傳感與視覺檢測技術 課件全套 賀道坤 1-1 傳感檢測技術基礎-8-3 機器視覺的檢測、測量、識別及定位2

工業(yè)和信息化部“十四五”規(guī)劃教材

高等職業(yè)院?！盎ヂ?lián)網+”系列精品教材傳感與視覺檢測技術（ISBN）1.1傳感器的定義、作用第1章傳感檢測技術基礎目錄PAGEDIRECTORY認識傳感器傳感器定義傳感器的地位和作用010203認識傳感器01觸屏傳感器力傳感器關節(jié)中用到編碼器壓力傳感器傳感器的定義02國家標準（GB76665-1987）:能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。傳感器輸出的電量有不同的形式，如電壓、電流和頻率等，以滿足信息的傳輸、處理、記錄、顯示和控制等要求。被測量電量傳感器的定義02傳感器基本含義是測量裝置，能完成基本的檢測任務：輸入量是某一物理量（物理量、化學量或生物量）；輸出某種物理量（往往是電量），便于轉換和處理；輸出與輸入有對應關系，且有一定的精確程度。傳感器的定義02關鍵詞是測量裝置輸出與輸入有對應關系。傳感器的地位和作用02“沒有傳感器就沒有現(xiàn)代科學技術”1、傳感器是信息產業(yè)的支柱歷史時代：生產方式：手工勞動

人與簡單工具

機械化動力機與機械自動化自動測量控制信息化智能生產裝置傳感器的地位和作用02“沒有傳感器就沒有現(xiàn)代科學技術”1、傳感器是信息產業(yè)的支柱歷史時代：生產方式：手工勞動

人與簡單工具

機械化動力機與機械自動化自動測量控制信息化智能生產裝置信息化是社會發(fā)展的必然趨勢，如果沒有正確的信息（信號）就沒有處理的意義。1、傳感器是信息產業(yè)的支柱傳感器是人類感覺器官的延伸，有電五官之稱；是各種信息的感知、采集、轉換、傳輸和處理的功能器件。傳感器的地位和作用021、傳感器是信息產業(yè)的支柱傳感器是人類感覺器官的延伸，有電五官之稱；是各種信息的感知、采集、轉換、傳輸和處理的功能器件。傳感器的地位和作用022、傳感器是工業(yè)生產的“萬能之眼”傳感器的地位和作用02傳感技術是帶動國民經濟增長的一個關鍵領域。例如：工業(yè)生產中利用傳感器在線檢測：料位檢測、顏色識別、液位檢測、產品計數…2、傳感器是工業(yè)生產的“萬能之眼”傳感器的地位和作用02

例如:工業(yè)生產中利用機器視覺進行：裝配定位、平整度檢測、形狀檢測、字符識別…智能手機的裝配精度確認平整度檢測皮帶輪形狀檢測鑄件表面的字符識別2、傳感器是工業(yè)生產的“萬能之眼”傳感器的地位和作用0215進氣系統(tǒng)發(fā)動機車輪安全氣囊車門尾氣（安全+舒適+節(jié)能）2、傳感器是工業(yè)生產的“萬能之眼”傳感器的地位和作用02汽車傳感器汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，關鍵部件，核心技術內容。普通轎車：約幾十到近百只傳感器豪華轎車：可多達兩百只傳感器燃油壓力傳感器氧傳感器2、傳感器是工業(yè)生產的“萬能之眼”傳感器的地位和作用02發(fā)動機向發(fā)動機的電子控制單元（ECU）提供發(fā)動機的工作狀況信息，對發(fā)動機的工作狀況進行精確控制。溫度、壓力、位置、轉速、流量、氣體濃度、和爆震傳感器等。2、傳感器是工業(yè)生產的“萬能之眼”傳感器的地位和作用02底盤控制變速器系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、動力轉向系統(tǒng)、制動防抱死系統(tǒng)等。車速、踏板、加速度、節(jié)氣門、油溫2、傳感器是工業(yè)生產的“萬能之眼”傳感器的地位和作用02車身提高汽車安全性、可靠性和舒適性；溫度、濕度、風量、日照、加速度、車速、車距、圖像等等。3、傳感器是科學研究的“先行官”傳感器的地位和作用02俄羅斯科學家門捷列夫：科學是從測量開始的。英國物理學家開爾文：我們只能測量后才能了解。錢學森：發(fā)展高新技術，信息技術是關鍵，信息技術包括測量技術、計算機技術和通信技術。神舟飛船的成功發(fā)射，得益于成百上千傳感器提供寶貴的飛行數據。3、傳感器是科學研究的“先行官”傳感器的地位和作用02航天器在航天領域舉足輕重火箭測控：檢測火箭狀況、姿態(tài)、軌跡飛行器測控：檢測飛行姿態(tài)、發(fā)點及工況等“阿波羅10”火箭部分：2077個傳感器飛船部分：1218個傳感器4、傳感器是軍事上的“戰(zhàn)斗力”傳感器的地位和作用02在軍事上，傳感器體現(xiàn)出“戰(zhàn)斗力”。傳感器的測量精度決定了武器系統(tǒng)的打擊精度，測試速度、診斷能力決定武器的反應能力。4、傳感器是軍事上的“戰(zhàn)斗力”傳感器的地位和作用021991年海灣戰(zhàn)爭精確制導炸彈和導彈占8%；2003年伊拉克戰(zhàn)爭精確制導炸彈和導彈占90；4、傳感器是軍事上的“戰(zhàn)斗力”傳感器的地位和作用02夜視儀瞄準及系統(tǒng)：非冷卻紅外傳感器技術激光測距儀：可精確定位目標，精確的設定高爆彈引爆時間4、傳感器是軍事上的“戰(zhàn)斗力”傳感器的地位和作用02智能戰(zhàn)斗機器人5、傳感器是確認依據的“物化法官”傳感器的地位和作用02檢查產品質量

識別指紋假鈔

偵破刑事案件檢測環(huán)境污染查服違禁藥物小結與思考傳感器的地位

傳感器定義

傳感器作用

傳感器0102列舉5個工業(yè)生產或日常生活中傳感器的應用實例。簡述下圖中油箱內油面檢測裝置的工作原理？思考題謝謝大家的聆聽!1.2傳感器的組成和分類目錄PAGEDIRECTORY傳感器的組成傳感器分類方法按被測量分類010203

傳感器的組成和分類按測量原理分類04按輸出信號的性質分類04傳感器的組成01敏感元件：直接感受被測量（非電量）并按一定規(guī)律轉換成與被測量有確定關系的某一物理量的原件。測量轉換電路：能把傳感元件輸出的電量轉換為便于處理、傳輸、記錄、顯示和控制的有用電信號的電路。不同類的傳感元件有不同類的轉換電路與之適應，在研究傳感技術時，應把傳感元件和變換電路作為一個統(tǒng)一體來考慮。傳感元件：又稱為變換器，一般情況它不直接感受被測量，而是將敏感元件的輸出量轉換為電量輸出的元件。傳感器的組成01敏感元件：被測量（非電量）

轉換成

某一物理量

關鍵詞：傳感元件：敏感元件的輸出量轉換為電量

測量轉換電路：把傳感元件輸出的電量轉換為便于處理的有用電信號傳感器的組成01例：測量壓力的電位器式壓力傳感器1－彈簧管（敏感元件）2－電位器（傳感元件）3－電刷4－傳動機構（齒輪-齒條）電位器式壓力傳感器C形彈簧管：

