传感器定义
传感器的名词解释是什么意思啊
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传感器的名词解释是什么意思啊在现代科技发展的浪潮下,我们常常听到“传感器”这个词。
它在日常生活中已经变得越来越常见,但是你是否真正理解传感器是什么意思呢?在这篇文章中,我们将深入探讨传感器的定义、原理、应用以及未来前景。
一、定义传感器是一种能根据感受到的外部物理量(例如温度、湿度、光强、压力等)或者化学、生物活性物质,并把感受到的信息转化为可输出的电信号的装置。
换言之,传感器就是一种将现实世界的物理量转化为电信号的器件。
二、原理传感器的工作原理基于各种物理现象或化学反应。
例如,温度传感器利用温度导致电阻值变化的特性,将温度转化为电压或电阻的变化,然后通过电路进行信号处理,最终输出温度值。
光敏传感器则利用光敏材料受光照射后电阻变化的特性,将光强转化为电信号。
不同种类的传感器原理千差万别,但它们的目的都是感受到外部物理量,并将其转化为电信号。
三、应用传感器在各个领域都有广泛的应用。
其中,工业领域是传感器应用最为广泛的领域之一。
例如,工业现场常用的压力传感器可以用于检测管道、容器的压力变化,实现工业过程的监测和控制。
温湿度传感器可用于环境监测,提供实时的温度和湿度数据。
在汽车行业,传感器同样扮演着重要的角色。
车辆上装配的各种传感器能够监测车速、引擎温度、轮胎压力等参数,保障驾驶安全。
除了传统工业和汽车领域,传感器在智能家居、医疗健康、物联网等领域的应用也逐渐崭露头角。
智能家居领域的传感器能够感知环境中的人体活动、光照强度等信息,实现智能家居系统的自动化和便捷性。
在医疗健康领域,传感器可以监测病人的生理参数,提供及时的医疗数据,帮助医生进行准确的诊断。
而物联网发展的推动下,传感器的应用也得到了极大的拓展。
通过传感器,物体可以实现互联互通,实现智能化的生产、生活和管理。
四、未来前景传感器作为现代科技的核心之一,其未来前景将会更加广阔。
随着人工智能、大数据、云计算等技术的迅速发展,传感器将会扮演更重要的角色。
传感器的定义
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传感器的定义
我国国家标准GB76615-87中关于传感器(Transducer/Sensor)的定义是:能感受规定的被测量并按一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
这个定义所表述的传感器的主要内涵和特征主要包括以下几方面。
从传感器输入端来看,一个指定的传感器只能感受或响应规定的物理量,即传感器对规定的被测量具有最大的灵敏度和最好的选择性。
如我们不希望一只单功能的电流传感器还受环境温度变化的影响。
传感器能够感受或响应规定的物理量,既可以是非电量也可以是电量。
从输出端看,传感器的输出信号为“可用信号”。
这意指传感器的输出信号中不但载运着待测的原始信息,而且是能够被远距离传送、后续测量环节便于接收和进一步处理的信号形式,如最常见的是电、光信号,以及气动信号。
从输入与输出关系来看,这种关系应具有“一定规律”。
其意指传感器的输入与输出应是相关的,而且这种规律是可复现的。
传感器处于测量系统的最前端,起着获取检测信息与转换信息的重要作用。
第三章 传感器
![第三章 传感器](https://img.taocdn.com/s3/m/1ec1e27c168884868762d6db.png)
第三章常用的传感器§3.1传感器的分类一、传感器的定义通俗的讲,传感器就是将被测信息转换成某种信号的器件。
也就是将被测物理量转换成于之相对应的、容易检测、传输或处理的信号的装置,称之为传感器。
传感器通常直接作用于被测量。
传感器是对信号进行感受与传送的装置,它是测试装置的输入环节,因此传感器的性能直接影响着整个测试装置的工作可靠性。
近来,随着测量、控制及信息技术的发展,传感器作为这个领域内的一个重要构成因素,被视为90年代的重要技术之一受到了普遍的重视。
深入研究传感器的原理和应用,研制新型传感器,对于社会生产、科学技术和日常生活中的自动测量和自动控制的发展,以及在科学技术领域里实现现代化都有重要意义。
二、传感器的组成传感器一般由敏感元件、传感元件和测量电路三个主要部分组成,有时还加上辅助电源。
通常可用图表示如下:图4-1 传感器的组成由于其用途的不同或是结构原理的不同,其繁简程度相差很大。
因此,传感器的组成将依不同情况而有差异。
