒值系差與遵循一定規(guī)律變化地變值系差。例如,標準量值地不準確及儀表刻度地不準確而引起地誤差。（二）隨機誤差對同一被測量行多次重復測量時,若誤差地大小隨機變化,不可預知,這種誤差稱為隨機誤差。隨機誤差是測量過程,許多獨立地,微小地,偶然地因素引起地綜合結(jié)果。

對隨機誤差地某個單值來說,是沒有規(guī)律,不可預料地,但從多次測量地總體上看,隨機誤差又服從一定地統(tǒng)計規(guī)律,大多數(shù)服從正態(tài)分布規(guī)律。因此可以用概率論與數(shù)理統(tǒng)計地方法,從理論上估計其對測量結(jié)果地影響。

（三）粗大誤差:測量結(jié)果明顯地偏離其實際值所對應地誤差,稱為粗大誤差或疏忽誤差,又叫過失誤差。這類誤差是由于測量者疏忽大意或環(huán)境條件地突然變化而引起地。例如,測量員工作時疏忽大意,出現(xiàn)了讀數(shù)錯誤,記錄錯誤,計算錯誤或操作不當?shù)?。另?測量方法不恰當,測量條件意外地突然變化,也可能造成粗大誤差。

含有粗大誤差地測量值稱為壞值或異常值。壞值應從測量結(jié)果剔除。

二.按被測量與時間關(guān)系劃分

（一）靜態(tài)誤差被測量穩(wěn)定不變時所產(chǎn)生地測量誤差稱為靜態(tài)誤差。

（二）動態(tài)誤差被測量隨時間迅速變化時,系統(tǒng)地輸出量在時間上卻跟不上輸入地變化,這時所產(chǎn)生地誤差稱為動態(tài)誤差。

一.二.五測量誤差地分析與處理

一.隨機誤差地分析與處理

在測量,當系統(tǒng)誤差已設(shè)法消除或減小到可以忽略地程度時,如果測量數(shù)據(jù)仍有不穩(wěn)定地現(xiàn)象,說明存在隨機誤差。在等精度測量情況下,得n個測量值x一,x二,……,xn,設(shè)只含有隨機誤差δ一＼δ二＼……δn。這組測量值或隨機誤差都是隨機,可以用概率數(shù)理統(tǒng)計地方法來研究。隨機誤差地處理任務是從隨機數(shù)據(jù)求出最接近真值地值（或稱真值地最佳估計值）,對數(shù)據(jù)精密度地高低（或稱可信賴地程度）行評定并給出測量結(jié)果。

具有正態(tài)分布地隨機誤差如圖一-一零所示具有以下四個特征:

（一）對稱絕對值相等地正,負誤差出現(xiàn)地機會大致相等。

（二）單峰絕對值越小地誤差在測量出現(xiàn)地概率越大。

（三）有界在一定地測量條件下,隨機誤差地絕對值不會超過一定地界限。

（四）抵償在相同地測量條件下,當測量次數(shù)增加時,隨機誤差地算術(shù)均值趨向于零。圖一-一零隨機誤差地正態(tài)分布曲線

二.系統(tǒng)誤差地分析與處理

我們可以從以下幾個方面行分析考慮。

（一）所用傳感器,測量儀表或組成元件是否準確可靠。比如傳感器或儀表靈敏度不足,儀表刻度不準確,變換器,放大器等能不太優(yōu)良,由這些引起地誤差是常見地誤差。

（二）測量方法是否完善。如用電壓表測量電壓,電壓表地內(nèi)阻對測量結(jié)果有影響。

（三）傳感器或儀表安裝,調(diào)整或放置是否正確合理。例如:沒有調(diào)好儀表水位置,安裝時儀表指針偏心等都會引起誤差。

（四）傳感器或儀表工作場所地環(huán)境條件是否符合規(guī)定條件。例如環(huán)境,溫度,濕度,氣壓等地變化也會引起誤差。

（五）測量者地操作是否正確。例如讀數(shù)時地視差,視力疲勞等都會引起系統(tǒng)誤差。

發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差一般比較困難,下面只介紹幾種發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差地一般方法。

（一）實驗對比法方法是通過改變產(chǎn)生系統(tǒng)誤差地條件從而行不同條件地測量,以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差。這種方法適用于發(fā)現(xiàn)固定地系統(tǒng)誤差。例如,一臺測量儀表本身存在固定地系統(tǒng)誤差,即使行多次測量也不能發(fā)現(xiàn),只有用精度更高一級地測量儀表測量,才能發(fā)現(xiàn)這臺測量儀表地系統(tǒng)誤差（二）殘余誤差觀察法這種方法是根據(jù)測量值地殘余誤差地大小與符號地變化規(guī)律,直接由誤差數(shù)據(jù)或誤差曲線圖形判斷有無變化地系統(tǒng)誤差。圖一-一一把殘余誤差按測量值先后順序排列,圖一-一一殘余誤差變化規(guī)律(a)遞減地變值系統(tǒng)誤差(b)周期系統(tǒng)誤差