敏感元件

壓力

轉換成

位移

電位器

傳感元件：

位移轉換為電阻分壓電路

測量轉換電路：

電阻轉換為電壓傳感器的組成01例：測量壓力的電位器式壓力傳感器傳感器的分類方法021、按被測量分類2、按測量原理分類3、按傳感器輸出信號性質分類傳感器的種類名目繁多，分類方法不盡相同。常用的分類方法有三種：傳感器根據被測量分類03位移位移傳感器重量速度加速度溫度濕度壓力流量流速被測對象傳感器名稱稱重傳感器速度傳感器加速度傳感器溫度傳感器濕度傳感器壓力傳感器流量傳感器流速傳感器傳感器根據測量原理分類04電阻電容電感光柵超聲波紅外光纖熱電偶霍爾壓電電阻式傳感器電容式傳感器電感式傳感器光柵傳感器超聲波傳感器紅外傳感器光纖傳感器熱電偶傳感器霍爾傳感器壓電傳感器優(yōu)點：看名字對其原理一目了然，類別少，有利于對傳感器的深入研究分析，在傳感器的選型過程中有助于根據使用場合進行選型。傳感器根據輸出信號的性質進行分類05輸出信號性質開關量傳感器模擬量傳感器數字式傳感器NPN型接近開關PNP型接近開關熱電阻、熱電偶電流型4~20mA電壓型1-5V脈沖（增量式編碼器）二進制編碼(絕對式編碼器)

（本課程采用的分類方式，便于和控制器配合應用）小結與思考按被測量分類

傳感器的組成傳感器分類方法按輸出信號的性質分類按測量原理分類傳感器組成和分類0102開關量傳感器和模擬量傳感器在輸出信號時有什么區(qū)別？本課程傳感部分的重點學習任務是什么？思考和操作謝謝大家的聆聽!1.3誤差的基本概念及分類目錄PAGEDIRECTORY誤差的基本概念絕對誤差和相對誤差粗大誤差、系統(tǒng)誤差和隨機誤差010203靜態(tài)誤差和動態(tài)誤差04誤差的基本概念01誤差：測量值與被測量真值的差別。是評定精度的尺度，誤差越小表示精度越高。真值：在一定條件下被測量客觀存在的實際值?？赏豢杉矗话阌盟阈g平均值或量值精度足夠高的測量值來代替。

誤差=測量值-真值測量值：由測量所獲得的量值。理論真值：也稱絕對真值，如整圓的圓周角為360°。約定真值：人為約定的真值，如水在1個標準大氣壓下的沸點約定為100

℃。相對真值：指高一級標準器的指示值即為下一等級的真值，此真值被稱為相對真值。1）絕對誤差

測量值與真值間的差值。絕對誤差和相對誤差022）相對誤差（2）示值（標稱）相對誤差

絕對誤差與測量值的百分比。

（1）實際相對誤差

絕對誤差與真值的百分比。

（3）滿度（引用）相對誤差

絕對誤差與儀器滿度值的百分比。儀表的準確度等級和基本誤差

等級0.10.20.51.01.52.55.0基本誤差±0.1%±0.2%±0.5%±1.0%±1.5%±2.5%±5.0%例：某指針式電壓表的精度為2.5級，用它來測量電壓時可能產生的滿度相對誤差為

。2.5%1）粗大誤差明顯偏離真值的誤差，也叫過失誤差。產生原因：就數值大小而言，粗大誤差明顯超過正常條件下的誤差。當發(fā)現(xiàn)粗大誤差時，應予以剔除。測量人員的粗心大意：如測錯、讀錯、記錯等；測量儀器受到突然而強大的干擾所引起的：如外界過電壓尖峰干擾等造成的誤差。判別及處理方法：粗大誤差、系統(tǒng)誤差和隨機誤差03產生粗大誤差的一個例子

2）系統(tǒng)誤差夏季擺鐘為什么變慢了？也稱裝置誤差，反映了測量值偏離真值的程度。因有規(guī)律性，可以通過實驗的方法或引入修正值的方法計算修正，也可以重新調整測量儀表的有關部件予以消除。誤差的數值固定；按一定規(guī)律變化。處理方法：特點：3）隨機誤差

特點：不確定性和統(tǒng)計性。隨機因素，如觀察者視覺、聽覺的分辨能力及外界環(huán)境因素的擾動等。存在隨機誤差的測量中，雖然單個測量值誤差的出現(xiàn)是隨機的，既不能用實驗的方法消除，也不能修正，但就誤差的整體性而言，多數隨機誤差服從正態(tài)分布。增加測量次數，采用數理統(tǒng)計相關理論和方法，對數據結果進行統(tǒng)計處理。產生原因：隨機誤差是測量過程中許多獨立的、微小的、偶然的因素引起的綜合結果。指在同一條件下多次測量同一被測量時，時大時小、時正時負、無規(guī)則漲落的誤差，也稱偶然誤差，它反映了測量值離散性的大小。處理方法：隨機誤差的正態(tài)分布規(guī)律2）動態(tài)誤差

當被測量隨時間迅速變化時，系統(tǒng)的輸出量在時間上不能與被測量的變化精確吻合。靜態(tài)誤差和動態(tài)誤差041）靜態(tài)誤差被測量不隨時間變化時所產生的誤差。動態(tài)誤差較小時的心電圖儀測量結果動態(tài)誤差較大時的心電圖儀測量結果由心電圖儀放大器帶寬不夠引起的動態(tài)誤差小結與思考

誤差的基本概念絕對誤差相對誤差粗大誤差系統(tǒng)誤差隨機誤差靜態(tài)誤差動態(tài)誤差誤差的基本概念及分類0102誤差一般包括哪些種類？誤差產生的原因主要有哪些？檢定一個1.5級、滿量程值為10mA的電流表，若在5mA處的絕對誤差最大且為0.13mA(即其他刻度處的絕對誤差均小于0.13mA，請分析該表是否合格？思考謝謝大家的聆聽!1.4傳感器的基本特性outputinputxyf(x)目錄PAGEDIRECTORY傳感器的特性靜態(tài)特性動態(tài)特性010203傳感器的特性01傳感器xy指輸出與輸入間的關系，一般，由y與x的關系式y(tǒng)=f（x）描述。

靈敏度分辨力線性度穩(wěn)定性電磁兼容性可靠性動態(tài)特性靜態(tài)特性（x隨時間不變或變化緩慢）（x隨時間較快地變化）基本特性（1）靈敏度指傳感器在穩(wěn)態(tài)下輸出量變化與輸入量變化之比，用K表示：用來描述測試系統(tǒng)對輸入信號變化的一種反應能力，反映了傳感器對被測參數變化的靈敏程度。對于定常線性系統(tǒng)，其靈敏度恒為常數。靜態(tài)特性02對非線性系統(tǒng)，靈敏度為特性曲線上某點處切線的斜率。

線性傳感器在傳感器的線性范圍內，希望靈敏度越高越好。

作圖法求靈敏度xyx1ΔxΔy0切點傳感器特性曲線xmax特性曲線是非線性的，靈敏度隨輸入量變化。（2）分辨力指傳感器能檢出被測信號的最小變化量。鉗形電流表當被測量的變化小于分辨力時，傳感器對輸入量的變化無任何反應。對數字儀表，如果沒有其他附加說明，可以認為其最后一位所表示的數值就是它的分辨力。一般，分辨力的數值小于儀表的最大絕對誤差。（3）線性度

反映實際特性曲線與擬合直線的接近程度。

傳感器的輸出與輸入關系可以分為線性特性和非線性特性。從傳感器的性能看，希望具有線性關系，即理想型輸入輸出關系，但實際遇到的大多為非線性，希望非線性誤差越小越好。作圖法求線性度1—擬合曲線2—實際特性曲線將傳感器輸出起始點與滿量程點連接起來的直線作為擬合直線，這條直線稱為端基理論直線，得出的線性度稱為端基線性度。用端基直線代替實際的輸入、輸出曲線，求解過程簡單，但是其非線性度較差。（4）穩(wěn)定性包含穩(wěn)定度和環(huán)境影響量。穩(wěn)定度：指儀表在所有條件都恒定不變的情況下，在規(guī)定的時間內能維持其示值不變的能力。一般以儀表的示值變化量與時間的長短之比表示。環(huán)境影響量:僅指由外界環(huán)境變化而引起的示值變化量。示值的變化由兩個因素構成：零漂；靈敏度漂移。零漂：已調零儀表在受外界環(huán)境影響后，輸出不再等于零，而有一定的漂移。零點漂移靈敏度漂移比如，某儀器輸出電壓值在8h內最大變化量為1.3mV，則穩(wěn)定度表示為1.3mV/8h。靈敏度漂移：是靈敏度受環(huán)境影響發(fā)生變化。（5）電磁兼容性指電子設備在規(guī)定的電磁干擾環(huán)境中能按照原設計要求正常工作的能力，而且也不向處于同一環(huán)境中的其他設備釋放超過允許范圍的電磁干擾。隨著科學技術、生產力的發(fā)展，高頻、寬帶、大功率的電器設備應用越來越多，隨之帶來的電磁干擾也越來越影響傳感檢測系統(tǒng)的正常工作，所以要求我們的傳感檢測系統(tǒng)在惡劣的電磁干擾環(huán)境中，必須能正常的工作，并能取得精度等級范圍內的正確測量結果。是反映檢測系統(tǒng)在規(guī)定的條件、在規(guī)定的時間內是否耐用的一種綜合性的質量指標。

