传感器名词解释

电流电压表测量

传感器：将非电量转化为与之有确定关系电量的器件，由敏感元件和转换元件构成敏感器：将被测非电量转化为与之有确定关系的可用非电量的原件

电流表的使用：遵循安全原则和高准确度原则(多量程电压表原理)

峰值电压表的读数=被测电压的峰值÷正弦波的波峰系数（Kp=1.414）

平均值电压表的读数=被测电压的平均值×正弦波的波形系数（Kf=1.11）

（刻度都是正弦波的刻度）

平均值：就是被测电压的直流分量U0

峰值：周期性交流电在一个周期内达到的最大值。

幅值或振幅：交流电压在一个周期内偏离直流分量的最大值Um

有效值：指在同一电阻R上，与交流电压产生相同热量的直流电压U。

直流不平衡电桥

当G除为电流指示器时，G=0既平衡的条件为

R3R1=R2R4（Rx既R4）

当G处为测量AB处电压Uo时，

Uo=E[R4/(R4+R3) – R1/(R1+R2)]

阻抗型传感器

（将非电量转化为电阻电容电感值的变化，实现非电量到电量的转化）

一，电阻型

1，电位器式

电位器：把机械的线位移或角位移转换为与它成一定函数关系的电阻或电压输出。

2，应变式

电阻应变效应：导体或半导体材料在受到外界力（拉力或压力）作用时，产生机械变形，机械变形导致其阻值变化，这种因形变而使其阻值发生变化的现象称为电阻应变效应。

金属丝式应变片中金属丝的灵敏系数K0受两个因素影响：

1，金属丝受力后材料几何尺寸的变化，

2，金属丝受力后材料的电阻率发生的变化，

横向效应：将金属丝绕成敏感栅后，敏感栅除了纵向栅线外，还有圆弧形或直线形的横栅。横栅既对应变片轴线方向的应变敏感，又对垂直于轴线方向的横向应变敏感，应变片的这种既受轴向应变影响又受横向应变影响而引起电阻变化的现象称为横向效应。

应变片的灵敏系数比金属丝的灵敏系数小：若该应变片承受轴向应力F而产生轴向应变时，各直线段的电阻将增加，但半圆弧段上的应变不同于敏感栅“直线段”上的应变，半圆弧段电阻的变化将小于沿轴向安放的同样长度电阻丝电阻的变化。因此将直的电阻丝绕成敏感栅后，虽然长度不变，但应变状态不同，使应变片敏感栅的电阻变化较相同长度直线金属丝的电阻变化小，因此，

（除了粘合层传递传递物质有失真外，还有横向效应）

应变片误差：

1，应变片电阻本身随温度的变化

2，试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响

补偿方法：应变片法，差动电桥补偿法

应用：压变力传感器，压变加速的传感器

3，压阻式

压阻式传感器：利用半导体材料的压阻效应将应变转换为电阻值变化的传感器。

压阻效应：半导体在受外力作用时，其电阻率发生变化的现象原因：R=

应用：主要用于测量压力、加速度等物理量

电容式

应用：指纹识别传感器，电容式键盘，电容式传声器

分类：变极距，面积，电介质型

二，电感式

分类：自感式，互感式，电涡流式，（压磁式）

1，自感

2，互感

3，电涡流式

涡流效应:根据电磁感应定律，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内将产生呈漩涡状流动的感应电流，称之为电涡流或涡流。（图下）

分类：高频（原理上页图）反射低频透射

特点：可以实现非接触式测量

应用：探雷，安检，位移厚度转速等

电压式（涡流效应图）

一、磁电式传感器

二、压电式传感器

压电效应：某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，在它的两个表面上便产生极性相反但电量相等的电荷，当外力去掉后，它又重新恢复到不带电的状态，当作用力改变方向时，电荷极性随之而变。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。

意义：j面上受的力在i面上产生的电荷（i=123表垂直xyz轴的面，j=123456 表延xyz受的正压力和垂直xyz受的正压力

二、热电式

热电偶传感器：把温度变化转换为电势变化

热电阻传感器：把温度变化转换为电阻值变化

两种不同的导体或半导体的组合称为热电偶。导体A和B称为热电极，两个接点, 一个称工作端, 又称测量端或热端, 测温时将它置于被测介质中; 另一个称自由端, 又称参考端或冷端

热电偶所产生的热电势分为：接触电式，温差电式

热电势的大小只与两个热电极的材料性质、热端和冷端的温度有关，而与导体的粗细、长短及两导体的接触面积无关。

热电偶基本定律：

1，中间导体定律在热电偶测温回路内，接入第三种导体时，只要第三种导体的两端温度相同，则对回路的总热电势没有影响。（推导）

2，中间温度定律热电偶AB在接点温度为T、T0时的热电势EAB(T, T0)等于热电偶AB 在接点温度T、Tn和Tn 、T0时的热电势EAB(T, Tn)和EAB(Tn, T0)的代数和，即EAB(T,T0)=EAB(T, Tn)+EAB(Tn,T0

3，标准电极定律

三，光电式

光电器件的工作原理：光电效应。

光电效应分类：外光电效应、内光电效（区别）

光电传感器分类：透射式光电传感器，反射式光电传感器，辐射式光电传感器，遮挡式光电传感器，开关式

i ij j

d T

σ=⋅

压电原件在不受外力时等效为一个c 电容，在受外力作用是可以等效为（电流源和电流的并联）和（电压源和电容的串联）。

四，霍尔式

－利用霍尔效应实现磁电转换的传感器称为霍尔传感器

霍尔电压推倒推导

其中，Rh= 霍尔系数

Kh= 灵敏度

应用：利用U与I，B的关系测量磁场，霍尔式钳形电流表，测转速，位移等