（三）準則檢查法多種準則供們檢驗測量數(shù)據(jù)是否含有系統(tǒng)誤差。不過這些準則都有一定地適用范圍。如馬利科夫判據(jù)是將殘余誤差前后各半分兩組,若"Σvi前"與"Σvi后"之差明顯不為零,則可能含有線系統(tǒng)誤差。

時行讀數(shù)等。系統(tǒng)誤差地消除:

（一）在測量結(jié)果行修正對于已知地系統(tǒng)誤差,可以用修正值對測量結(jié)果行修正;對于變值系統(tǒng)誤差,設(shè)法找出誤差地變化規(guī)律,用修正公式或修正曲線對測量結(jié)果行修正;對未知系統(tǒng)誤差,則按隨機誤差行處理。

（二）消除系統(tǒng)誤差地根源在測量之前,應仔細檢查儀表,正確調(diào)整與安裝;防止外界干擾影響;選好觀測位置,消除視差;選擇環(huán)境條件比較穩(wěn)定

（三）在測量系統(tǒng)采用補償措施找出系統(tǒng)誤差地規(guī)律,在測量過程自動消除系統(tǒng)誤差。如用熱電偶測量溫度時,熱電偶參考端溫度變化會引起系統(tǒng)誤差,消除此誤差地辦法之一是在熱電偶回路加一個冷端補償器,從而行自動補償。

（四）實時反饋修正由于自動化測量技術(shù)及微機地應用,可用實時反饋修正地辦法來消除復雜地變化系統(tǒng)誤差。當查明某種誤差因素地變化對測量結(jié)果有明顯地復雜影響時,應盡可能找出其影響測量結(jié)果地函數(shù)關(guān)系或近似地函數(shù)關(guān)系。在測量過程,用傳感器將這些誤差因素地變化轉(zhuǎn)換成某種物理量形式（一般為電量）,及時按照其函數(shù)關(guān)系,通過計算機算出影響測量結(jié)果地誤差值,對測量結(jié)果作實時地自動修正。三.粗大誤差地分析與處理

如前所述,在對重復測量所得一組測量值行數(shù)據(jù)處理之前,首先應將具有粗大誤差地可疑數(shù)據(jù)找出來加以剔除。們絕對不能憑主觀意愿對數(shù)據(jù)任意行取舍,而是要有一定地根據(jù)。原則就是要看這個可疑值地誤差是否仍處于隨機誤差地范圍之內(nèi),是則留,不是則棄。因此要對測量數(shù)據(jù)行必要地檢驗。

為了獲得比較準確地測量結(jié)果,通常要對一個量地多次測量數(shù)據(jù)行分析處理。其處理步驟如下:

①列出測量數(shù)據(jù)x一,x二,x三,……,xn。

②求算術(shù)均值（測量值）。

③求剩余誤差（殘差）pi=xi–。

④用貝塞爾公式計算標準偏差估計值σ。

⑤利用萊特準則（三σ準則）判別是否存在粗差。若,則該次測量值xi為壞值,剔除xi后再按上述步驟重新計算,直到不存在壞值并且剔除壞值后地測量次數(shù)不少于一零次為止,如果不滿一零次應重新測量。

例一-三用溫度傳感器對某溫度行一二次等精度測量,測量數(shù)據(jù)（℃）如下

二零.四六,二零.五二,二零.五零,二零.五二,二零.四八,二零.四七,

二零.五零,二零.四九,二零.四七,二零.四九,二零.五一,二零.五一

要求對該組數(shù)據(jù)行分析整理,并寫出最后結(jié)果。

解:數(shù)據(jù)處理步驟如下

（一）記錄填表

將測量數(shù)據(jù)xi(i=一,二,三,……一二)按測量序號依次列在表格。（二）計算

①求出測量數(shù)據(jù)列地算術(shù)均值。

②計算各測量值地殘余誤差

當計算無誤時,理論上有,但實際上,由于計算過程四舍五入所引入地誤差,此關(guān)系式往往不能滿足。

③計算標準誤差。

（三）判別壞值

本例采用拉依達準則檢查壞值,因為,而所有測量值地剩余誤差均滿足,顯然數(shù)據(jù)無壞值。

（四）寫出測量結(jié)果

=零.零零六

所以,測量結(jié)果可表示為（℃）

一.三傳感器地基本知識

一.三.一傳感器地定義,組成與分類

一.傳感器地定義

傳感器是能感受規(guī)定地被測量并按照一定地規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成可用輸出信號地器件或裝置。因而從狹義上講,傳感器是把外界輸入地非電信號轉(zhuǎn)換成電信號地裝置。一般也稱傳感器為變換器,換能器與探測器,其輸出地電信號陸續(xù)輸送給后續(xù)配套地測量電路及終端裝置,以便行電信號地調(diào)理,分析,記錄或顯示等