失效率浴盆曲線.（6）可靠性大多數產品的故障率隨時間的變化曲線形似浴盆，故稱之為浴盆曲線。“老化”試驗設備在檢測設備通電的情況下，將之放置于高溫環(huán)境

低溫環(huán)境

高溫環(huán)境……反復循環(huán)。老化之后的系統(tǒng)在現(xiàn)場使用時，故障率大為降低。指輸入量隨時間變化時,傳感器的輸出與輸入的關系，是傳感器的輸出值能夠真實地再現(xiàn)變化著的輸入量能力的反映。一個動態(tài)特性好的傳感器，其輸出將再現(xiàn)輸入量的變化規(guī)律，即具有相同的時間函數。而實際的傳感器其輸出信號將不會與輸入信號具有相同的時間函數，這種輸出與輸入的差異就是動態(tài)誤差。傳感器的動態(tài)特性不僅與傳感器的“固有因素”有關，還與傳感器輸入量的變化形式有關。也就是說，同一個傳感器在不同形式的輸入信號作用下，其輸出量的變化是不同的，通常采用階躍信號、正弦信號和線性信號作為標準輸入信號來研究傳感器的響應特性。動態(tài)特性03小結與思考靜態(tài)特性

傳感器的特性

動態(tài)特性

傳感器的基本特性0102傳感器的靜態(tài)特性是什么？由哪些性能指標描述？它們一般可用哪些公式表示？傳感器的性能參數反映了傳感器的什么關系？思考謝謝大家的聆聽!工業(yè)和信息化部“十四五”規(guī)劃教材

高等職業(yè)院?！盎ヂ?lián)網+”系列精品教材賀道坤張偉建主編宣言歐娟娟張董副主編傳感與視覺檢測技術（ISBN）電子工業(yè)出版社工業(yè)和信息化部“十四五”規(guī)劃教材

高等職業(yè)院校“互聯(lián)網+”系列精品教材第2章開關量傳感器及其應用電子工業(yè)出版社2.1電感傳感器原理、分類、應用目錄PAGEDIRECTORY電感傳感器自感傳感器工作原理自感傳感器分類電感傳感器的應用01020305自感傳感器的測量轉換電路04電感傳感器01利用電磁感應原理將被測非電量轉換成線圈自感系數或互感系數的變化，再由測量電路轉換為電壓或電流的變化量輸出的傳感器。被測非電量（位移、振動、壓力、應變、流量、比重等）電磁感應自感系數L互感系數M測量電路U,I,f優(yōu)點：分辨力和測量精度高，輸出功率大，性能穩(wěn)定，重復性好；缺點：分辨力和測量范圍相互制約，頻率響應慢，不適合快速動態(tài)測量。氣隙變小，電感變大，電流變小。F自感傳感器工作原理02電感量計算公式：則線圈自感量：當氣隙較小且不考慮磁路鐵損時，總磁阻：由電感定義：由磁路歐姆定律：銜鐵移動氣隙變化磁阻變化電感變化自感傳感器工作原理示意圖1—線圈2—鐵芯3—銜鐵自感傳感器分類03（1）變隙式電感傳感器氣隙磁通截面積A不變，則電感L為氣隙厚度δ的單值函數。L-δ特性曲線輸出特性為非線性關系，測量范圍與靈敏度及線性度相矛盾，適用于微小位移的測量，應用廣泛。（2）變截面式電感傳感器保持氣隙厚度δ不變，使氣隙磁通截面積A改變，則L為A的單值函數。在忽略氣隙磁通邊緣效應的條件下，輸入與輸出呈線性關系。由于漏感等原因，其線性區(qū)范圍較小，靈敏度也較低。常用于角位移的測量。L-A特性曲線（3）螺線管式電感傳感器在線圈中放入圓柱形銜鐵，銜鐵在線圈中伸入長度的變化將引起螺管線圈電感量的變化。結構簡單，制作容易，但靈敏度稍低，且只有銜鐵在螺線管的中間工作時，電感量和位移才有可能呈線性關系，適用于較大位移的測量。（4）差動電感傳感器采用兩個完全相同傳感線圈共用一個銜鐵就夠成了差動電感傳感器，兩個線圈的電氣參數和幾何尺寸要求完全相同。在差動電感傳感器中，當銜鐵隨被測量移動而偏離中間位置時，兩個線圈的電感量一個增加，一個減小，形成差動形式。自感系數特性曲線曲線1、2為L1、L2

的特性，3為差動特性（1）差動式比單線圈式的靈敏度提高了一倍；（2）線性度得到明顯改善；（3）溫度變化、電源波動、外界干擾等對傳感器精度的影響，能互相抵消而減小；（4）電磁吸力對測力變化的影響也由于能相互抵消而減小。相比單線圈變氣隙式電感傳感器特性，有如下優(yōu)點：測量轉換電路04（1）變壓器電橋電路電橋兩臂為傳感器線圈繞組，另外兩臂橋為交流變壓器次級線圈的兩半，每半的電壓為u/2。當負載阻抗為無窮大時，可得電橋的輸出電壓為：

?當銜鐵處于中間位置時，因繞組完全對稱，

?當銜鐵下移時，

則：

?當銜鐵上移時，

則：

銜鐵兩種移動方向下，輸出電壓大小相等，相位相反。由于采用交流電源，則不論銜鐵向線圈的哪個方向移動，電橋輸出電壓總是交流的，即無法判別位移的方向。（2）相敏檢波電路輸出電壓經相敏檢波電路可以反映位移的大小和方向。帶相敏檢波的電橋電路?當銜鐵處于中間位置時：

則電壓表有輸出，輸出電壓均為下正上負。同理，當銜鐵向另一方向移動時，無論在交流電源U的正半周還是負半周，電橋輸出電壓均為上正下負。不同檢波方式的輸出特性曲線使用相敏檢波電路，輸出電壓的幅值表示了銜鐵位移的大小，極性則反映了銜鐵移動的方向；還能消除零點殘余電壓的影響。測微儀圓柱滾子電感傳感器的應用05（1）電感式滾柱直徑分選裝置（2）電感傳感器在粗糙度測量中的應用——手持式粗糙度儀

