1 传感器的认识解析

2018/10/5
传感器一般由敏感元件、传感元件和测量电路 组成。 敏感元件直接与被测量接触，转换成与被测量 有确定关系、更易于转换的非电量（如压力转化成 位移、流量转化成速度）；传感元件再将这一非电 量转换成电参量（如电阻、电容、电感）。 传感元件输出的信号幅度很小，而且混杂有干 扰信号和噪声，转换电路能够起到滤波、线性化、 放大作用，转化成易于测量、处理的电信号，如电 压、电流、频率等。
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三、传感器的分类
目前对传感器尚无一个统一的分类方法，但比 较常用的有如下三种： １. 按传感器的物理量分类，可分为温度、压力、 流量、速度、位移、力等传感器。 ２. 按传感器工作原理分类，可分为电阻、电容、 电感、霍尔、光电、热电偶等传感器。 ３. 传感器输出信号的性质分类，可分为：输出 为开关量（“１”和“0”或“开”和“关”）的开 关型传感器；输出为模拟量的模拟型传感器；输出为 脉冲或代码的数字型传感器。
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四、传感器的作用
在检测和自动控制系统中，传感器的作用相 当于人的五官，常将传感器的功能与人类5大感觉 器官相比拟： 光敏传感器——视觉 声敏传感器——听觉 气敏传感器——嗅觉 化学传感器——味觉 压敏、温敏、流体传感器——触觉 自动化程度越高，系统对传感器的依赖性越 大，传感器对系统功能的决定性作用越明显。
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应该指出，不是所有传感器都有敏感和传感
元件之分，有些传感器的敏感元件可以直接将非 电量转化成电参量的变化。 比如铂电阻式温度传感器：当所测温度变化 时，其敏感元件的电阻值变化，经测量电路直接 转化成电压信号或电流信号。 也不是所有传感器都包含测量电路，有些传 感器因测量环境恶劣，测量电路不能正常工作或 误差较大，这样的传感器和测量转换电路是分开 的。比如温度传感器，电子元器件的工作温度最 高为125℃，当所测温度较高时，温度传感器不能 包含测量电路。
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知识点 ¤ 了解传感器的作用与分类 ¤ 学习传感器的组成和适用场所
◆
◆ 技能点 ¤ 掌握传感器的组成与使用
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[相关知识]
一、传感器的认识
视觉传感器
流量传感器 压力传感器 力传感器
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位移传感器
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的 非电量信息，如温度、压力、流量、位移等，并 将检测到的信息，按一定规律转换成电信号或其 他所需形式的信息输出，用以满足信息的传输、 处理、存储、显示、记录或控制等要求。 传感器是自动化系统和机器人技术中的关键 部件，它是实现自动检测的首要环节，为自动控 制提供控制依据。传感器在机械电子、测量、控 制、计量等领域应用广泛。
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知识点 ¤ 了解传感器的判别标准 ¤ 学习传感器各项技术指标的含义
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◆ 技能点 ¤ 掌握传感器的误差计算与一般选用
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[相关知识]
一、测量误差与仪表等级
在实际测量过程中，由于测量仪器的精度限制， 测量原理和方法不完善，或测量者感官能力的限制， 测量的结果不可能绝对精确，总会产生误差。
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二、传感器的定义及组成
电量 一般是指物理学中的电学量，如电压、
电流、电阻、电容、电感等； 非电量 则是指除电量之外的一些参数，如压 力、流量、尺寸、位移量、重量、力、速度、加 速度、转速、温度、浓度、酸碱度等等。在众多 的实际测量中，大多数是对非电量的测量。
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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。” 广义地说，传感器就是一种能把物理量或化学 量转换成便于测量、便于利用的电信号的器件，可 以用下图所示的框图简单表示。
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误差是测量值与真实值之差，分为绝对误差和 相对误差。
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1．绝对误差△ 绝对误差反映测量值偏离真值的大小： △＝Ax-A0 式中Ax：测量值；A0：理论真值。 绝对误差△和测量值Ax具有相同的单位。用绝对 误差无法比较不同测量结果的可靠程度。 2．相对误差γ 人们用测量值的绝对误差与测量值之比来评价， 称它为相对误差，并可化成百分比，也叫百分误差。 相对误差γ由下式计算：
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课题二 传感器的技术指标
[任务导入]
要实时监测一个高温箱的温度：测量温度大 约为50 ℃ ～80℃，检测结果的精度要达到1 ℃ 。 现有三种带数字显示表的温度传感器，它们 的量程分别是0 ℃ ～500℃、0 ℃ ～300℃、 0 ℃ ～100℃，精度等级分别是0.2级、0.5级和 1.0级，为了满足需要，你应该怎样选择呢？判别 传感器好坏的标准是什么？ 本课题任务就是通过学习传感器的各项技术 指标的含义，了解传感器的判别标准。
课题一
课题二
传感器的认识
传感器的技术指标
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课题一 传感器的认识
[任务导入]
在现代化的大都市中，高楼大厦鳞次栉比， 大厦里看似舒适的环境，却因空调系统的通风管 道清洁不便致使室内空气污浊，影响人们的身体 健康。在狭小的空间里，要完成清扫工作是件不 容易的事。 瑞典某公司设计的通风管道清洗机器人专门 用于清洁及维护大厦中央空调系统的通风管道。
模块一 认识传感器
传感器技术是一项当今世界令人瞩目的迅 猛发展起来的高新技术之一。如果说计算机是人 类大脑的扩展，那么传感器就是人类五官的延伸。 当集成电路、计算机技术飞速发展时，人们才逐 步认识信息摄取装置——传感器没有跟上信息技 术的发展而惊呼“大脑发达、五官不灵”。
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模块一 认识传感器
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管道清洗机器人是由坦克状的车、各种传感 器、显示器、录像机、控制箱及操控杆组成。 工作人员可以根据机器人感受到的外部信息 用操控杆控制机器人前进、倒退、转弯，清扫通 风管道。 机器人之所以能感受到外界环境的各种信息， 正是因为在机器人的各部位安装了相应的传感器 来感觉环境信息。 那么什么是传感器？它能够起什么作用？本 课题任务就是认识传感器，了解传感器在人们生 活以及自动化生产中的作用。