传感器与检测技术

传感器知识点归纳
1 、传感器
定义：是能够感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。

组成：敏感元件、转换元件、信号转换电路
静态特性：
1 ）线性度：指传感器输出与输入之间的线性程度。

2 ）迟滞：传感器在正( 输入量增大) 反（输入量减小）行程中输出输入曲线不重合称为迟滞。

、重复性：重复性是指传感器在输入按同一方向连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度。

3 ）灵敏度：其表达式为K= Δy/ Δx
4 ）漂移：漂移包括零点漂移与灵敏度漂移。

分类：
2.1 电阻式传感器
工作原理：将被测物理量的变化转换成电阻值的变化，再经相应的测量电路和装置显示或记录被测量值的变化
1 、电阻应变片
电阻应变效应：金属导体在外力作用下发生机械形变时，其电阻随着它的机械形变的变化而发生变化的现象。

特性：横向效应、动态响应特性、温度效应
横向效应：既敏感纵向应变，又同时受轴向应变.(敏感栅K)
2.2 电感式传感器
分类：转换原理：自感式、互感式、电涡流式
结构形式：变气隙型、变面积型、螺线管型
1 、自感式传感器（由线圈、铁芯及衔铁组成）
工作原理：传感器的运动部分与衔铁相连。

当被测量变化时，使衔铁产生位移，引起磁路中磁阻变化，从而导致电感线圈的电感量变化。

2 、互感式传感器工作原理：被测的非电量变化转换为线圈互感变化的一种磁电装置。

3 、电涡流式传感器的基本原理：利用金属导体在交流磁场中的电涡流效应导致线圈阻抗变化。

电涡流效应：金属导体置于交变磁场中会产生电涡流，且该电涡流所产生的磁场方向与原磁场方向相反的一种物理现象
电涡流式传感器可分为高频反射式和低频透射式两类。

应用--具有结构简单、抗干扰能力强、非接触测量等特点(探雷器，测转速，计数，探伤) 2.3 电容式传感器
分类：变极距型、变面积型、变介质型
特点：1 ）高容抗、小功率 2 ）动态范围大，动态响应快 3 ）零漂小 4 ）结构简单，适应性强 5 ）分布电容影响严重
应用：1 ）电容式压力传感器2 ）电容式加速度传感器3 ）电容式测厚传感器
2.4 压电式传感器
应用：压电式测力传感器、交通监测（将高分子压电电缆埋在公路上，可以获取车型分类信息）、压电式加速度传感器、压电式玻璃破碎报警器
压电效应：某些物质沿某一方向受到外力作用时，会产生变形，同时内部产生极化现象，在这种材料的两个表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复到不带电的状态。

当作用力方向改变时，电荷极性也随之改变。

这种机械能转化为电能的现象称为“正压电效应”。

当在某些物质的极化方向上施加电场，这些材料在某一方向上产生机械变形或机械压力；当外加电场撤去时，这些变形或应力也随之消失。

这种电能转化为机械能的现象称为“逆压电效应”。

压电效应的特点：1 ）可逆性2 ）瞬时性3 ）不稳定性
2.5 磁电式传感器
分类：1 ）磁电感应式传感器2 ）霍尔式传感器 3 ）磁敏式传感器
1 、磁电感应式传感器分类：变磁通式、恒磁通式
2 、霍尔传感器
霍尔效应：置于磁场中的静止载流导体，当它的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体会在平行于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势，这种现象称为霍尔效应，该电势称霍尔电势。

应用：
2.6 光电式传感器
定义：将光信号转换为电信号的传感器。

应用：1 ）辐射式2 ）吸收式3 ）反射式4 ）遮光式
外光电效应：在光线作用下物体内的电子逸出物体表面向外发射的物理现象。

内光电效应：光电导效应、光生伏特效应。

2.7 热电式传感器
热电效应：两种不同类型的金属导体，导体两端分别接在一起构成闭合回路，当两个结点温度不等有温差时，回路里会产生热电势，形成电流。

热电偶定律：
1 、均质导体定律
如果热电偶回路中的两个热电极材料相同，无论两接点的温度如何，热电动势均为零；反之，如果有热电动势产生，两个热电极的材料则一定是不同的。

2 、中间导体定律
在热电偶回路中接入第三种导体C ，只要第三种导体的两接点温度相同，则回路中总的热电动势不变。

3 、中间温度定律
热电偶在两接点温度分别为T 、T0 时的热电动势等于该热电偶在接点温度分别为T 、Tn 和接点温度分别为Tn 、T0 时的相应热电动势的代数和。

新型传感器
固态、超声波、红外。