传感器的定义及其组成(精选)

传感器的定义及其组成
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n 传感器输入与输出之间的关系
被测量
可用信号
传感器
输入
输出
n 被测量为某值时，可用信号输出应该是多
少？可用信号输出为某值时，对应的被测量输 入应该是什么？
n 输入应该按照某种规律转换为输出，同时， 输出可以以某种规律反推出输入。
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1.6 传感器的一般特性
n 敏感元件（传感器中能够直接感受被测量的部分。 n 转换元件传感器中能将敏感元件输出转换为适于传
输和测量的电信号部分。
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传感器定义
传感器是借助检测元件将一种形式的信息转 换成另一种信息的装置。
Biblioteka Baidu物理量
电量
目前，传感器转换后的信号大多为电信号。
因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信
结构型:依靠传感器结构参数的变化实现信号转变. 例如:电容式和电感式传感器.
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3)按信号变换特征: 能量转换型和能量控制型.
能量转换型:直接由被测对象输入能量使其工作. 例如:热电偶温度计,压电式加速度计.
能量控制型:从外部供给能量并由被测量控制外部 供给能量的变化.例如:电阻应变片.
n
测量的目的在于确定被测物理量的
数值。对于测量系统，通常称被测的量
为输入，所测出的量为输出。如果将整
个测量系统(或其中一个环节)简化为一个
方框, X(t)代表输入,y(t)代表输出。那么可
用图所示的方框图表示。
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2.静态特性技术指标
n ①线性度
n 线性度又称非线性误差，是指测试装置的 输入和输出是否保持线性关系,非线性误差越小 越好 。
调理电路：它将敏感元件和转换元件输出的电路参数转换、调 理成一定形式的电量输出。
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测定油箱内油面高度的装置。所用器材和电路元件如图所示，R是滑动变 阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，R’是定值电阻，油量表（由电压表改 装而成）。油面浮标上升时，油量表示数变大；反之，油量表示数变小。
原理分类
４）按传感器的功能分类✓ 机—电传感器
✓ 单功能传感器
✓ 光—电传感器
✓ 多功能传感器
✓ 热—电电传感器
✓ 智能传感器
✓ 磁—电传感器
6）按传感器的能源分类 ✓ 有源传感器 ✓ 无源传感器
✓ 电化学传感器
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1.4对传感器的一般要求
n 各种传感器，由于原理、结构不同，使 用环境、条件、目的不同，其技术指标 也不可能相同。但是有些一般要求，却 基本上是共同的，这就是：①可靠性； ②静态精度；③动态性能；④量程；⑤ 抗干扰能力；⑥通用性；⑦轮廓尺寸； ⑧成本；⑨能耗；⑩对被测对象的影响 等。
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n 传感器定义的理解
n 简单的说，传感器就是一个能把非电量转换 为电量的器件或装置。
n 传感器能够感受被测量——热、光、声、位 移、速度、加速度、力、力矩等等。
n 传感器能将被测量转换成可用信号输出—— 电阻、电压、电流、频率、脉冲等。
n 转换必须按照一定的规律进行。
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n 常见的信号调节电路有放大器、电桥、阻抗 变换器、振荡器等。
n 信号调节电路通常完成传感器输出与后续测 量电路之间的匹配。
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1.3传感器的分类
1)按被测物理量分类
常见的被测物理量
机械量:长度,厚度,位移,速度,加速度, 旋转角,转数,质量,重量,力, 压力,真空度,力矩,风速,流速, 流量;
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1.2传感器的定义及其组成
n 传感器定义
n 根据国标（GB7665-87 传感器通用术语），传感器 （Transducer/Sensor）定义为：能感受规定的被测 量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装 置，通常由敏感元件和转换元件组成。
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n 传感器的组成
n 一般来说，传感器由敏感元件和转换元件 组成。通常会辅以必要的信号调节电路及电
源。
被测量 敏感元件
转换元件
信号调节转换电路
辅助电源
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n 传感器组成的理解：
n 敏感元件的作用通常是将被测量（非电量1）变换 成另一个与被测量有确定关系的非电量2，而非电 量2易于通过变换元件转换为电量。例如应变式压 力传感器中的弹性模片就将其被测量（压力）转换 为另一非电量（应变）。
n 模拟仪表的刻度就可做成均匀刻度，而数字式 仪表就可以不必采用线性化环节。
n 线性刻度的测量仪表往往实际特性偏离其理论 上的线性特性，即非线性现象。
n 线性度是衡量实际曲线偏离理论线性特性曲线 程度的指标，它以实际示值与理论值之间差值 的最大值和仪表测量范围之比的百分数表示。
声: 声压,噪声. 磁: 磁通,磁场. 温度: 温度,热量,比热. 光： 亮度，色彩
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2)按工作的物理基础分类: 机械式,电气式,光学式,流体式等.
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4)按敏感元件与被测对象之间的能量关系:
物性型:依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来 实现信号变换.如:水银温度计.
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（3）传感器的分类
传感器分类方法较多,大体有以下几种：
1） 按传感器检测的范畴分类２输出）信按号传分感类器 的
✓ 物理量传感器
✓模拟传感器
✓ 化学量传感器
✓数字传感器
✓ 生物量传感器
３）按传感器的结构分类 ✓ 结构型传感器 ✓ 物性型传感器 ✓ 复合型传感器
５）按传感器的转换
n 变换元件通常不直接感受被测量。例如应变压力传 感器中的应变片，它并不直接感受压力，而是将应 变转换为电阻的变化。
n 不是所有的传感器都能明确的区分敏感元件与变换 元件。
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n 传感器组成的理解：
n 传感器的输出信号通常需要必要的信号调节 电路将其进行放大或转换，而变成易于传输、 处理、记录和显示的形式。
号转换成电信号的装置。
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输出电量传感器的构成：
被测量 敏感 中间量 转换
元件
元件
调理 输出电量 电路
敏感元件：它直接感受被测量，并输出与被测量城区定关系 的某一物理量。
转换元件：它将敏感元件的输出转换成一定的电路参数。有时 敏感元件和转换元件的功能是由一个元件(敏感元件) 实现的。