金剛石測頭粗糙度測量結果打印小結與思考自感傳感器分類

電感傳感器自感傳感器工作原理測量轉換電路自感傳感器應用電感傳感器原理、分類、應用0102什么叫電感式傳感器？電感式傳感器有哪些類型簡述變氣隙式自感傳感器的工作原理？思考電感傳感器自感傳感器工作原理自感傳感器分類電感傳感器的應用01020305自感傳感器的測量轉換電路04實訓2.1NPN型電感式接近開關接線操作及應用目錄PAGEDIRECTORY接近開關基礎知識電感式接近開關NPN型電感式接近開關接線操作及應用010203接近開關基礎知識01接近開關是一種無需與運動部件進行機械直接接觸而可以操作的位置開關，當物體接近開關的感應面到動作距離時，不需要機械接觸及施加任何壓力即可使開關動作，從而驅動直流電器或給計算機（PLC）裝置提供控制指令。接近開關又稱無觸點行程開關，給出的是開關信號（高電平或低電平），是理想的電子開關量傳感器。特性：非接觸檢測，避免了對傳感器自身和目標物的損壞；無觸點輸出，操作壽命長；即使在有水或油噴濺的苛刻環(huán)境中也能穩(wěn)定檢測；反應速度快；小型感測頭，安裝靈活。主要類型：無源接近開關，電感式，電容式，霍爾式，光電式等。接近開關的接線方式兩線制：紅（棕）線接電源正，藍線接電源負，接近開關與負載串聯(lián)后接到電源即可。受工作條件的限制，導通時開關本身產生一定壓降，截止時又有一定的剩余電流流過，選用時應予考慮。接近開關的負載可以是信號燈、繼電器線圈或PLC等。三線制：紅（棕）線接電源正，藍線接電源0V端，黑線接負載。NPN：感應時，輸出低電平，負載的另一端接線接到電源正端，負載電流注入開關。PNP：感應時，輸出高電平，負載的另一端接線接到電源0V端，負載電流流出開關。不受剩余電流等不利因素的困擾，工作更可靠。有NPN型和PNP型，輸出形式：NPN常開、NPN常閉、PNP常開、PNP常閉。四線制：紅（棕）線接電源正，藍線接電源0V端，黑線和白線為兩條信號線，常開和常閉，接負載。電感式接近開關02由振蕩器、開關電路、放電輸出電路組成。振蕩器由電感線圈、電容及晶體管組成振蕩器，并產生一個交變磁場。當金屬目標接近這一磁場，并達到感應距離時，在金屬目標內產生渦流并反作用于接近開關，從而導致振蕩衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級放大電路處理并轉換成開關信號，觸發(fā)驅動控制器件，從而達到非接觸式檢測的目的。特點：抗干擾性能好，開關頻率高，大于200Hz;只能感應金屬。NPN型電感式接近開關接線操作及應用031、實驗平臺模塊2、NPN型電感式接近開關與DC24V電源的接線24V3、NPN型電感式接近開關與負載的接線24V4、接線完畢，接通電源，應用功能驗證小結與思考電感式接近開關

接近開關基礎知識

接線操作及應用

NPN型電感式接近開關接線操作及應用0102畫出NPN型電感傳感器的接線圖，這類接近開關信號輸出為高電平還是低電平？電感式接近開關適合做什么類型工件的檢測？能否進行顏色的識別？在生產線中可以用到哪些地方？思考和操作接近開關基礎知識電感式接近開關NPN型電感式接近開關接線操作及應用010203PNP型電感式接近開關接線操作及應用目錄PAGEDIRECTORYPNP型電感式接近開關的接線方式PNP型電感式接近開關接線操作及應用0102三線制：紅（棕）線接電源正，藍線接電源0V端，黑線接負載。PNP：負載的另一端接線接到電源0V端，感應時，輸出高電平，負載電流流出開關。PNP型電感式接近開關的接線方式01PNP型電感式接近開關接線操作及應用021、實驗平臺模塊2、PNP型電感式接近開關與DC24V電源的接線24V3、PNP型電感式接近開關與負載的接線24V4、接線完畢，接通電源，應用功能驗證小結與思考NPN輸入的實際操作

開關量傳感器知識回顧

NPN輸入接線圖的繪制

NPN型傳感器接PLC0102畫出PNP型電感傳感器的接線圖，這類接近開關信號輸出為高電平還是低電平？PNP型與NPN型的使用場合有何不同?思考和操作PNP型電感式接近開關的接線方式PNP型電感式接近開關接線操作及應用01022.2電容傳感器原理、分類、應用目錄PAGEDIRECTORY電容傳感器電容傳感器工作原理電容傳感器分類010203電容傳感器應用04電容傳感器01電容傳感器是以各種類型的電容器作為傳感器元件，將被測物理量的變化轉換為電容量的變化，再經測量轉換電路轉換為電壓、電流或頻率。被測非電量（位移、振動、壓力、加速度、液位、濕度和成分含量等）電容器電容值測量電路U,I,f優(yōu)點：（1）可獲得較大的相對變化量；（2）能在高溫、輻射和強烈振動等惡劣條件下工作；（3）本身發(fā)熱影響?。唬?）動態(tài)響應快；（5）可進行非接觸測量。電容傳感器工作原理02當忽略電容器邊緣效應時，其電容量為:

平板電容器電容傳感器分類03（一）按工作原理分類變面積式電容傳感器變極距式電容傳感器變介電常數式電容傳感器電容傳感器1、變面積式電容傳感器初始電容值當動極板隨被測物體向右移動x后，兩極板的相互覆蓋面積將減小，電容量為：（a）平板形直線位移式增大極板寬度，減小極距，可提高靈敏度。具有平板形直線位移式、圓筒形直線位移式、半圓形角位移式之分。

（b）圓筒形直線位移式外圓筒固定，內圓筒在外圓桶內作上、下直線運動。當內圓筒向下移動x時，則兩個同心圓筒的遮蓋面積減小，電容量也隨之減小：內外圓筒半徑差越小，靈敏度越高。外圓筒必須接地，屏蔽外界電場干擾，且能減小與內圓筒的分布電容。

初始電容值:（c）半圓形角位移式動極板由被測物體帶動而旋轉一個角位移時，兩極板的遮蓋面積A就減小，電容量也隨之減小。靈敏度系數與初始電容成正比。觀察收音機選臺和電容量變化的關系

初始電容值:定極板動極板x

2、變極距式電容傳感器

K不為常數，是x的函數

輸出電容與被測量是非線性關系。靈敏度提高

改進：為提高變極距式傳感器的靈敏度，減小非線性，常把傳感器做成差動形式。減小非線性誤差提高傳感器靈敏度減小寄生電容的影響減小溫度、濕度等環(huán)境因素的影響

定極板動極板x定極板

當介質厚度δ保持不變，而相對介電常數改變，如空氣濕度變化，介質吸入潮氣時，電容量將發(fā)生較大變化，可作為相對介電常數測試儀。反之，可作為檢測介質厚度的傳感器。3、變介電常數式電容傳感器

（二）按輸出信號性質分類開關量電容傳感器模擬量電容傳感器電容式傳感器NPN型PNP型電容式傳感器應用041、電容測厚儀可以用來測量金屬帶材在軋制過程中的厚度。電容極板金屬帶材軋輥

軋輥電容極板電容測厚儀傳動輪傳動輪

2、電容加速度傳感器電容加速度傳感器多晶硅多層結構加速度單元測試工作原理底層多晶硅（下電極）頂層多晶硅（上電極）多晶硅懸臂梁襯底16腳封裝外形信號處理電路加速度測試單元

由于硅的彈性滯后很小，且懸臂梁的質量很輕，所以頻率響應可達1KHz以上，加速度測量范圍可達±100g。電容加速度傳感器在汽車中的應用裝有傳感器的假人氣囊3、濕敏電容利用具有很大吸濕性的絕緣材料作為電容傳感器的介質，在其兩側面鍍上多孔性電極。當相對濕度增大時，吸濕性介質吸收空氣中的水蒸氣，使兩塊電極間的介質相對介電常數大為增加，因此，電容量增大。多孔Au電極

引腳引腳加濕器

單晶硅基底鑒頻器

多孔性氧化鋁濕敏電容工作原理4、電容接近開關測量頭構成電容器的一個極板，另一個極板是被測物體，當被測物體移向接近開關時，被測物體和接近開關的介電常數發(fā)生變化，使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化。由此便可控制開關的接通和關斷；接近開關的檢測物體，并不限于金屬導體，也可以是絕緣的液體或粉狀物體。振蕩電路感應電極被測物體電容式接近開關在物位測量控制中的應用5、差動電容式差壓變送器是一種將壓力變量轉化為可傳輸的標準化輸出信號的儀表，其輸出信號與壓力變量間有一定的連續(xù)函數關系（通常為線性函數），主要用于壓力參數的測量和控制。金屬膜玻璃層P1波紋隔離膜片P2測量膜基座基座波紋隔離膜片硅油