敏感元件——传感器的核心,它直接感受被测量(一般为非电量)并转换成信号形成,即输出与被测量成确定关系的其它量的元件,如膜片、热电偶,波纹管等。
传感元件——又称变换器,是传感器的重要组成部分。
传感元件可以直接感受被测量(一般为非电量)而输出与被测量成确定关系的电量。
如热电偶和热敏电阻等。
传感元件也可以不只感受被测量,而只是感受与被测两或确定关系的其它非电量;如应变式压力传感器的电阻片,并不直接感受压力,只是感受与被测压力成确定关系的应变,然后输出电量,在多数情况下,使用的就是这种传感元件。
测量电路——能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、控制和处理的有用电信号的电路。
测量电路视传感元件的类型而定。
三、传感器的分类在生产和科研中应用的传感器种类很多,一种被测量有时可以用集中传感器来测量,用一种传感器往往可以测量多种物理量。
为了对传感器有一个概括的认识,对传感器进行研究是很必要的。
传感器的定义
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传感器的定义传感器(sensor)曾被称为换能器或变送器(Transducer),近年国际上多用“Sensor”一词。
按我国国家标准“传感器通用术语”中的定义:“传感器是能感受规定的被测量并按一定规律将其转换为有用信号的器件或装置”。
又指出“传感器通常由敏感器件、转换器件和电子线路组成”。
在有些传感器中敏感器件和转换器件是合为一体的。
在信息社会里,各行各业和人们日常生活中所遇到的信号大部分是非电量的,对于这些非电量信号,即使能检测出来也难以放大、处理和传输。
因此传感器通常是用于检测这些非电量信号并将其转变成便于计算机或电子仪器所接受和处理的电信号。
从传感器的作用来看,实质上就是代替人的五种感觉(视、听、触、嗅、味)器官的装置(图1-1).人们把外界信息通过五官收集起来,传递给大脑,在大脑中处理信息,得出一个“结果”,发出指令。
在电子设备中完成这一过程时,电子计算机相当于大脑,传感器作为电脑的五官,就像人的眼、耳、鼻、舌、皮肤那样可以收集各种信息,这些信息送入电脑后,由电脑进行判断处理,并发出各种控制执行机构,从而满足各种社会需求。
20世纪80年代后期,由于电子技术的进步,微型计算机的功能不断提高,价格却在不断下降,微型计算机在多方面迅速普及,而且已开始进入家庭。
相比之下,传感器处于较落后地位。
不少传感器尚不能很好地满足现代信息系统对其准确度、速度和价格的要求。
传感器技术已成为微型计算机应用中的关键技术。
近年来,随着科学技术的迅速发展,特别是微电子加工技术、计算机芯片及外围扩展电路技术、新型材料技术的发展、使得传感器技术的开发和应用进入了一个崭新的阶段。
生物医学传感器(Biomedical Sensors)是获取人体生理和病理信息的工具,是生物医学工程学中的重要分支,对于化验、诊断、监护、控制、治疗和保健等都有重要作用。
来自海洋兴业。
传感器的含义
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1、传感器的定义英文名称:transducer / sensor传感器是一种物理装置或生物器官,能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾),并将探知的信息传递给其他装置或器官。
国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。
传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
2、传感器的分类可以用不同的观点对传感器进行分类:它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应);它们的用途;它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。
根据传感器工作原理,可分为物理传感器和化学传感器二大类:传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应,诸如压电效应,磁致伸缩现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应。
被测信号量的微小变化都将转换成电信号。
化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器,被测信号量的微小变化也将转换成电信号。
