常用传感器及敏感元件下
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电荷放大 具备深度电容负反馈的高增益 的高输入阻抗的运放 e y q
cf
Ca Cc
q
ci
q ei (ca cc ci ) c f (ei ey )
而e y kei e y kq kei (ca cc ci ) kei c f key c f
C=Ca+Cc
R0
q DF DF0 sin wt q0 sin wt
1 1 （ 1 2 ） wcR0 sin( wt )
q0 e R0 i C
首页
下一页
1º w↑
q0 e C
w→0 e →0
适于高频信号测量：振动 噪声 表面粗糙度
2º测量低频信号（静态）C Ro ↑↑
精确度高，线性范围大，广 泛用于直线位移测量
~
3.3 电感式传感器 案例：张力测量
3.4 磁电、压电、热电式传感器
一、磁电式传感器 1.变换原理: 磁电式传感器是把被测量的物理量转换为感 应电动势的一种转换器。 感应线圈的感应电动势e为
e N
d dt
磁通变化率与磁场强度、磁阻、线圈运动速度有 关，改变其中一个因素，都会改变感应电动势。
第三章、常用传感器
3.3 电感式传感器
电感式传感器是基于电磁感应原理，它是把被 测量转化为电感量的一种装置。
分类:
电感式传感器 自感型 可变磁阻型 涡流式 互感型
3.3 电感式传感器
1 自感型--可变磁阻式
原理:电磁感应
L
N 2 0 A0 2
差动型 可变导磁面积型
改变间隙式
只能用于较小位移的测量， 0.001～1mm
火车轮检测
原理
裂纹检测，缺陷造成涡流变化。
油管检测
3.3 电感式传感器
2
互感型--差动变压器
W1
工作原理:互感现象.
di1 E2 M dt
Eout Es
W
W2
Ew
-x
x
3.3 电感式传感器 差动变压器测量电路
3.3 电感式传感器 差动变压器位移传感器
差动变压器式传感器 案例：板的厚度测量
2、多用于力、振动加速度、噪声、表面粗 糙度的测量
回首页
下一节
二、压电式传感器
产品
加速度计
压力变送器
力传感器
即Ro ↑ ↑ 即后 级需接高输入阻抗的测量电路，按规定电缆接线
回首页
上一页
3.4压电式传感器 2、测量电路 压电式传感器输出电信号很微弱，而且内阻很 大，通常应把传感器信号先输入到高输入阻抗的前 置放大器中，经过阻抗变换后，方可输入到后续显 示仪表中。
电压放大 高输入阻抗的比例放大器
前置放大器
d dt
( B, Rm , )
一、磁电式传感器 2 分类 线速度型 动圈式 磁 电 式 角速度型
磁阻式
N
一、 磁电式传感器 动圈式传感器
线速度型
一、 磁电式传感器 角速度型
测速电机
一、 磁电式传感器 磁阻式传感器
线圈和磁铁彼此不动， 由物体运动改变磁路 的磁阻，使线圈产生 感应电动势
一、 磁电式传感器 磁阻式传感器
磁电式车速传感器
二、压电式传感器
1.变换原理:压电效应
某些物质，如石英，受到外力作用时，不仅几何尺寸 会发生变化，而且内部会被极化，表面产生电荷；当外力去 掉时，又重新回到原来的状态，这种现象称为压电效应。 F
+ +
并联
+
q=DF
串联
1.压电单晶体
SiO2
钛酸钡
LiN bO3 LiTaO3
BaTaO3
2.多晶体压电陶瓷
3.压电半导体
☆铣钛酸铅材料系列 压电传感器 集成传感器 半导体电子器件
4.高分子压电薄膜
微压 机器人触觉
返回
压电式传感器为能量型传感器，也称无源传感器，本身相当于高内阻微弱的电荷源
Ca Cc q i R0
在交变力的作用下产生交变电荷
C q
-k
Ri
kq e y c e y c f key c f
ey kq q c (1 k )c f cf
1
ey q
且不变电缆长度及型号的影响
2 可测超低频信号 用于冲击振动与地震测量
返回
特点及应用
1、体积小、重量轻、结构简单、频率范围宽
适于动态测量
S
N 2 0 A0 2 2
Hale Waihona Puke 3.3 电感式传感器
2 涡流式
原理:涡流效应
3.3 电感式传感器 原线圈的等效阻抗Z变化：
Z Z ( , , , )
涡流式传感器的测量电路
自感型传感器
3.3 电感式传感器
3.3 电感式传感器 产品：
3.3 电感式传感器 案例：无损探伤
cf
Ca Cc
q
ci
q ei (ca cc ci ) c f (ei ey )
