传感检测系统-传感器概述

有些教科书：
传感器是一种以一定的精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。
3.2.2 传感器的组成
直接感受被测量
转换成电路参量
敏感元件：是直接感受被测量，并输出与被测量成确
定关系的某一物理量；
转换元件：把敏感元件的输出作为它的输入，转换成
电路参量；
测量电路：是将转换元件输出的电信号进行处理，使
3.2.8 传感器实例
U93力传感器
关键特性：
拉/压双向力传Байду номын сангаас器 两侧法兰连接，安装
简单 内置TEDS电子数据
表 结构紧凑 结实 不锈钢材料 电缆适合于拖拽
U93力传感器外形尺寸 U93力传感器安装尺寸
约为10
约为5
约为5 约为10
量程：指输入量的变化范围。 误差：指测量值与真实输入值之差。
误差=测量值－真实值
精度：指测量系统测量结果的正确程度（占满量程
输出或满刻度偏差的百分比)。
灵敏度：指输出量增量与相应输入量增量之比。
迟滞误差 ： 在正行程和反行程过程中输出量的最
大差值。
非线性误差： 传感器的输出与输入的实际曲线与理
想直线的最大偏差（占满量程输出的百分比）。
用的时间（从10%到95%）。 稳定时间：指当输出接近稳态输出的某一范围（如2% 的误差）
时所用的时间。
3.2.6 传感器的选型原则
（一）与测量条件有关的因素：
（1）被测量的选择； （2）测量范围； （3）被测量频带宽度； （4）精度要求； （5）测量所需要的时间； （6）传感器工作方式（接触与非接触测量、破坏
与非破坏性测量、在线与非在线测量等）。
（二）与传感器技术有关的指标
（1）精度； （2）稳定性； （3）响应特性及动态特性要求； （4）输出幅值； （5）对被测物体产生的负载效应 （6）校正周期； （7）超标准过大的输入信号保护； （8）接地及噪声干扰情况分析。
（三）与使用环境条件有关的因素：
(1) 安装现场条件及情况； (2) 环境条件(湿度、温度、振动等)； (3) 信号传输距离； (4) 所需现场提供的功率容量；
重复性或再现性：对于相同的输入值，传感器能
给出的完全相同的输出值的能力(占满量程输出的百 分比)。
稳定性：传感器的稳定性是指当它在一段时间内测
量恒定输入时得到相同输出的能力（术语“漂移” 常用来描述随着时间过去时输出量变化）。
死区：指有输入却没有输出时的输入的变化范围。
3.2.5 传感器的一般特性
通常从时域和频域两方面采用瞬态响应法和频率响应法 来分析。在时域内研究传感器的响应特性，只能通过几种特 殊的输入时间函数，如阶跃函数、脉冲函数和斜坡函数等来 研究其响应特性。在频域内通常利用正弦函数研究传感器的 频率响应特性。
响应时间：指输出达到稳态输出的95%时所用的时间 时间常数：指输出达到稳态输出的63.2%时所用的时间 上升时间：指输出上升到稳态输出的某一特定百分比范围时所
之便于显示、处理和传输的电信号的电路。
3.2.3 传感器的分类
按工作机理分类
可分为物理型、化学型、生物型 按构成原理又分为：结构型、物性型和复合型三大类
按能量的转换分类
可分为能量控制型和能量转换型
按输入量分类
常用的有机、光、电和化学等传感器
按输出信号的性质分类
可分为模拟式传感器和数字式传感器
3.2.4 传感器性能术语
（四）传感器选型的一般原则：
根据测量对象与测量环境确定传感器类型； 灵敏度的选择； 频率响应特性； 线性范围； 稳定性； 精度。
3.2.7 传感器技术的发展方向
开发新的敏感、传感材料 开发研制新型传感器及组成新型测试系统 研究新一代的智能化传感器及测试系统 传感器发展集成化 多功能与多参数传感器的研究 仿生传感器
静态特性：是指被测量的值处于稳定状态时的输出
线性度和输入关系。
灵敏度
被测信号是一个不随时间变化的量
迟滞
重复性
精度 稳定性 测量范围
衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏 度、迟滞、和重复性等。
漂移
动态特性： 是指传感器输出对随时间变化的输入
激励的响应。
研究传感器的动态特性主要是为了从测量误差角度分析 产生动态误差的原因以及提出改善措施。
第三章 传感检测系统
3.2 传感器概述
➢ 传感器的定义 ➢ 传感器的组成 ➢ 传感器的分类 ➢ 传感器的性能术语 ➢ 传感器的一般特性 ➢ 传感器的选型原则 ➢ 传感器实例
3.2.1 传感器定义
国家标准《传感器通用术语》（GB7665—87）
• 能感受（或响应）规定的被测量并按一定规律转换 成可用信号输出的器件或装置，通常由敏感元件和 转换元件组成。