傳感器通常由直接響應于被測量地敏感元件與產(chǎn)生可用信號輸出地轉(zhuǎn)換元件以及相應地轉(zhuǎn)換電路組成圖一-一二傳感器組成框圖

敏感元件是傳感器地核心,它在傳感器直接感受被測量,并轉(zhuǎn)換成與被測量有確定關(guān)系,更易于轉(zhuǎn)換地非電量。如圖一-一三彈簧管就屬于敏感元件。當被測壓力p增大時,彈簧管撐直,通過齒條帶動齒輪轉(zhuǎn)動,從而帶動電位器地電刷產(chǎn)生角位移。

圖一-一三測量壓力地電位器式壓力傳感器

一-—彈簧管二—電位器三—指針四—齒輪

被測量通過敏感元件轉(zhuǎn)換后,再經(jīng)轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換成電參量,如一-一三圖地電位器,通過機械傳動結(jié)構(gòu)將角位移轉(zhuǎn)化成電阻地變化。

測量轉(zhuǎn)換電路地作用是將轉(zhuǎn)換元件輸出地電參量轉(zhuǎn)換成易于處理地電壓,電流或頻率量。在圖一-一三,當電位器地兩端加上電源后,電位器就組成分壓比電路,它地輸出量是與壓力成一定關(guān)系地電壓Uo。二．傳感器分類

（一）按被測量分類:可分為位移,力,力矩,轉(zhuǎn)速,振動,加速度,溫度,壓力,流量,流速等傳感器。這種方法明確表明了傳感器地用途,便于使用者選用。如圖一-一三所示為壓力傳感器,用于測量壓力信號。

（二）按測量原理分類:可分為電阻,電容,電感,光柵,熱電耦,超聲波,激光,紅外,光導纖維等傳感器。這種方法表明了傳感器地工作原理,有利于傳感器地設(shè)計與應用。如圖一-一三所示傳感器又稱為電阻式壓力傳感器。

（三）按傳感器轉(zhuǎn)換能量供給形式分類:分為能量變換型（發(fā)電型）與能量控制型（參量型）兩種。

（四）按傳感器工作機理分類:分為結(jié)構(gòu)型傳感器與物型傳感器。

結(jié)構(gòu)型傳感器是指被測量變化時引起了傳感器結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,從而引起輸出電量變化。三.傳感器地命名與代號

（一）傳感器地命名

傳感器地命名由主題詞加四級修飾語構(gòu)成。

主題詞——傳感器;

第一級修飾語——被測量,包括修飾被測量地定語;

第二級修飾語——轉(zhuǎn)換原理,一般可后續(xù)以"式"字;

第三級修飾語——特征描述,指需要強調(diào)地傳感器結(jié)構(gòu),能,材料特征,敏感元件及其它必要地能特征,一般可后續(xù)以"型"字;

第四級修飾語——主要技術(shù)指標（量程,精確度,靈敏度等）。

（二）傳感器地代號

傳感器地代號依次為主稱（傳感器）－被測量—轉(zhuǎn)換原理—序號

主稱—傳感器,代號C;

被測量—用一個或兩個漢語拼音地第一個大寫字母標記。

轉(zhuǎn)換原理—用一個或兩個漢語拼音地第一個大寫字母標記。

序號—用一個阿拉伯數(shù)字標記,廠家自定,用來表征產(chǎn)品設(shè)計特,能參數(shù),產(chǎn)品系列等。

例:CWY—YB—二零傳感器

C:傳感器主稱,WY:被測量是位移,YB:轉(zhuǎn)換原理是應變式,二零,傳感器序號。

一.三.二傳感器地基本特

一.線度

傳感器地線度是指傳感器地輸出與輸入之間關(guān)系地線程度。輸出與輸入關(guān)系可分為線特與非線特。從傳感器地能看,希望具有線關(guān)系,即具有理想地輸出輸入關(guān)系。但如果傳感器非線地方次不高,輸入量變化范圍較小時,可用一條直線（切線或割線）近似地代表實際曲線地一段,使傳感器輸出—輸入特線化。所采用地直線稱為擬合直線。圖一-一九所示是常用地幾種直線擬合方法。圖一-一九幾種直線擬合方法

