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传感器总结
一、传感器由敏感元件、转换元件、转换电路组成(填,简)
敏感元件:能够灵敏地感受被测变量并做出响应的元件转换元件:传感器中能将敏感元件输出转换为适于传输和测
量的电信号部分
转换电路:将转换元件输出的电量变换成便于显示,记录,控制和处理的有用电信号的电路。
传感器的功能:非电量转换电信号(选)
传感器的静态特性:(8个) 课本P5 7 (选,填,简)
1、灵敏度:灵敏度K是指达到稳定状态时,输出增量与输入增量的比值:K=y/x (K指静态特性的斜率)
2、线性度:指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离的程度
(实际曲线与理想不一致的程度) 看课本P5 图
3、重复性:传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变动时所得到的特性曲线的不一致程度。
4、迟滞:传感器在正向行程(输入量增大)和反向行程(输入量减小)期间输出——输入曲线不重合的程度。
(对应同一大小的输入信号,传感器正、反行程的输出信号大小不相等)
5、精确度:传感器的输出指示值与被测量约定真值的一致程度,反映了传感器测量结果的可靠程度。
6、分辨率:在规定测量范围内所能检测的输入量的能力
(当被测量的变化值小于分辨力时,传感器对输入量的变化无任何反应)
7、稳定性:指在室温条件下经过一定的时间间隔,传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异。

8、漂移:在外界的干扰下,输出量发生与输入量无关的不需要的变化。
二、力敏传感器
1、电阻应变式原理: F R U
(将材料应变转变为电阻的变化,从而实现力值的测量)
2、应变效应:金属导体在受外力作用是,会产生相应的应变,其阻值也发生变化。( 课P8)
电阻丝的电阻R与电阻丝的电阻率ρ,导体长度 l及截面积S存在关系:R=ρl/s
当电阻丝受到拉力作用是,长度伸长 L,横截面收缩 S,电阻率也将变化为ρ。
电阻式传感器主要应用于测量压力等非电信号(如;电子称)
3、电阻应变片传感器基本应用电路(电桥) (课P10)
U= R1R3-R2R4
对臂同性,临臂异性
Uout=UBD=UBA+UAD
平衡条件:R1R3=R2R4

(R1+R2)(R3+R4)
当R1换成电阻应变片时,即组成半桥,随构件产生应变造成传感器变化
R。
U全=2U半=4U单
半桥单臂: U = RE/4R
灵敏度: S全=2S半=4S单
半桥双臂: U = RE/2R
全桥: U = RE/R
三、电感式传感器
电感式传感器的原理: L U
(以电和磁为媒介,利用磁场变换引起线圈的自感量或互感量的变化,把非电量转换为电量的装置。)
电感式传感器
自感式传感器
差动压变式传感器
电涡流传感器
电感式传感器的应用:
电感式滚柱直径分选装置、不圆度计、电感式轮廓仪
变压式传感器:将非电量转换为线圈互感的一种磁电动机构。(应用:电子秤,偏心测量仪)
二次绕阻的接线是同名端反向串联
四、压电式传感器
压电式传感器的原理:F(f) Q=dF=dma U=Q/C
(把测量的力转换为电荷量的大小,再转换成电压)
压电效应:某些晶体或有机薄膜,当沿着一定方向受到外力作用时,内部极化,某两个面产生符号相反地电荷,当外力去掉后,又恢复到不带电状态,当作用力方向改变时,电荷的极性也改变,晶体受力所产生的电量与外力的大小成正比
。即Q=dF (压电效应只能用于动测量)
压电元件的串联:U=nU(多个电压串联的电压源)
C=c/n T=RC(时间小,可测量快信号)
Q`=Q(适合以电压输出的量,快信号)
压电元件的并联:U`=U C`=nC(可测量变化的慢信号) Q`=nQ (适合以电荷量输出的量,慢信号)
前置放大器有两个作用:电压放大、电荷放大
压电式传感器:可测量力,压力,位移,速度,加速度,是无源传感器
五、湿度传感器
工作原理:湿度变化阻性变化电信号
(物理吸附和化学吸附)
利用物质吸收水分而导电率增加的性质,来检测湿度的
湿度的表示方法:绝对湿度,相对湿度,露点
1、绝对湿度:Ha=Mv/V (Mv:待测气体中水蒸气的质量)
2、相对湿度:Rh=Pv/Pw (Pv:某温度下待测气体的水蒸气气压)
(Pw:与待测气体温度相同时水的饱和水蒸气压)
3、露点:空气中水蒸气压越小,露点温度就越低,因而可用露点温度表示空气中的湿度大小。
湿度传感器的主要特征:
感湿特性:电阻值与湿度的变化关系。
湿度量程:可以精确测量相对湿度的最大范围
灵敏度
响应时间:吸湿与脱湿的过程
感湿温度系数
湿滞特性:在吸湿和脱湿时,两种感湿特性曲线形成一个环