有些传感器既不能划分到物理类,也不能划分为化学类。
大多数传感器是以物理原理为基础运作的。
化学传感器技术问题较多,例如可靠性问题,规模生产的可能性,价格问题等,解决了这类难题,化学传感器的应用将会有巨大增长。
按照其用途,传感器可分类为:压力敏和力敏传感器位置传感器液面传感器能耗传感器速度传感器热敏传感器加速度传感器射线辐射传感器振动传感器湿敏传感器磁敏传感器气敏传感器真空度传感器生物传感器等。
以其输出信号为标准可将传感器分为:模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。
数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。
膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。
传感器定义
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传感器原理传感器(Sensor)概念1传感器,可以说是来自于“感觉”一词,比喻上来说相当于生物体的五官——眼睛、鼻子、嘴巴、耳朵、皮肤,分别对应着视觉、味觉、听觉、触觉。
国家标准(GB/T 7765-87)定义:能感受规定的被测量(包括物理量、化学量、生物量等)并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件(Sensing Element)和转换元件(Transduction Element)组成。
现在的传感器可以做到把外界的信息和能力转换成光信号或电子能量输出。
因此,传感器在不同的技术领域,又可以被称为检测器、换能器、变换器等等。
敏感元件,直接感受或响应被测量的部分。
转换元件,能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。
当一个传感器的输入和输出完全成线性关系的时候,这个传感器就是一个理想传感器。
同时,理想传感器还应该遵守以下原则:只受被测因素的影响;不受其他因素的影响;传感器本身不会影响被测因素。
2分类●按工作原理分类电阻式传感器- 电容式传感器- 电感式传感器- 压电式传感器- 热电式传感器●按技术分类超声波传感器- 温度传感器- 湿度传感器- 气体传感器- 气体报警器- 压力传感器- 加速度传感器- 紫外线传感器- 磁敏传感器- 磁阻传感器- 图像传感器- 电量传感器- 位移传感器●按应用分类压力传感器- 温湿度传感器- 温度传感器- 流量传感器- 液位传感器- 超声波传感器- 浸水传感器- 照度传感器- 差压变送器- 加速度传感器- 位移传感器- 称重传感器电子式传感器IR红外线近接/测距循线循迹Sensor超音波距离检测雷射区域距离测量仪室内定位系统碰撞传感器紧急/保护带状开关可挠曲传感器表面温度量测器数位电子罗盘(方向)GPS卫星定位模组1贾伯年,俞朴,宋爱国,传感器技术.东南大学出版社2007.2(2009.1重印)2维基百科,传感器计数&PWM产生器陀螺仪与加速度计倾斜仪与定向计Piezo压电震动传感器RFID Reader模组PIR物体移动检知TSL230光To频率霍尔效应传感器气体侦测器传感器的应用流程图自动检测系统测控系统。
简述传感器定义
![简述传感器定义](https://img.taocdn.com/s3/m/ec49da821b37f111f18583d049649b6648d70930.png)
传感器定义及应用1. 什么是传感器?传感器是一种能够将物理量或化学量转换为可供测量或处理的电信号的装置。
它可以感知和检测环境中的各种参数,并将这些参数转化为电信号,以便于我们进行分析、控制和监测。
传感器广泛应用于各个领域,如工业自动化、医疗健康、环境监测、智能家居等。
2. 传感器的工作原理传感器的工作原理基于物理现象或化学反应。
下面介绍几种常见的传感器类型及其工作原理:光电传感器光电传感器利用光电效应来检测光线的存在与否。
它通常由发光二极管(LED)和光敏二极管(光电池)组成。
当有物体遮挡光线时,光敏二极管接收到的光强度减弱,从而产生一个电信号。
温度传感器温度传感器通过测量物体内部或周围的温度来检测温度变化。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶和红外线温度传感器等。
其中,热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化,通过测量电阻值的变化可以推算出温度。
