电气与电子测量技术——传感器概述

传感器概述
传感器的地位和作用
人的感官：眼睛 耳朵 鼻子 舌头 皮肤 视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉
传感器的地位和作用
被测量X1
传感器1
被测量X2
信号调理 信号调理 数 据 采 集 卡
A/D转换
多路转换
传感器2
计 算 机
显 示
被测量Xn
传感器n
被测量X 电气参量 非电气参量 获取信号
信号调理
信号变换
传感器分类
按被测量的性质分类 结构型 以转换元件结构参数变化实现信号转换，一般包括 敏感元件和变换器。 物性型 以转换元件物理特性变化实现信号转换，如测温电 阻，热电偶
按输出信号分类 模拟式传感器 输出量为模拟信号，如电压、电流、…… 数字式传感器 输出量为数字信号，如脉冲、编码、……
传感器的一般组成
输出信号中载有被测量信息，能够远距离传送、接 收和处理(常见：电信号、光信号和气动信号）。 输入输出关系有规律，可复现。
传感器分类
按被测量（输入量）的性质分类 机械量 位移、力、(角)速度、加速度、重量等； 电气量 电压、电流、功率、频率等； 热工量 温度、压力、流量、液位、物位、流速等； 化学量 浓度、粘度、湿度、气体的组分、液体的组分等； 光学量 光强、光通量、辐射能量等； 生物量 血糖、血压、酶等； 按输出量的性质分类 电参数型传感器：输出量为电参量，如电阻式、电感式和电容式 电量型传感器：输出量为电量，如热电式、压电式、光电式、磁电式等。 按能量关系分类 能量转换型 被测对象能量转化为输出信号能量，如热电偶、光电池等。 能量控制型 需要外部提供激励源，如R、L、C电参数型传感器。

敏感元件：又叫弹性元件，，如梁、膜片、柱、筒、环 等，直接感受被测量，将力、重量、位移、力矩等转化 为中间变量，如膜片的变形和应力； 转换元件：将弹性敏感元件的输出的中间变量转化为电 参量的变化，如电阻式，电感式、电容式；
转换电路：调理电路，一般转化为电量；


传感器的一般组成
敏感元件：气膜盒，直接感受被 测量； 转换元件：磁芯与电感线圈； 转换电路：通过磁芯的变化， 引起转换电路输出 电信号的变化。
常用变送器种类

电量变送器：电压、电流、频率、相位、功率等。

非电量变送器：温度、压力、流量等
气体压力传感器的示意图
热电偶温度传感器，直接将待测温度转换为热电势输出。
变送器概述
传感器：物理量－>另一种物理量 变送器:传感器＋调理电路＋输出规一化 （输出标准信号的传感器） 变送器目标：将各种物理量转换成统一的标准信号。
国际标准信号： 电流标准4－20mA(DC) (电流信号抗干扰能力强，一般用于传输距离较长的情况。) 电压标准1－5V(DC) (适于传输给多个其他测量环节) 气动标准20－100kPa
预滤波
信号分析、 处理
传感器处于测量系统的最前 端，起着获取信息与转换信 息的重要作用。
传感器的作用与地位
一切科学研究与自动化生产过程要获取的 信息，都要通过传感器获取并通过它转换为容 易传输与处理的电信号。
•Байду номын сангаас
世界各国都将传感器技术列为重点发展的高 技术，倍受重视。
传感器的定义和内涵
定义：
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。 内涵： 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。（电气量或非电量）。