小結與思考分類工作原理電容式傳感器

應用

電容式傳感器0102電容式傳感器可分為哪幾類？各自的主要用途是什么？總結電容式傳感器的優(yōu)缺點，主要應用場合以及使用中應注意的問題。思考電容式傳感器電容式傳感器工作原理電容式傳感器分類010203電容式傳感器應用04實訓2.2電容式接近開關接線操作及應用目錄PAGEDIRECTORY電容式接近開關的接線方式電容式接近開關接線操作及應用0102電容式接近開關01感應距離可調整；特別適于非金屬物的檢測，如食品，化工等行業(yè)。不但能檢測金屬，還能檢查塑料、玻璃、水、油等物質；易受干擾，注意安裝位置；電容式接近開關的接線方式02三線制：紅（棕）線接電源正，藍線接電源0V端，黑線接負載。NPN：負載的另一端接線接到電源正端，感應時，輸出低電平，負載電流注入開關。PNP：負載的另一端接線接到電源0V端，感應時，輸出高電平，負載電流流出開關。1、實驗平臺模塊電容式接近開關接線操作及應用032、電容式接近開關與DC24V電源的接線24V24V3、電容式接近開關與負載的接線24V24V小結與思考接線方式

電容式接近開關

接線操作及應用

電容式接近開關接線操作及應用0102電容式接近開關適合對什么類型的工件進行檢測？可以應用在哪些場合？試舉例說明。分別將干燥的紙和潮濕的紙放在接近開關前方，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象，為什么？思考和操作電容式接近開關電容式接近開關的接線方式電容式接近開關接線操作及應用0102032.3光電式傳感器原理、分類

三種光電效應及對應光電元件、光電傳感器的應用本節(jié)主要內容目錄PAGEDIRECTORY外光電效應010203050604光電式傳感器原理、分類光電池及應用概述基于外光電效的用應內光電效應-光敏電阻及應用內光電效應-光敏二、三極管及應用概述1-光電傳感器的工作原理01光電傳感器是將被測量的變化轉換成光信號的變化，然后通過光電元件轉換成電信號，光電傳感器屬于非接觸測量。光源光通路光電器件信號處理輸出光光電電被測量被測量概述2-光譜特性01概述3種光電效應01外光電效應在光線作用下能使電子從物體表面逸出內光電效應在光線作用下能使物體電阻率發(fā)生變化光生伏特效應在光線作用下，物體產生一定方向電動勢外光電效應-紫外管02當一定頻率的光照射到光電陰極上時，光電陰極吸收了光子的能量便有電子逸出而形成光電子。這些光電子被具有正電位的陽極所吸引，因而在光電管內便形成定向空間電子流，外電路就有了電流。紫外光約185-260nm外光電效應-紫外管02圖中，在電路中串入一個適當的電阻，則電路中的電流便轉換為電阻上的電壓。電流或電壓的變化與光成一定的函數關系，從而實現(xiàn)了光電轉換?；谕夤怆娦膽?/p>

火焰探測系統(tǒng)的特點03紫外光傳感器只對185-260nm狹窄范圍內的紫外光響應紫外光傳感器對其它頻譜范圍光不敏感火焰探測中的220nm-280nm紫外波段屬于太陽光譜盲區(qū)紫外光傳感器有效地避開了太陽光地干擾，系統(tǒng)處理負擔大為減輕。基于外光電效應的應用03坦克及裝甲車的三防系統(tǒng)飛機發(fā)動機火焰監(jiān)測系統(tǒng)艦船火災警告系統(tǒng)內光電效應-光敏電阻104半導體引出電極引出電極注意電流表的讀數隨光照度的變化內光電效應-光敏電阻204光敏電阻的外形內光電效應-光敏電阻

基本應用電路04內光電效應-光敏電阻

光敏電阻的應用04內光電效應-光敏二極管

結構原理

05結構示意及符號內光電效應-光敏二極管2應用05反向偏置的PN結受光照控制光電接受管光電發(fā)射管內光電效應-光敏三極管1結構原理

05光敏三極管外形結構圖等效電路圖形符號內光電效應-光敏二極管與光敏三極管的光電特性05內光電效應-光敏二、三極管的應用05思考一下：通常家里有多個紅外遙控器,如空調、電視、冰箱等，它們之間可以通用嗎？相互之間會產生干擾嗎？編碼調制轉換發(fā)射接受轉換解調解碼光電池-光生伏特效應06硅光電池結構圖光電池-常見的光電池06常見的各類光電池硅光電池的響應波長約在0.45～1.1μm范圍光電池的應用領域06人造衛(wèi)星宇、宙飛船、星系站、太空實驗室、標航燈、邊遠山區(qū)的永久電源收音機、電視機、計算機、鐵路信號燈、電動車等光電池-在能源領域的應用（水上光伏發(fā)電）06光電池-光照度儀06光電池的應用-濁度儀061—恒流源2—半導體激光器3—半反半透鏡4—反射鏡5—被測水樣6、9—光電池

7、10—電流/電壓轉換器8—標準水樣小結與思考內光電效應的原理及應用

光電管的原理及應用

光電池的原理及應用

光電式傳感器原理、分類0102內光電效應與外光電效應的區(qū)別與聯(lián)系？請結合本節(jié)內容，看看日常生活中有哪些地方用到了光電傳感器，或者可以用到光電傳感器。思考和練習實訓2.3光電式接近開關的接線操作及應用光電式接近開關的接線操作及應用本節(jié)主要內容目錄PAGEDIRECTORYNPN型光電接近開關的接線0102030504光電式接近開關的接線操作及應用光電式接近開關的分類光電式接近開關的工作方式PNP型光電接近開關的接線光電式接近開關的工作原理01光電式接近開關的工作原理ObjectReceiver光發(fā)射器光接收器光路被檢測物體開關信號02光電式接近開關的分類按工作方式分反射型遮斷型漫反射型02按輸出信號的性質來分NPN型接近開關PNP型接近開關光電式接近開關的分類02按工作電源分交流型直流型光電式接近開關的分類02按接線方式分三線制兩線制光電式接近開關的分類03光電式接近開關的工作方式-遮斷型光電式接近開關發(fā)射管接收管被檢測物體03光電式接近開關的工作方式-反射型光電式接近開關反射鏡被測物體偏振光發(fā)射光03光電式接近開關的工作方式-漫反射型漫反射光線反射光線光發(fā)射器和光接受器發(fā)射光線額定距離03光電式接近開關的工作方式-漫反射型04NPN型光電接近開關的接線24V05PNP型光電接近開關的接線24V05PNP型光電接近開關的接線小結與思考光電式接開的工作方式

光電式接開的分類

光電式接開的

光電式接開關的接線操作及應用0102兩線制與三線制接近開關可以互換嗎？如果可以具體如何接線？（以兩線制取代三線制為例說明）請說明下PNP常閉型接近開關與PLC連接時各個端子的電位變化？思考和練習光纖傳感器原理、分類光纖傳感器原理、分類及應用本節(jié)主要內容目錄PAGEDIRECTORY光纖傳感器的工作原理01020304光纖感器原理、分類光纖溫度傳感器光纖圖像傳感器光纖及傳光基礎知識光纖式加速度感器05光纖及傳光基礎知識-光纖的結構01光纖通信光纖傳感器光纖及傳光基礎知識-光纖的結構01纖芯是光波的主要傳輸通道；纖芯材料的主體是SiO2，并摻入微量的GeO2、P2O5，以提高材料的光折射率。涂覆層保護光纖不受水汽的侵蝕和機械擦傷，同時又增加光纖的柔韌性，起著延長光纖壽命的作用。包層可以是一層、二層或多層結構，總直徑約100～200um，包層材料主要也是SiO2，摻入了微量的B2O3或SiF4以降低包層對光的折射率；包層的折射率略小于纖芯，這樣的構造可以保證入射到光纖內的光波集中在纖芯內傳輸光纖及傳光基礎知識-光纖的傳光原理01光纖及傳光基礎知識-光纖的傳光原理01光纖及傳光基礎知識-光纖的傳光原理01光纖及傳光基礎知識-光纖的傳光原理011、光纖線可以卷曲嗎？可以折疊嗎？為什么？2、光纖可以遠距離傳輸信號嗎？最遠可以多少？光纖及傳光基礎知識-光纖模式01光波在光纖中的傳播途徑和方式稱為光纖模式。單模光纖直徑較?。?－12um)，只能傳輸一種模式。其優(yōu)點是：信號畸變小、信息容量大、線性好、靈敏度高；缺點：纖芯較小，制造、連接、耦合較困難。多模光纖直徑較大(50-100um)，傳輸模式不只一種，其缺點是：性能較差。優(yōu)點：纖芯面積較大，制造、連接、耦合容易。光纖傳感器的工作原理02光源光纖光探測器光纖傳感器的組成光纖傳感器的工作原理02系統(tǒng)對光的要求要求光源的體積盡量小，以利于它與光纖耦合；光源發(fā)出的光波長應合適，以便減少光在光纖中傳輸的損失；另外還要求光源穩(wěn)定性好、噪聲小、安裝方便和壽命長等。光源要有足夠亮度，以便提高傳感器的輸出信號。光纖傳感器的工作原理02光探測器光纖溫度傳感器的應用03光纖溫度傳感器的應用03光纖圖像傳感器04光纖圖像傳感器04圖像光纖截面光纖圖像傳感器04工業(yè)用內窺鏡系統(tǒng)原理光纖式加速度感器05測量光束光纖式加速度感器05小結與思考光纖式傳感器的原理