压力传感器压力传感器用于测量气体或液体的压力。
它通常由弹性元件和传感器芯片组成。
当被测介质施加压力时,弹性元件会产生形变,从而改变传感器芯片内部的电阻、电容或电感等特性,进而转换为电信号。
加速度传感器加速度传感器用于测量物体在三个方向上的加速度。
它通常基于微机械系统(MEMS)技术制造,利用微小质量在加速度作用下产生微小位移,并将其转换为电信号。
气体传感器气体传感器用于检测环境中的气体浓度。
不同类型的气体传感器采用不同的工作原理,如化学反应、光谱吸收和热导率等。
其中最常见的是化学式气体传感器,它基于被测气体与特定化学物质之间发生反应而产生变化。
3. 传感器的应用领域传感器在各个领域都有广泛的应用,下面介绍几个典型的应用领域:工业自动化在工业生产过程中,传感器可以实时监测各种物理量,如温度、压力、流量和液位等。
通过对这些参数的监测和控制,可以实现工业过程的自动化和优化,提高生产效率和质量。
医疗健康在医疗领域,传感器可以用于监测患者的生命体征和健康状况。
例如,心率传感器可以检测心脏的跳动频率;血压传感器可以测量血液在动脉中的压力;血糖传感器可以监测糖尿病患者的血糖水平。
传感器的定义
![传感器的定义](https://img.taocdn.com/s3/m/94c37584d0d233d4b14e6961.png)
*传感器的定义:从广义上讲,传感器就是能够感觉外界信息,并能按一定规律将这些信息转换成可用的*输出信号的器件或装置。
这一概念包含了下面三方面的含义:(1)传感器是一种能够完成提取外界信息任务的装置。
(2)传感器的输入量通常指非电量,如物理量、化学量、生物量等;而输出量是便于传输、转换、处理、显示等的物理量,主要是电量信号。
例如电容传感器的输入量可以是力、压力、位移、速度等非电量信号,输出则是电压信号。
(3)传感器的输出量与输入量之间精确地保持一定规律。
*传感器的组成:(1)敏感元件:是传感器中能直接感受被测量的部分,即直接感受被测量,并输出与被测量成确定关系的某一物理量。
(2)转换元件:是传感器中将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部分。
(3)转换电路:将电路参数转换成便于测量的电压、电流、频率等电量信号。
*绝对误差:绝对误差是指测量值与真值之间的差值。
*最大引用误差:又称为满度(引用)相对误差,是仪表基本误差的主要形式,故也常称之为仪表的基本误差,精度等级规定取一系列标准值,我国目前规定的精度等级有:0.005、0.01、0.02、0.04、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0、5.0等级别。
*传感器的静态特性与指标:传感器的静态特性是指传感器输入信号处于稳定状态时,其输出与输入之间呈现的关系。
精确度、稳定性、灵敏度、线性度、迟滞和可靠性等。
*传感器的动态特性与指标:传感器的动态特性是指传感器对于随时间变化的输入信号的响应特性。
压电传感器中的压电元件材料一般有三类:*一类是压电晶体(如上述的石英晶体);另一类是经过极化处理的压电陶瓷;第三类是高分子压电材料。
*压电传感元件是力敏感元件,它可以测量最终能变换为力的那些非电物理量,例如动态力、动态压力、振动加速度等。
*压电式传感器具有体积小、质量轻、频响高、信噪比大等特点。
由于它没有运动部件,因此结构坚固、可靠性、稳定性高。
什么是传感器
![什么是传感器](https://img.taocdn.com/s3/m/260605c1caaedd3382c4d321.png)
什么是传感器最广义地来说,传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。
国际电工委员会的定义为:“传感器是测量系统中的一种前置部件,它将输入变量转换成可供测量的信号”。
按照GoPEl等的说法是:“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”,而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。
传感器是传感器系统的一个组成部分,它是被测量信号输入的第一道关口。
传感器是接收信号或刺激并反应的器件,能将待测物理量或化学量转换成另一对应输出的装置。
用于自动化控制、安防设备等。
一个传感器的输入对输出的影响被称为传感系数或灵敏度(sensitivity)。
当一个传感器的输入和输出完全成线性关系的时候,这个传感器就是一个理想传感器。