而e y kei e y kq kei (ca cc ci ) kei c f key c f
C=Ca+Cc
R0
q DF DF0 sin wt q0 sin wt
1 1 （ 1 2 ） wcR0 sin( wt )
q0 e R0 i C
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1º w↑
q0 e C
w→0 e →0
适于高频信号测量：振动 噪声 表面粗糙度
2º测量低频信号（静态）C Ro ↑↑
精确度高，线性范围大，广 泛用于直线位移测量
~
3.3 电感式传感器 案例：张力测量
3.4 磁电、压电、热电式传感器
一、磁电式传感器 1.变换原理: 磁电式传感器是把被测量的物理量转换为感 应电动势的一种转换器。 感应线圈的感应电动势e为
e N
d dt
磁通变化率与磁场强度、磁阻、线圈运动速度有 关，改变其中一个因素，都会改变感应电动势。
第三章、常用传感器
3.3 电感式传感器
电感式传感器是基于电磁感应原理，它是把被 测量转化为电感量的一种装置。
分类:
电感式传感器 自感型 可变磁阻型 涡流式 互感型
3.3 电感式传感器
1 自感型--可变磁阻式
原理:电磁感应
L
N 2 0 A0 2
差动型 可变导磁面积型
改变间隙式
只能用于较小位移的测量， 0.001～1mm
火车轮检测
原理
裂纹检测，缺陷造成涡流变化。
油管检测
3.3 电感式传感器
2
互感型--差动变压器
W1
工作原理:互感现象.
di1 E2 M dt
Eout Es
W
W2
Ew
-x
x
3.3 电感式传感器 差动变压器测量电路
3.3 电感式传感器 差动变压器位移传感器
差动变压器式传感器 案例：板的厚度测量
2、多用于力、振动加速度、噪声、表面粗 糙度的测量
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二、压电式传感器
产品
加速度计
压力变送器
力传感器
即Ro ↑ ↑ 即后 级需接高输入阻抗的测量电路，按规定电缆接线
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3.4压电式传感器 2、测量电路 压电式传感器输出电信号很微弱，而且内阻很 大，通常应把传感器信号先输入到高输入阻抗的前 置放大器中，经过阻抗变换后，方可输入到后续显 示仪表中。
电压放大 高输入阻抗的比例放大器
前置放大器
d dt
( B, Rm , )
一、磁电式传感器 2 分类 线速度型 动圈式 磁 电 式 角速度型
磁阻式
N
一、 磁电式传感器 动圈式传感器
线速度型
一、 磁电式传感器 角速度型
测速电机
一、 磁电式传感器 磁阻式传感器
线圈和磁铁彼此不动， 由物体运动改变磁路 的磁阻，使线圈产生 感应电动势
一、 磁电式传感器 磁阻式传感器
磁电式车速传感器
二、压电式传感器
1.变换原理:压电效应
某些物质，如石英，受到外力作用时，不仅几何尺寸 会发生变化，而且内部会被极化，表面产生电荷；当外力去 掉时，又重新回到原来的状态，这种现象称为压电效应。 F
+ +
并联
+
q=DF
串联
1.压电单晶体
SiO2
钛酸钡
LiN bO3 LiTaO3
BaTaO3
2.多晶体压电陶瓷
3.压电半导体
☆铣钛酸铅材料系列 压电传感器 集成传感器 半导体电子器件
4.高分子压电薄膜
微压 机器人触觉
返回
压电式传感器为能量型传感器，也称无源传感器，本身相当于高内阻微弱的电荷源
Ca Cc q i R0
在交变力的作用下产生交变电荷
C q
-k
Ri
kq e y c e y c f key c f
ey kq q c (1 k )c f cf
1
ey q
且不变电缆长度及型号的影响
2 可测超低频信号 用于冲击振动与地震测量
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特点及应用
1、体积小、重量轻、结构简单、频率范围宽
适于动态测量
S
N 2 0 A0 2 2
Hale Waihona Puke 3.3 电感式传感器
2 涡流式
原理:涡流效应
3.3 电感式传感器 原线圈的等效阻抗Z变化：
Z Z ( , , , )
涡流式传感器的测量电路
自感型传感器
3.3 电感式传感器
3.3 电感式传感器 产品：
3.3 电感式传感器 案例：无损探伤