光纖及傳光基礎

光纖式傳感器的應用

光纖感器原理、分類0102相對傳統(tǒng)傳感器光纖式傳感器有何優(yōu)點？請結合本節(jié)內容，展望一下光纖式傳感器在現(xiàn)代制造業(yè)中的應用。思考和練習目錄PAGEDIRECTORY光纖傳感器的工作原理01020304光纖感器原理、分類光纖溫度傳感器光纖圖像傳感器光纖及傳光基礎知識光纖式加速度感器05光纖接近開關及應用光纖接近開關的原理、結構及應用本節(jié)主要內容目錄原理光纖接近開關的特點01020304光纖接近開關及應用光纖接近開關的工作方式光纖接近開關的應用光纖接近開關的工作原理光纖接近開關的工作原理01光纖傳感器光纖線光纖控制器光纖接近開關的工作原理01光電式接近開關光纖接近開關的工作原理01光纖接近開關光纖接近開關特點02光纖開關，是一種非接觸型的電路開關，由發(fā)光管、光纖探頭、光探測器、放大器及輸出指示燈組成，光纖探頭由發(fā)送光纖和接收光纖組成，二者之間隔有一定的檢測空間，利用光路在檢測空間通或斷，經光電轉換實現(xiàn)電路開關作用。用作各種自控設備的電路開關。光纖接近開關特點02光纖開關壽命長，安全可靠，抗干擾強，尤其適合于潮濕、高溫、強電磁干擾等應用場合，這種開關可以完全浸在液體中也能工作，也可安裝到遠離控制系統(tǒng)的地方。但此開關成本較高。光纖接近開關特點02為何光纖接近開關具有很高的抗電磁干擾性？光纖接近開關的工作方式03反射型遮斷型反射鏡反射型光纖接近開關的應用04標志孔電路板標志檢測

當光纖發(fā)出的光穿過標志孔時，若無反射，說明電路板方向放置正確。

光纖耦合器傳輸光纖出射光纖光纖接近開關的應用03

采用遮斷型光纖光電開關對IC

芯片引腳進行檢測小結與思考光纖接近開關的特點

光纖接近開關的工作原理

光纖接近開關的應用

光纖接近開關及應用0102相對傳統(tǒng)光電開關，光纖開關有何優(yōu)點？請結合本節(jié)內容，請結合本節(jié)內容，設計一倒車保護裝置。思考和練習目錄原理光纖接近開關的特點01020304光纖接近開關及應用光纖接近開關的工作方式光纖接近開關的應用光纖接近開關的工作原理霍爾式傳感器原理、參數及應用

霍爾式傳感器原理、參數及應用本節(jié)主要內容目錄PAGEDIRECTORY霍爾效應的基本特性010203050604霍爾式傳感器原理、參數及應用霍爾傳感器的應用3-霍爾式無刷電機霍爾效應常見的霍爾元件霍爾傳感器的應用1—電流計霍爾傳感器的應用2-位置檢測07霍爾傳感器的應用4-轉速表霍爾效應01霍爾效應是電磁效應的一種，這一現(xiàn)象是美國物理學家霍爾（E.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金屬的導電機制時發(fā)現(xiàn)的?；魻栯妱莸呐袛嘧笫侄▌t一般為N型半導體霍爾效應01霍爾效應的基本特性02EH=KHIBcos

霍爾電勢EH-霍爾電勢KH-霍爾系數I-激勵電流B-磁感應強度-B與法面的夾角02霍爾效應的基本特性線性特性開關特性03常見霍爾元器件激勵電流I=？EH=KHIBcos

霍爾元件的應用1—電流計04IBBU儀表霍爾元件的應用1—電流計04大家不妨考慮一下霍爾式電流計的優(yōu)點霍爾元件的應用2—位置檢測05位置1位置2磁鐵霍爾元件的應用3—霍爾式無刷電動機06霍爾元件的應用3—霍爾式無刷電動機06霍爾元件的應用4-轉速表07霍爾元件的應用4—轉速表07SN線性霍爾磁鐵N=60F/Z霍爾元件的應用4—轉速表07霍爾轉速傳感器在汽車防抱死裝置（ABS）中的應用

小結與思考霍爾傳感器的參數

霍爾傳感器的原理

霍爾傳感器的應用

霍爾式傳感器原理、參數及應用0102無刷電機的工作原理？請結合本節(jié)內容，看看霍爾傳感器在機電設備種的應用例子。思考和練習工業(yè)和信息化部“十四五”規(guī)劃教材

高等職業(yè)院校“互聯(lián)網+”系列精品教材賀道坤張偉建主編宣言歐娟娟張董副主編傳感與視覺檢測技術（ISBN）電子工業(yè)出版社第3章模擬量傳感器及應用電阻應變式傳感器課程導入千帆競發(fā)，百舸爭流電阻Resistance舉步維艱，艱難前行人物出境3.1電阻應變式傳感器目錄2.分類1.基本原理3.電阻應變片的結構與分類4.小結人物出境電阻應變式傳感器電阻應變式傳感器1.基本原理形變||阻值變化||U&I變化||受力/質量變化體重

電阻應變式傳感器1.基本原理非電物理量電參量R電信號u，i，f被測物工作電信號敏感性傳感性轉換電路放大電路2.分類敏感性sensitivity力F，G加速度a轉矩T溫度濕度濃度成份位移非電物理量被測物材料電阻敏感性電阻應變式傳感器

傳感性sensing應變效應壓敏（阻）效應非電物理量電參量電阻（R）電阻傳感性2.分類電阻應變式傳感器

線性轉變非線性轉變應變效應（1）受拉時,l增加、r變小，R變大。（2）受壓時,l減小、r變大，R變小。（3）是電阻率，材料固有特性！2.分類電阻應變式傳感器金屬應變片

電阻相對變化量

R/R

與軸向（縱向）應變

x的關系，在很大范圍內是線性的。2.分類電阻應變式傳感器金屬應變片K：應變片靈敏度金屬材料

≈2倍；半導體≈幾十倍2.分類電阻應變式傳感器F的用途：測量拉力和物體的稱重彈性模量為E；截面面積為A壓阻效應泊松系數，應變靈敏系數ks2.分類電阻應變式傳感器N型硅的Ks<0，N型硅的Ks>01－引出線2－覆蓋層3－基底