同时,理想传感器还应该遵守以下原则:1.只受被测因素的影响;2.不受其他因素的影响;3.传感器本身不会影响被测因素。
传感器是一种物理装置或生物器官,能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾),并将探知的信息传递给其他装置或器官。
“传感器”在新韦式大词典中定义为:“从一个系统接受功率,通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。
根据这个定义,传感器的作用是将一种能量转换成另一种能量形式,所以不少学者也用“换能器-Transducer”来称谓“传感器-Sensor”。
传感器分类按技术分类超声波传感器、温度传感器、湿度传感器、气体传感器、气体报警器、压力传感器、加速度传感器、紫外线传感器、磁敏传感器、磁阻传感器、图像传感器、电量传感器、位移传感器。
按应用分类压力传感器、温湿度传感器、温度传感器、流量传感器、液位传感器、超声波传感器、浸水传感器、照度传感器、差压变送器、加速度传感器、位移传感器、称重传感器。
电子式传感器IR红外线近接/测距循线循迹Sensor超音波距离检测雷射区域距离测量仪室内定位系统碰撞传感器紧急/保护带状开关可挠曲传感器压力传感器温湿度传感器表面温度量测器数位电子罗盘(方向)GPS卫星定位模组计数&PWM产生器陀螺仪与加速度计倾斜仪与定向计Piezo压电震动传感器RFID Reader模组PIR物体移动检知TSL230 光To 频率霍尔效应传感器气体侦测器在医疗器械市场,小型化、低功耗和液媒兼容性高等传感器产品特点已成为全球性的发展趋势。
传感器概论
![传感器概论](https://img.taocdn.com/s3/m/84eb94d184254b35eefd34e3.png)
第1章概论一传感器的概念与发展1.1 传感器基本概念传感器(transducer/sensor)的定义是:能感受规定的被测量并按一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。
其中,敏感元件(sensing element)是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分;转换元件(transducer element)是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号以及其它某种可用信号的部分。
传感器狭义地定义为:能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。
可以预料,当人类跨入光子时代,光信息成为更便于快速、高效地处理与传输的可用信号时,传感器的概念将随之发展成为:能把外界信息转换成光信号输出的器件。
传感器的任务就是感知与测量。
在人类文明史的历次产业革命中,感受、处理外部信息的传感技术一直扮演着一个重要的角色。
在18世纪产业革命以前,传感技术由人的感官实现:人观天象而仕农耕,察火色以冶铜铁。
从18世纪产业革命以来,特别是在20世纪信息革命中,传感技术越来越多地由人造感官,即工程传感器来实现。
目前,工程传感器应用如此广泛,以至可以说任何机械电气系统都离不开它。
现代工业、现代科学探索、特别是现代军事都要依靠传感器技术。
一个大国如果没有自身传感技术的不断进步,必将处处被动。
现代技术的发展,创造了多种多样的工程传感器。
工程传感器可以轻而易举地测量人体所无法感知的量,如紫外线、红外线、超声波、磁场等。
从这个意义上讲,工程传感器超过人的感官能力。
有些量虽然人的感官和工程传感器都能检测,但工程传感器测量得更快、更精确。
例如虽然人眼和光传感器都能检测可见光,进行物体识别与测距,但是人眼的视觉残留约为0.1s,而光晶体管的响应时间可短到纳秒以下;人眼的角分辨率为1ˊ,而光栅测距的精确度可达1";激光定位的精度在月球距离3×104km范围内可达10cm以下;工程传感器可以把人所不能看到的物体通过数据处理变为视觉图像。
4 传感器的定义与作用
![4 传感器的定义与作用](https://img.taocdn.com/s3/m/f60b5681cfc789eb172dc8b2.png)
梁长垠 教授
传感器的定义与作用
1 传感器的定义
2
传感器的作用
3 传感器的重要性
1 传感器的定义
一.定义
国家标准(GB7665-87)中传感器(Transducer/Sensor):
能够感受规定的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。