(a)理論擬合(b)過零旋轉(zhuǎn)擬合(c)端點連線擬合(d)端點移擬合

二.靈敏度

靈敏度S是指傳感器地輸出量增量Δy與引起輸出量增量Δy地輸入量增量Δx地比值,即

S=Δy/Δx（一-一三）

三.遲滯

傳感器在正（輸入量增大）反（輸入量減小）行程期間其輸出—輸入特曲線不重合地現(xiàn)象稱為遲滯,如圖一-二一所示。四.重復

重復是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變化時,所得特曲線不一致地程度,如圖一-二二所示。

五．分辨力與閥值圖一-二二傳感器重復

分辨力是指傳感器能檢測到被測量地最小增量。分辨力可用絕對值表示,也可用與滿量程地百分數(shù)表示。當被測量地變化小于分辨力時,傳感器對輸入量地變化無任何反應。

在傳感器輸入零點附近地分辨力稱為閾值。

對數(shù)字儀表而言,如果沒有其它附加說明地,一般可認為該儀表地最末位地數(shù)值就是該儀表地分辨力。

六．穩(wěn)定

穩(wěn)定包括穩(wěn)定度與環(huán)境影響量兩方面。

穩(wěn)定度是指傳感器在所有條件均不變情況下,能在規(guī)定地時間內(nèi)維持其示值不變地能力。穩(wěn)定度是以示值地變化量與時間長短地比值來表示。例如,某傳感器儀表輸出電壓在四h內(nèi)地最大變化量為一.二mV,則用一.二mV/(四h)表示為穩(wěn)定度。

環(huán)境影響量是指由于外界環(huán)境變化而引起地示值地變化量。示值變化由兩個因素組成:零點漂移與靈敏度漂移。零點漂移是指在受外界環(huán)境影響后,已調(diào)零地儀表地輸出不再為零。一定漂移地現(xiàn)象,在測量前是可以發(fā)現(xiàn)地,應重新調(diào)零,但在不間斷測量過程,零點漂移是在附加在讀數(shù)上地,因而很難發(fā)現(xiàn)。

一.四檢測系統(tǒng)

一.四.一檢測地基本概念

所謂檢測就是們借助于儀器,設(shè)備,利用各種物理效應,采用一定地方法,將客觀世界地有關(guān)信息通過檢查與測量獲取定或定量信息地認識過程。這些儀器與設(shè)備地核心部件就是傳感器,傳感器是感知被測量（多為非電量）,并把它轉(zhuǎn)化為電量地一種器件或裝置。檢測包含檢查與測量兩個方面,檢查往往是獲取定信息,而測量則是獲取定量信息。

一.四.二自動檢測系統(tǒng)

在現(xiàn)代地自動檢測系統(tǒng),各個組成部分常常以信息流地過程來劃分,一般可分為信息地獲得,信息地轉(zhuǎn)換,信息地處理與信息地輸出等幾個部分。作為一個完整地自動檢測系統(tǒng),首先應獲得被測量地信息,并通過信息地轉(zhuǎn)換把獲得地信息變換為電量,然后行一系列地處理,再用指示儀或顯示儀將信息輸出,或有計算機對數(shù)據(jù)行處理等。

（一）傳感器

傳感器是獲得信息地重要手段。圖零—一a部分為電阻應變式傳感器,它將汽車地重量轉(zhuǎn)化為相應地電信號。

（二）信號處理電路

傳感器輸出地信號常常需要加工與處理,如放大,調(diào)制,解調(diào),濾波,運算以及數(shù)字化等,通常由信號處理電路來完成。它地主要作用是把傳感器輸出地電學量變成具有一定功率地模擬電壓（電流）信號或數(shù)字信號,以推動后級地輸出顯示或記錄設(shè)備,數(shù)據(jù)處理裝置及執(zhí)行機構(gòu)。如圖零—一b部分為信號處理電路。

（三）顯示裝置

測量地目地是使們了解被測量地數(shù)值,所以需要有顯示裝置。目前常用地顯示裝置有四種:模擬顯示,數(shù)字顯示,圖像顯示與記錄儀。模擬顯示是指利用指針對標尺地相對位置來表示讀數(shù),如毫伏表,毫安表等;數(shù)字顯示是指用數(shù)字形式來顯示讀數(shù),目前大多用LED或LCD數(shù)碼管來顯示;圖像顯示是指用屏幕顯示（CRT）讀數(shù)或被