4－電阻絲（敏感柵）3.電阻應變片的結構與分類電阻應變式傳感器金屬絲式金屬箔式金屬薄膜3.電阻應變片的結構與分類電阻應變式傳感器1.檢查通斷。2.表面處理3.劃出十字線4.固定與粘結5.固化6.檢查7.焊接引線與防護8.再次固定3.黏貼方法電阻應變式傳感器八大步驟1.檢查通斷。2.表面處理3.劃出十字線4.固定與粘結5.固化6.檢查7.焊接引線與防護8.再次固定3.黏貼方法電阻應變式傳感器1.檢查通斷。2.表面處理3.劃出十字線4.固定與粘結5.固化6.檢查7.焊接引線與防護8.再次固定3.黏貼方法電阻應變式傳感器1.檢查通斷。2.表面處理3.劃出十字線4.固定與粘結5.固化6.檢查7.焊接引線與防護8.再次固定3.黏貼方法電阻應變式傳感器1.檢查通斷。2.表面處理3.劃出十字線4.固定與粘結5.固化6.檢查7.焊接引線與防護8.再次固定3.黏貼方法電阻應變式傳感器3.黏貼方法1.檢查通斷。2.表面處理3.劃出十字線4.固定與粘結5.固化6.檢查7.焊接引線與防護8.再次固定3.黏貼方法電阻應變式傳感器1.檢查通斷。2.表面處理3.劃出十字線4.固定與粘結5.固化6.檢查7.焊接引線與防護8.再次固定3.黏貼方法電阻應變式傳感器1.檢查通斷。2.表面處理3.劃出十字線4.固定與粘結5.固化6.檢查7.焊接引線與防護8.再次固定3.黏貼方法電阻應變式傳感器1.檢查通斷。2.表面處理3.劃出十字線4.固定與粘結5.固化6.檢查7.焊接引線與防護8.再次固定3.黏貼方法電阻應變式傳感器4.小結與思考電阻應變式傳感器人物出境應變效應和壓阻效應

基本原理

電阻應變片

電阻應變式傳感器

第一講模擬量傳感器及應用電橋測量轉換電路2.電橋放大電路與補償電路1.非平衡電橋3.電阻應變式傳感器的應用4.小結與答疑電橋測量轉換電路目錄人物出境1.非平衡電橋電橋測量轉換電路1.非平衡電橋認識單相橋式電路橋式整流電路電橋測量轉換電路1.非平衡電橋非平衡電橋平衡電橋b、d點對負極（a點）的電壓相等時稱作“電橋平衡”b、d點對負極（a點）的電壓不相等時稱作“非電橋平衡”Figure1.DiagramofWheatstonefullbridgecircuitforstraingage分類電橋測量轉換電路1.非平衡電橋平衡電橋非平衡電橋R1分類單臂半橋（靈敏度最低）差分雙臂半橋（靈敏度略高）差分四臂全橋（靈敏度最高）電橋測量轉換電路1.非平衡電橋分類電橋測量轉換電路1.非平衡電橋R1R2R3R4Vbd（V）30%60%60%60%2#：可變電阻R1~R4基礎阻值是10Ω單臂半橋

單臂半橋（靈敏度最低）電橋測量轉換電路1.非平衡電橋

靈敏度S分類電橋測量轉換電路1.非平衡電橋R1R2R3R4Vbd（V）30%60%60%60%230%90%60%60%3#：可變電阻R1~R4基礎阻值是10Ω雙臂半橋

電橋測量轉換電路1.非平衡電橋

靈敏度S差分雙臂半橋（靈敏度略高）

分類電橋測量轉換電路1.非平衡電橋R1R2R3R4Vbd（V）30%60%60%60%230%90%60%60%330%90%90%30%6#：可變電阻R1~R4基礎阻值是10Ω四臂全橋

電橋測量轉換電路1.非平衡電橋

靈敏度S

差分全橋四臂（靈敏度最高）分類2.電橋放大電路電橋測量轉換電路2.電橋放大電路與補償電路電橋電路放大電橋測量轉換電路2.電橋放大電路與補償電路小問題：請問在電路中調節(jié)哪些元器件可以調控放大比例？放大2.電橋放大電路（1）R5的作用是減小調節(jié)范圍，也稱限流電阻。（2）設置“調零電位器”RP,調節(jié)RP,最終可以使R1

/R2

=R4/R3電橋測量轉換電路2.電橋放大電路與補償電路調零應變片自補償法和橋路補償法兩類電橋測量轉換電路2.電橋放大電路與補償電路溫度補償應變片的溫度誤差：應變片自補償法和橋路補償法兩類0.02%FS/10℃電橋測量轉換電路2.電橋放大電路與補償電路應變片R1待測物溫度補償應變片自補償法和橋路補償法兩類電橋測量轉換電路2.電橋放大電路與補償電路應變片R2空白處應變片R1待測物溫度補償全橋能實現(xiàn)溫度自補償電橋測量轉換電路3.應變傳感器的應用3.電阻應變式傳感器的應用在懸臂梁上測重3.應變傳感器的應用用途：汽車衡判斷超載！電橋測量轉換電路3.電阻應變式傳感器的應用荷重測量3.應變傳感器的應用電橋測量轉換電路3.電阻應變式傳感器的應用電子秤T

=FL（N·m）電橋測量轉換電路3.電阻應變式傳感器的應用力矩（轉矩）傳感器人物出境4.小結電橋測量轉換電路放大電路，溫度補償

非平衡電橋

應變傳感器的應用

電橋測量電路

第一講

第一講模擬量傳感器及應用3.2熱電阻傳感器2.熱敏電阻的原理與分類1.熱電阻的原理與分類3.熱電阻和熱敏電阻的應用4.小結與答疑熱電阻傳感器目錄人物出境熱電阻傳感器1.非平衡電橋課程導入溫度冷熱程度熱平衡溫度傳感器接觸式熱傳導或熱對流非接觸式熱輻射轉換金屬測溫傳感器半導體測溫傳感器間接測量熱電阻傳感器1.熱電阻的原理與分類100W/220V燈泡冷態(tài)阻值熱電阻受熱后阻值劇增熱態(tài)阻值熱電阻傳感器1.熱電阻的原理與分類溫度上升晶格振動加劇自由電子移動受阻電阻率增大e晶格晶格工作原理熱電阻傳感器1.熱電阻的原理與分類鉑熱電阻傳感器分類PtCu熱電阻傳感器1.熱電阻的原理與分類普通式薄膜式鎧裝式分類熱電阻傳感器2.熱敏電阻的原理與分類熱敏電阻（Thermisror），一種半導體測溫元件熱敏電阻傳感器負溫度系數NTC正溫度系數PTC溫度電阻熱電阻傳感器2.熱敏電阻的原理與分類NTC，NegativeTemperatureCoefficient電子和空穴MO陶瓷或薄膜

替代物：（SiC，SnSe,TaN）熱電阻傳感器2.熱敏電阻的原理與分類PTC，PositiveTemperatureCoefficient載流粒子BaTiO3：

一種強K化合物材料，具有高

和低tan。熱電阻傳感器2.熱敏電阻的原理與分類

1－熱敏電阻2－玻璃外殼3－引出線4－純銅外殼5－傳熱安裝孔a）圓片形b）柱形c）珠形d）鎧裝型e）厚膜型f）貼片式g）圖形符號熱敏電阻的外形、結構及符號熱電阻傳感器3.熱電阻和熱敏電阻的應用

Rt=R0(1+At+Bt2+Ct3+Dt4)式中Rt——熱電阻在t時的電阻值；R0——熱電阻在0℃時的電阻值；A、B、C、D——溫度系數近似計算Rt=R0(1+αt）ITS-90標準：熱電阻分度號：鉑Pt100：0℃時，100Ω銅Cu50：0℃時，50Ω學習查“鉑熱電阻分度表”附錄D熱電阻應用熱電阻傳感器3.熱電阻和熱敏電阻的應用電橋電路放大電路熱電阻應用熱電阻傳感器3.熱電阻和熱敏電阻的應用

