传感器概述

?例：
主称
应变
序号
式
C—WY—YB—20传感器
位移
1.3 传感器的基本特性
传感器的特性一般指输入、输出特性。
传感器的基本特性可用 静态特性 和动态 特性 来描述。
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1.3.1 静态特性
?传感器的静态特性 是指当被测量的值处于稳 定状态时输入量与输出量的关系。 只有传感 器处于稳定状态时，输入量与输出量之间的 关系式中才不含有时间变量。 衡量静态特性 的重要指标包括线性度、灵敏度、迟滞、重 复性、分辨力、稳定性、漂移和可靠性等。
x ? Ax0
式中， x为被测量；A为测量值；x0为标准量。
2.测量的方法
检测概述
直接测量 测量手段 间接测量
组合测量法
检测概述
接触测量法 测量仪表的特点
非接触测量法
静态测量 被测量的变化 特点
动态测量
直接测量
检测概述
电子卡尺
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间接测量
检测概述
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检测概述
万件
汽车行业: 4400 万件
机床行业: 1500万件
文化办公机械: 200万件
各类仪器仪表: 3亿件
1.1 自动控制系统与传感器
?传感器处于 研究对象与测控系统 的接口位 置，是感知、获取与检测信息的窗口 。一 切科学实验和生产过程，特别是在 自动检 测和自动控制系统 中获取的信息，都要通 过传感器转换为易于 传输与处理的电信号。
1.2.2 传感器的分类
传感器的种类名目繁多，分类不尽相同。常用的分 类方法有：
１）按被测量分类：可分为位移、力、力矩、转速、振 动、加速度、温度、压力、流量、流速等传感器。
2）按工作原理分类： 可分为电阻、电容、电感、热电 偶、超声波、激光、红外、光导纤维等传感器。 本教材采用第二种分类法
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显示
+
—
输出
给定元件
闭环自动控制系统
1.2 传感器的概念
1.2.1 传感器的定义和组成
传感器是指能感受规定的 被测量并按一定规 律转换成可用输出信号 的元件或装置。
传感器：非电量 → 电量
图1-3 传感器组成框图
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敏感元件 在传感器中用于 感受被测量 ，转化后的 非电量反映被测量所有的信息； 被测量通过敏感元件转换后，再由 转换元件 转换 成电量； 测量转换电路 的作用是将转换元件输出的 电量转 换成易于处理的 电压、电流或频率量 。
现代传感器既是高科技的结晶，又在高科技中起举足重轻
的作用。
传感器及仪表世界市场需求量 : 电力系统: 140万件 化工系统:80万件 钢铁系统:130万件 能源管理与炉窑控制: 4000
传感器及仪表大致用量: 美国‘阿波罗'登月飞行器 : 3200台 一个电站: 5000台; 一个钢厂: 20000台 大型石油化工厂: 6000台 一部汽车: 30至100个 一架飞机: 3600个
1.1 自动控制系统与传感器
?自动控制系统： 是指在没有人的直接参与下， 利用控制器使生产过程或被控对象 的某一物理 量准确地按照 预期的规律 运行。分为 开环控制 和闭环控制 两类。
被测量
传感器
测量电路 电源
指示仪 记录仪 伺服控制
开环自动控制系统
对象
传感器 检测电路
执行元件
调节元件
记录
信息处理
1.线性度
? 线性度 是指传感器输入量与输出量之间的静态 特性曲线偏离拟合直线的程度 ，其又称为 非线 性误差。
?在实际使用中，大多数传感器的静态特性曲线 是非线性的。可用一条直线 (切线或割线 )近似 地代表实际曲线的一段，使输入输出特性线性 化，这条直线称为 拟合直线 。
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示波器
检测概述
Hale Waihona Puke Baidu
检测概述
检测（ Detection ）定义：
检测技术就是利用传感器将生产科研需 要的电量和非电量信息转化成为易于测量、 传输、显示和处理的电信号的过程。
检测概述
?传感器技术 是新技术革命和信息社会的重 要技术基础，是现代科技的开路先锋，也 是当代科学技术发展的一个重要标志，它 与通信技术、计算机技术构成信息产业的 三大支柱之一 。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 们才逐步认识到信息摄取装置 ——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”。
? 无源传感器不进行能量的转换，被测非电量仅对传感器 中的能量起着控制或调节的作用， 所以它必须具有辅助 能源(电源)，如电阻传感器、电容传感器和电感式传感 器等
4) 按输出信号的性质分
? 传感器按输出信号的性质可分为模拟传感器与数字传 感器。模拟传感器要通过A／D转换器才能用计算机 进行信号分析、加工与处理。数字传感器则可直接送 到计算机进行处理。
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3)按能量的传递方式分:传感器按能量的传递方式可分为
有源传感器和无源传感器。
有源传感器
? 有源传感器可视为一台微型发电机，能将非电量转换为 电量，它所配用的测量转换电路通常是信号放大器 。所 以有源传感器是一种能量变换器，如压电式传感器、热 电式传感器(热电偶)、电磁式传感器和电动式传感等。
无源传感器
例：曹冲称象
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接触式测量
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非接触式测量
例：雷达测速
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静态测量
检测概述
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检测概述
对缓慢变化的对象进行测 量亦属于静态测量。
温度计
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动态测量
地震测量 振动波形
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检测概述
1.2.3 传感器代号
传感器一般以这样的形式命名： 传感器—被测量—转换原理—序号
（1）主称——传感器代号C； （2）被测量—用一个或两个汉语拼音的第一个大写字 母标记； （3）转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大 写字母标记； （4）序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用 来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。
第1章 传感器概述
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一、教学目标
（1）了解传感器的基本特性。 （2）掌握传感器的概念。 （3）掌握传感器的标定和校准。
二、教学重点和难点
1、重点：传感器的概念。 2、难点：传感器的标定和校准。
三、教学学时
2学时
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检测概述
1. 测量的概述
? 测量：将被测量与同种性质的标准量进行 比较，从而确定被测量相对于标准量的倍 数的过程。