• ①传感器是检测器件或测量装置,能完成检测任务; • ②输入量是某一被测量,可能是物理量,也可能是化学量、
生物量等; • ③输出量是某种物理量,便于传输、转换、处理、显示等,
可以是气、光、电量,主要是电量; • ④输出输入有对应关系,且应有一定的精确程度。
* 传感器又称为变换器、换能器、探测器、检知器等
• 传感器实际上是一种功能块,其作用是将来自外界的各种 信号转换成电信号。
• 传感器所检测的信号品种极其繁多。为了对各种各样的信 号进行检测及控制,就必须获得尽量简单易于处理的信号, 这样的要求只有电信号能够满足。电信号能较容易地进行 放大、反馈、滤波、微分、存贮、远距离操作等。
传感器的狭义定义:将外界的输入信号变换为电信号的 一类元件。
来自外界的信号
传感器
电信号
2
传感器的作用
• 人通过五官(视、听、嗅、味、触)接受外界的信息,经 过大脑的思维(信息处理),作出相应的动作。
• 用计算机控制的自动化装置来代替人的劳动,则可以说电 子计算机相当于人的大脑(一般俗称电脑),而传感器则 相当于人的五官部分(“电五官” )。
传感器是
获取自然
领域中信
息的主要
途径与手
段
3 传感器的重要性
计算机应用技术 通信技术
传感器技术
电子信息技术
传感器的概述
![传感器的概述](https://img.taocdn.com/s3/m/7c3449bf2cc58bd63186bddd.png)
第一章 传感器的概述1.传感器的定义能感受规定的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叫做传感器。
2.传感器的共性:利用物理定律或物质的物理、化学、生物等特性,将非电量(位移、速度、加速度、力等)转换成 电量(电压、电流、电容、电阻等)输出。
3.传感器的组成:传感器由有敏感元件、转换元件、信号调理电路、辅助电源组成。
传感器基本组成有敏感元件和 转换元件两部分,分别完成检测和转换两个基本功能。
第二章 传感器的基本特性1.传感器的基本特性:静态特性、动态特性。
2.衡量传感器静态特性的主要指标有:线性度 、灵敏度 、分辨率迟滞 、重复性 、漂移。
3.迟滞产生原因:传感器机械部分存在摩擦、间隙、松动、积尘等。
4.产生漂移的原因:①传感器自身结构参数老化;②测试过程中环境发生变化。
5.例题:1.用某一阶环节传感器测量100Hz 的正弦信号,如要求幅值误差限制在±5%以内,时间常数应取多少?如果用该传感器测量50Hz 的正弦信号,其幅值误差和相位误差各为多少? 解:一阶传感器的频率响应特性: 幅频特性:2.在某二阶传感器的频率特性测试中发现,谐振发生在频率为216Hz 处,并得到最大福祉比为1.4比1,试估算该传感器的阻尼比和固有频率的大小。
3.玻璃水银温度计通过玻璃温包将热量传给水银,可用一阶微分方程来表示。
现已知某玻璃水银温度计特性的微分方1)(1)(+=ωτωj j H )(11)(ωτω+=A s rad f n n /135********.014.121)(A )(4)(1)(A n max n 21222=⨯=======⎭⎬⎫⎩⎨⎧+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=-ππωωξξωωωωωξωωω所以,时共振,则当解:二阶系统程是x y dtdy310224-⨯=+ ,y 代表水银柱的高度,x 代表输入温度(℃)。
求该温度计的时间常数及灵敏度。
解:原微分方程等价于:x y dt dy3102-=+所以:时间常数T=2S, 灵敏度Sn=10-3第三章 电阻式传感1.应变式电阻传感器的特点: 1)优点:①结构简单,尺寸小,质量小,使用方便,性能稳定可靠;②分辨力高,能测出极微小的应变;③灵敏度 高,测量范围广,测量速度快,适合静、动态测量;④易于实现测试过程自动化和多点同步测量、远距离 测量和遥测;⑤价格便宜,品种多样,工艺较成熟,便于选择和使用,可以测量多种物理量。
传感器的定义、组成及分类
![传感器的定义、组成及分类](https://img.taocdn.com/s3/m/99dbd17601f69e31433294e6.png)
传感器一.传感器的定义传感器是一种能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。
传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。
