(精选)带转速负反馈的有静差直流调速系统仿真

发电机是不是传感器？
测速发电机、发电机测速传感器
（2）“特定的被测量信息”：非电
量
电量
物理量 化学量 生物量
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把特定的被测量信息按一定规律转换成 某种可用信号输出的器件或装置。
（3）“某种可用信号输出” 把外界非电量信息转换成与之有确定对应关系
的电量输出的器件或装置。—— 非电量电测技术
把外界信息按一定规律转换成电信号输出的器件。
传感
有用 电量
信号调节
电量
元件
元件
转换电路
辅助电路
物性型 传感器
被测非电量 传感元件 有用电量
结构型 传感器
被测非电量 敏感 有用非电量 传感 有用电量
元件
元件
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例1-2 大吨位电容式称重传感器
C0 A 0 r
d
C A 0 r
d
弹性体
极板 支架
被测非电量： 外界压力 敏感元件： 弹性体 有用非电量：极板间距变化 传感元件： 电容传感器 有用电量： 电容量C
测量电路
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（3）不同传感器补偿型
环境影响
转换元件1 输入 转换元件2 输出
变换电路 电源
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1、比较结构型传感器和物性型传感器。 2、举例说明传感器在家用电器中的应用。
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个人观点供参考，欢迎讨论！
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（3）场的定律
描述电场、磁场、物质场、重力场等在空间和时 间上的变换规律。
物理方程
传感器工作的数学模型
静电场：电容式传感器；电磁感应：电感式传感器
利用场的定律构成的传感器称为：结构型传感器
（4）物质定律
表示各种物质内在客观性质的定律。 虎克定律 F = k x 、欧姆定律 U = R I 半导体物质法则：压敏、热敏、光敏、湿敏 基于物质定律构成的传感器称为：物性型传感器
绝缘材料 定极板 动极板
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四、传感器的分类
1、能量角度 （1）自源型
自源型
能量转换型 有源型
带激励源型 能量控制型
外源型
无源型
特点：不需要外能源， 输入 转换元件 输出
输出电量较弱
例1-3：热电偶传感器
① T
A ② T’
B
温度场的能量（热量）
电量
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（2）带激励源型
特点：不需要变换电路， 有较大电量输出
温度
热容量、气体速度、涡流
光
光通量与密度、光谱分布
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五、干扰消除 为消除环境干扰
相同传感器补偿型 差动结构补偿型
不同传感器补偿型
（1）相同传感器补偿型
环境影响
输入
转换元件 转换元件 输出 变换电路
电源
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（2）差动结构补偿型
环境影响 输入
转换元件 转换元件 输出 变换电路
电源
输入量：反向转换 环境干扰量：正向转换
（4）“转换”：传感器、变换器、变送器、换能器、 转换器、探测器
工业测 量
转换效 率
Baidu Nhomakorabea
标准输出 信号
能量转 换
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二、传感器的物理定律
（1）守恒定律
物理量随着空间和时间的移动，其总量保持不变。 能量守恒、动量守恒、电荷守恒 传感器与被测量之间能量转换时必须遵循。
（2）统计法则
运动的微观世界与宏观世界相结合的定律。 如：热力学第二定律 常和传感器的工作状态有关。
输入 转换元件 输出 辅助能源
例1-4 霍尔电磁感应式传感器
z y
BI A
x
LD
C
B
b
UH
U H K H IB
d
RH I B
d
被测量：磁场
辅助能源：激励电流
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例1-5：磁电式传感器
电磁感应定律：
e W d
dt
（3）外源型
输入 转换元件 输出 变换电路
电源
L 线圈
永久磁铁
动铁芯（衔铁）
特点：通过带外电源的 变换电路，才能获得有 用的电量输出 能量控制型
仿生传感器、机器人传感器
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基本物理量
线位移 位移
角位移
派生物理量
长度、厚度、应变、振动、磨损、不平度
旋转角、偏振角、角振动
线速度 速度、振动、流量、动量 速度
角速度 转速、角振动
加速度
线加速度 振动、冲击、质量 角加速度 角振动、扭矩、转动惯量
力
压力 重量、应力、力矩
时间
频率 周期、计数、统计分布
主要内容
1、传感器的基本概念 2、传感器的静态数学模型和基本特性指标 3、传感器的动态数学模型及基本特性指标 4、改善传感器性能的技术途径 5、传感器的标定与校准
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§1-1 传感器的基本概念
一、传感器的定义
把特定的被测量信息按一定规律转换成 某种可用信号输出的器件或装置。
四层含义：
（1）传感器是一种测量器件或装置
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例1-1 举例说明结构型传感器和物性型传感器的区别。
（1）电容式传感器——结构型传感器
C0 0rl b
d
b
固定极板
CC 0 C0r（ l l） b d
L
d
△L
化简得： C1ll l 活动极板
C0
l
l
输出灵敏度 SCC00rb
l l
d
结构型传感器的特性主要由其结构参数决定，
与构成传感器的物质的性质无关。
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分类方法
按输入物理量： 位移、速度、温度传感器
按工作原理： 电容式、电感式、热电式传感器
按能量关系： 能量转换型（有源传感器） 能量控制型（无源传感器）
按输出信号性质： 模拟式、数字式传感器
按构成原理： 结构型、物性型传感器
按构成传感器的功能材料： 半导体传感器
按高新技术： 集成传感器、智能传感器
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（2）压敏传感器——物性型传感器
压阻效应
压力 P
压力大小 电阻率的变化
材料性质
半导体材料
物性型传感器主要由构成传感器的物质的性质决定。
特性 性能 成本 应用
结构型传感器
结构参数决定 稳定 较高 广泛
物性型传感器
物质性质决定 将迅速提高 将大大降低
发展方向之一
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三、传感器的组成
被测 非电量
敏感
有用 非电量