傳感器基礎(chǔ)教學(xué)課件

1.傳感器的定義和作用任務(wù)1認(rèn)識傳感器傳感器在衛(wèi)星中的應(yīng)用第1頁/共27頁IC芯片引腳檢測示意圖傳感器在稱重中的應(yīng)用任務(wù)1認(rèn)識傳感器1.傳感器的定義和作用第2頁/共27頁測溫?zé)犭娮鑲鞲衅麟娙菔揭何挥嬋蝿?wù)1認(rèn)識傳感器1.傳感器的定義和作用第3頁/共27頁傳感器的定義：

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。

傳感器是接收信號或刺激并反應(yīng)的器件，以測量為目的，以一定精度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定關(guān)系的、易于處理的電量信號輸出的裝置。

任務(wù)2理解傳感器的定義1.傳感器的定義和作用第4頁/共27頁

任務(wù)3理解傳感器的作用人與工業(yè)機(jī)器人對應(yīng)關(guān)系1.傳感器的定義和作用第5頁/共27頁特點(diǎn)：代替人的耳，眼，鼻等器官去感知和獲取人不能直接獲取的自然界當(dāng)中的信息和信息量。用途：就是采集信息和信息量。任務(wù)3理解傳感器的作用1.傳感器的定義和作用第6頁/共27頁傳感器的作用：用在：工業(yè)，農(nóng)業(yè)，醫(yī)療，衛(wèi)生，國防，軍事，航天，航空，氣象，安檢以及日常生活等方面。任務(wù)3理解傳感器的作用1.傳感器的定義和作用第7頁/共27頁任務(wù)3理解傳感器的作用在流水線上，邊加工，邊檢驗(yàn)，可提高產(chǎn)品的一致性和加工精度。1.傳感器的定義和作用第8頁/共27頁2.傳感器的組成與分類任務(wù)1理解傳感器的組成舉例：測量壓力的電位器式壓力傳感器第9頁/共27頁任務(wù)2了解傳感器的分類1.按被測對象：可分為物理量傳感器、化學(xué)量傳感器和生物量傳感器三大類；2.按測量原理：可分為電阻、電容、電感、光柵、熱電耦、超聲波、激光、紅外、光導(dǎo)纖維等傳感器；3.按被測量：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；4.按輸出信號的形式：可分為開關(guān)式、模擬式和數(shù)字式；5.按輸入和輸出的特性：可分為線性和非線性兩類；6.按能量轉(zhuǎn)換的方式：可分為有源型和無源型兩類；2.傳感器的組成與分類第10頁/共27頁傳感器的特性一般指輸入、輸出特性。傳感器的特性包括：靈敏度、分辨力、線性度、遲滯、重復(fù)性、漂移等。3.傳感器的基本特性任務(wù)1了解傳感器的特性參數(shù)有哪些第11頁/共27頁靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)下輸出變化值與輸入變化值之比，用K來表示：

任務(wù)2掌握靈敏度的概念3.傳感器的基本特性第12頁/共27頁任務(wù)2掌握靈敏度的概念xyx1Δx0切點(diǎn)傳感器特性曲線作圖法求靈敏度的方法Δy3.傳感器的基本特性第13頁/共27頁靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。

例如，某位移傳感器，在位移變化1mm時，輸出電壓變化為100mV，則其靈敏度應(yīng)表示為100mV/mm。當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時，靈敏度可理解為放大倍數(shù)。提高靈敏度，可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高，測量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。

任務(wù)2掌握靈敏度的概念3.傳感器的基本特性第14頁/共27頁分辨力：指傳感器能檢出被測信號的最小變化量。當(dāng)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(yīng)。模擬式傳感器以最小刻度的一半所代表的輸入量表示它的分辨力；數(shù)字式傳感器以顯示的最后一位所代表的輸入量表示它的分辨力。一般地說，分辨力的數(shù)值小于儀表的最大絕對誤差。任務(wù)3理解分辨力的概念3.傳感器的基本特性第15頁/共27頁線性度又稱非線性誤差，是指傳感器實(shí)際特性曲線與擬合直線（有時也稱理論直線）之間的最大偏差與傳感器量程范圍內(nèi)的輸出之百分比。任務(wù)4掌握線性度的概念3.傳感器的基本特性第16頁/共27頁將傳感器輸出起始點(diǎn)與滿量程點(diǎn)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，按上述方法得出的線性度稱為端基線性度，非線性誤差越小越好。線性度的計算公式如下：任務(wù)4掌握線性度的概念3.傳感器的基本特性第17頁/共27頁任務(wù)4掌握線性度的概念作圖法求線性度演示（1—擬合曲線2—實(shí)際特曲線）3.傳感器的基本特性第18頁/共27頁遲滯：傳感器在輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到小（反行程）變化期間其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象成為遲滯。對于同一大小的輸入信號，傳感器的正反行程輸出信號大小不相等，這個差值稱為遲滯差值。重復(fù)性：重復(fù)性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，所得特性曲線不一致的程度。漂移：傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下，傳感器輸出量隨著時間變化，此現(xiàn)象稱為漂移。產(chǎn)生漂移的原因有兩個方面：一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)；二是周圍環(huán)境（如溫度、濕度等）。

任務(wù)5理解遲滯、重復(fù)性、漂移的概念3.傳感器的基本特性第19頁/共27頁按誤差的性質(zhì)分類：可分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差。按誤差的表示方法分類：可分為絕對誤差和相對誤差。4.傳感器的測量誤差與準(zhǔn)確度任務(wù)1理解傳感器的測量誤差的分類第20頁/共27頁相對誤差的分類：任務(wù)1理解傳感器的測量誤差的分類實(shí)際相對誤差：示值（標(biāo)稱）相對誤差：滿度（引用）相對誤差：4.傳感器的測量誤差與準(zhǔn)確度第21頁/共27頁任務(wù)1理解傳感器的測量誤差的分類例：用指針式萬用表的10V量程測量一只1.5V干電池的電壓，示值如圖所示，問：選擇該量程合理嗎？4.傳感器的測量誤差與準(zhǔn)確度第22頁/共27頁任務(wù)1理解傳感器的測量誤差的分類用2.5V量程測量同一只1.5V干電池的電壓，與上圖比較，問示值相對誤差哪一個大？4.傳感器的測量誤差與準(zhǔn)確度第23頁/共27頁準(zhǔn)確度常用最大引用誤差來定義：

任務(wù)2理解傳感器的準(zhǔn)確度的含義準(zhǔn)確度表示傳感器的最大相對誤差為。4.傳感器的測量誤差與準(zhǔn)確度第24頁/共27頁任務(wù)2理解傳感器的準(zhǔn)確度的含義儀表的準(zhǔn)確度等級和基本誤差例如：某指針式電壓表的準(zhǔn)確度為2.5級，用它來測量電壓時可能產(chǎn)生的滿度相對誤差為。