其包含以下几个方面的含义:1.传感器是测量装置,能完成检测任务2.它的输入量是某一被测量,可能是物理量,也可能是化学量、生物量等3.输出量是某种物理量,这种量要便于传输、转换、处理、显示等等,这种量可以是气、光、电量,但主要是电量。
4.输入输出有对应关系,且应有一定的精确度。
二.传感器的组成传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成:1.敏感元件(Sensitive element):直接感受被测量,并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。
2.转换元件(Transduction element):以敏感元件的输出为输入,把输入转换成电路参数。
3.转换电路(Transduction circuit):上述电路参数接入转换电路,便可转换成电量输出。
实际上,有些传感器很简单,仅由一个敏感元件(兼作转换元件)组成,它感受被测量时直接输出电量。
如热电偶。
有些传感器由敏感元件和转换元件组成,没有转换电路。
有些传感器,转换元件不止一个,要经过若干次转换。
三.传感器的分类一、根据输入物理量可分为:位移传感器、压力传感器、速度传感器、温度传感器及气敏传感器等。
二、根据工作原理可分为:电阻式、电感式、电容式及电势式等。
三、根据输出信号的性质可分为:模拟式传感器和数字式传感器。
即模拟式传感器输出模拟信号,数字式传感器输出数字信号.四、根据能量转换原理可分为:有源传感器和无源传感器。
有源传感器将非电量转换为电能量,如电动势、电荷式传感器等;无源程序传感器不起能量转换作用,只是将被测非电量转换为电参数的量,如电阻式、电感式及电容光焕发式传感器等。
传感器分类表。
传感器的定义
![传感器的定义](https://img.taocdn.com/s3/m/6ff6e2dfb9f3f90f77c61b05.png)
传感器的定义:能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
检测:检测指对被测,被控对象的一些参量进行定性检查和定量测量。
传感器按物理现象分为:结构型和物性型。
传感器按信号变换特征:能量转换型和能量控制型。
传感器按输出电信号特征:模拟量传感器,数字量传感器,开关量传感器。
热工量:温度,热量,压力,流量,流速,物位,液位。
检测仪表按使用性质分为:标准表,实验室表和工业用表。
误差按性质分:系统误差,随机误差,粗大误差。
按被测参量与时间的关系,测量误差:静态误差和动态误差。
按产生误差的原因:原理性误差和构造误差。
传感器和检测系统静态特性的主要参数:测量范围,精度等级,灵敏度,线性度,迟滞,重复性,分辨力,死区。
描述可靠性的常用参数指标:可靠度,失效率,平均寿命电阻应变效应:在外界力的作用下,引起金属或半导体材料发生机械变形,其阻值也会发生变化。
电阻应变计应变片最常用阻值120欧姆。
应变计静态特性指标:灵敏度系数,横向效应,机械滞后,蠕变,零漂,应变极限,绝缘电阻,最大工作电流温度效应:有温度变化引起的应变计输出变化的现象。
温度补偿方法:应变片自补偿法,桥路补偿法,热敏电阻补偿法。
电容式传感器工作原理:保持其中两个参数不变,而仅仅改变一个参数时,就可把该参数的变换转换成电容的变换,通过测量电路就能转化为电量输出。
电容式传感器的类型:变极距型,变面积型,变介质型消除寄生电容方法:驱动电缆法,整体屏蔽法,采用组合式与集成技术。
电感式传感器:自感式,互感式,电涡流式。
互感式传感器也称【差动变压器】电涡流式传感器特点:能够对位移,震动,厚度,转速,表面温度,硬度,材料损伤等进行非接触式连续测量,结构简单,体积小,灵敏度高,频响范围宽,不受油污等介质影响。
压阻式传感器:利用固体的压阻效应制成的,测量压力,加速度,载荷等参数。
压阻式传感器类型:一种用半导体材料的电阻做成粘贴式的应变片,另一种半导体的基片上用集成电路工艺制成扩散型压敏电阻。
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传感器定义;能够感受规定的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。
敏感元件:直接感受被测量,并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。
转换元件:将敏感元件的输出转换成电路参数。
基本转换电路:将电路参数接入基本转换电路,可以转换成电量输出。
静特性:
输入量为常量或变化极慢时输入与输出的关系;
动特性:
输入量随时间较快的变化时输入与输出的关系;