MF12型NTC熱敏電阻聚脂塑料封裝熱敏電阻MF58型熱敏電阻大電流PTC熱敏電阻熱敏電阻應用熱電阻傳感器3.熱電阻和熱敏電阻的應用

作用1：測溫熱敏電阻應用熱電阻傳感器3.熱電阻和熱敏電阻的應用作用2：溫度控制及過熱保護T↑→R突然大幅↓→I急劇↑→繼電器啟動斷電熱敏電阻應用熱電阻傳感器3.熱電阻和熱敏電阻的應用作用3：限制電流過大低溫低阻狀態(tài)（通）高溫高阻狀態(tài)（斷）正溫度熱敏電阻熱敏電阻應用人物出境熱電阻傳感器4.小結熱敏電阻的原理與分類

熱電阻的原理與分類

應用

熱電阻傳感器

第一講

第一講

第一講模擬量傳感器及應用3.3智能儀表設置及應用智能儀表設置及應用人物出境目錄2.智能儀表的表盤參數設置1.智能儀表的認識3.智能儀表操作應用4.小結智能儀表設置及應用1.智能儀表的認識智能儀表XC系列XCZXCZ-101XCTXCT-101XMXMZXMT智能儀表智能儀表設置及應用1.智能儀表的認識可編程模塊化輸入四路報警濾波及自動補償RS485通訊接口100~240VAC或24VDCUDIAN智能儀表智能儀表設置及應用1.智能儀表的認識1）輸入規(guī)格：

熱電偶：K、S、R、E、J、N；熱電阻：Pt100、Cu50；線電壓，線電流2）測量范圍：K(-50~+1300℃)，PT100(-200~+800℃)3）分辨率：K、E、J、N、

Pt100型

為0.1℃5）其他參數：技術參數4）測量精度：0.3級（0.3%FS）智能儀表設置及應用2.智能儀表的表盤參數設置面板參數①PV：PreviousValue當前值②SV：SettingValue設定值③設置鍵，進入參數設置狀態(tài)。④

?數據移位鍵⑤▼數據減少鍵⑥▲數據增加鍵⑦LED指示燈：orAL智能儀表設置及應用2.智能儀表的表盤參數設置面板參數①PV：PreviousValue當前值②SV：SettingValue設定值③設置鍵，進入參數設置狀態(tài)。④

?數據移位鍵⑤▼數據減少鍵⑥▲數據增加鍵⑦LED指示燈：智能儀表設置及應用3.智能儀表操作應用N1基本操作現(xiàn)場參數N2專業(yè)操作系統(tǒng)參數N3獲取/讀取測量值S1HlAL上限報警S2LoAL下限報警S3HdAL第二上限報警S4LdAL第二下限報警S5Loc參數修改級別Loc=808智能儀表設置及應用3.智能儀表操作應用N1基本操作現(xiàn)場參數N2專業(yè)操作系統(tǒng)參數N3獲取讀取溫度值S6AHYS報警回差S7AoP報警輸出定義S8INP輸入規(guī)格S9dPT小數點位置S10SCL輸入下限顯示值Loc=808【0012】個位HIAL=2，AL2口十位LoAL=1，AL1口智能儀表設置及應用3.智能儀表操作應用N1基本操作現(xiàn)場參數N2專業(yè)操作系統(tǒng)參數N3獲取讀取溫度值S11SCH輸入下限顯示值S12Scb輸入平移修正S13Ctrl控制方式S14OPt輸出類型S15Addr通訊地址Loc=808智能儀表設置及應用3.智能儀表操作應用Pt100熱電阻傳感器測溫參數設定值備注HIAL（測量上限報警）LOAL（測量下限報警）AHYS（回差）0AOP（報警輸出設定）0012（inP）——輸入信號選擇（in-dPt）小數點位置0.0（SCL）測量量程下限（SCH）測量量程上限（Scb）零點修正設定值0CTLPOPOPT（變送輸出）4-20mA設定HIAL,LOALK型熱電偶inP：21設定SCL，SCH2925210200讀取溫度值人物出境智能儀表設置及應用4.小結表盤參數設置

智能儀表的認識

應用

熱電阻傳感器

第一講

第一講

第一講

第一講

第一講模擬量傳感器及應用實訓3.1Pt100熱電阻輸出信號變送為標準電流信號2.溫度變送器輸出標準電流應用1.電流型變送器3.智能儀表輸送標準電流應用4.小結與答疑Pt100熱電阻輸出信號變送為標準電流信號人物出境目錄Pt100熱電阻輸出信號變送為標準電流信號1.認識電流型變送器電流變送器是一種將被測電量轉換成按線性比例直流電流的測量儀表。Pt100熱電阻輸出信號變送為標準電流信號1.電流型變送器標準電流信號：4~20mA4~20mA0~10V1~5VPt100熱電阻輸出信號變送為標準電流信號2.溫度變送器輸出標準電流應用輸出4~20mADC24電源4~20mA電流表Pt100熱電阻溫度變送器Pt100熱電阻輸出信號變送為標準電流信號2.溫度變送器輸出標準電流應用實物接線Pt100熱電阻輸出信號變送為標準電流信號3.智能儀表輸送標準電流應用Pt100熱電阻電流表智能儀表+24V0V電氣接線圖Pt100熱電阻輸出信號變送為標準電流信號3.智能儀表輸送標準電流應用Pt100熱電阻電流表智能儀表實物接線圖智能儀表通電連接熱電阻連接電流表Pt100熱電阻傳感器測溫應用PT100熱電阻3.智能儀表輸送標準電流應用Pt100熱電阻輸出信號變送為標準電流信號4.小結電流表與智能儀表連接

電流型變送器

Pt100熱電阻一體化溫度變送器

變送為標準電流信號01請查閱資料，說出如何利用Pt100熱電阻一體化變送器，送出標準電壓信號，并連接到電壓表，完成實物接線？思考和操作

第一講

第一講

第一講

第一講模擬量傳感器及應用實訓3.2

Pt100熱電阻傳感器測溫應用2.Pt100熱電阻傳感器的原理與接線1.Pt100熱電阻傳感器概述3.

Pt100熱電阻傳感器接智能儀表4.小結Pt100熱電阻傳感器測溫應用人物出境目錄Pt100熱電阻傳感器測溫應用1.

Pt100熱電阻傳感器概述概念三線制ABC

高溫四氟材料+鍍銀銅絲抗干擾Pt100熱電阻傳感器測溫應用1.

Pt100熱電阻傳感器概述鎧裝式熱電阻絕緣式接殼式暴端式防水密封圈防水接線口防脫鏈熱電阻探頭Pt100熱電阻傳感器測溫應用1.

Pt100熱電阻傳感器概述鎧裝式熱電阻輸出Pt100信號輸出4~20mA防水密封圈防水接線口防脫鏈熱電阻探頭Pt100熱電阻傳感器測溫應用1.

Pt100熱電阻傳感器概述應用自來水消防化工機械石油水電2.Pt100熱電阻傳感器的原理與接線工作原理Pt100熱電阻傳感器測溫應用Pt100：100歐姆（0℃）——引用自百度百科

2.Pt100熱電阻傳感器的原理與接線三線制接線Pt100熱電阻傳感器測溫應用r1r2r3Rt

智能儀表2.Pt100熱電阻傳感器的原理與接線三線制接線Pt100熱電阻傳感器測溫應用ABB電流（4-20mA）電壓（1-5V）3.

Pt100熱電阻傳感器接智能儀表實驗目的：

Pt100熱電阻傳感器測溫智能儀表Pt100熱電阻傳感器Pt100熱電阻傳感器測溫應用Pt100熱電阻傳感器宇電智能儀表Pt100熱電阻傳感器測溫應用3.

Pt100熱電阻傳感器接智能儀表智能儀表通電Pt100熱電阻傳感器測溫應用3.

Pt100熱電阻傳感器接智能儀表智能儀表通電連接Pt100熱電阻PT100熱電阻Pt100熱電阻傳感器測溫應用3.

Pt100熱電阻傳感器接智能儀表3.

Pt100熱電阻傳感器接智能儀表智能儀表通電連接熱電阻連接報警燈Pt100熱電阻傳感器測溫應用PT100熱電阻3.熱電偶接智能儀表應用K型熱電偶傳感器測溫參數設定值備注HIAL（測量上限報警）LOAL（測量下限報警）AHYS（回差）0AOP（報警輸出設