线性度(非线性误差):
采用直线拟合线性化时,输出输入校正曲线与其拟合线之间的最大偏差,称之为线性度
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迟滞。
(迟滞误差又称回程误差)
重复性
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。
灵敏度:传感器输出的变化量与引起该变化量的输入变化量之比。
稳定性指传感器在长时间工作的情况下输出量发生的变化,也称之谓零点漂移(或长时间工作稳定性)。
静态误差动态测量输入信号的“标准”输入只有三种:正弦周期输入、阶跃输入和线性输入
指传感器在其全量程内任一点的输出值与其理论值的偏离程度。
过渡函数是指输入为阶跃信号的响应。
允许误差范围内所经历的时间称为稳定时间
电阻式传感器;指将被测的输入量(非电量)转换成电阻值的变化,在通过转换电路变成电压或电流输出的一类传感器
▪应变效应;导体或半导体在受到外界力的作用时,产生机械变形,机械变形导致其阻值变化,这种因形变而使阻值发生变化的现象称为应变效应。
蠕变:温度一定,恒定机械应变,电阻值随时间变化而变化
零漂;在温度保持恒定,不受机械应变时,其带电阻值随时间变化,的特性
膜片式应变式压力传感器原理
应变式加速度传感器原理
固体在受到作用力时,电阻率产生变化,这种效应称为压阻效应。
一般用于半导体材料
电感式传感器原理:把被测位移转换成线圈的自感或互感的变化,从而实现测量的一类传感器。
变气隙型,变截面积型和螺管型三种传感器。
转换电路包括:调幅、调频、调相电路。
轴向自感式传感器p53与p54
涡流:当金属板置于变化着的磁场中,金属体内就要产生感应电流,这种电流在金属体内像水中漩涡那样转圈,自身闭合的,因此叫做涡流。
形成涡流所必备的条件:
1)存在交变磁场;
2)导电体处于交变磁场中
原理在P59
电容式传感器
原理:
将被测量转化为电容量的变化,是一个具有可变参数的电容器
二、类型
变间隙型;
变面积型;
变介电常数型
原理在p72
五、运算放大器式电路 最大特点是能够克服变极距型电容式传感器的非线性。
原理在原理在原理在
M L 1I
图3-16 低频透射涡流测厚原理
图4-13 运算放大器式电路
原理图
原理在P80
原理在P81
原理在P88
原理在P89
磁电感应式传感器
类型及工作原理
根据法拉第电磁感应原理,N 匝线圈在磁场中运动切割磁力线或线圈所在磁场的磁通变化时,线圈中所产生的感应电动势e 的大小取决于穿过线圈的磁通 的变化率
原理在P93
霍尔效应:
金属或半导体薄片置于磁场中,当有电流流过时,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势,这种现象称为霍尔效应
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,此时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,它又重新恢复到不带电的状态,这种现象被称为压电效应.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”或“顺压电效应”。
• 单晶体;
石英晶体和铌酸锂晶体
多晶硅 Y 原理在P117
光电式传感器
原理:被测量的变化转变成光信号的变化,通过光电器件转变成电信号。
组成:辐射源-光学通路-光电器件
热辐射光源
气体放电光源
电致发光光源-发光二极管
光电器件
原理:将光信号转变为电信号的器件
分类:热探测型和光子探测型
热释电探测器
•光辐射照射到铁电材料,其表面电荷减少,这相当于释放一部分电荷。
释放的电荷可用防火器转变成输出电压。
•光子探测器
•(一)光电发射型
•在光线作用下,能使电子逸出物体表面,这种现象称为光电效应
半导体材料在光线作用下,其电阻往往变小,这种现象称为光导效应。
它是基于某些材料的内光电效应。
器件名称:光敏电阻、光电管
;电荷耦合器:简称CCD传感器,将MOS光敏单元阵列和读出移位寄存器集成一体,具有自扫描功能的图像传感器
光的全反射现象是光纤
传光原理的基础。
功能型传感器
光纤传感器利用光纤本身特性,把光纤作为敏感元件,所以又称传感型光纤传感器。
非功能型光纤传感器利用其他敏感元件感受被测量的变化,光纤仅作为光的传输介质,用以传输来自远处或难以接近场所的光信号,所以也称传光型光纤传感器。
莫尔条纹
•形成机理
两块光栅叠加形成的,两块光栅相互挡光的结果。
!!!向左移动,则图像向上移动!!!。