《工程测试技术基础》.pdf

1传感器是借助于检测元件接收一种形式的信息，并按一定的规律将所获取的信息转换成另 一种信息的装置。 2敏感器件是传感器的核心，它的作用是直接感受被测物理量，并对信号进行转换输出。 3传感器的分类：按信号变换特征：物性型【在实现信号变换过程中传感元件的结构参数基 本不变，而仅依靠元件内部的物理、化学性质变化实现传感功能的。如：光或热电传感元件、 水银温度计,压电测力计】；结构型【依靠传元件的结构参数变化而实现信号变化换的。如： 变极距式电容传感器】。 4传感器的分类：按敏感元件与被测对象之间的能量关系：能量转换型（直接由被测对象输 入能量使其工作。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。如:电阻应变片）。 6电阻式传感器：变阻器式传感器和电阻应变式传感器--应变片【金属电阻应变片的工作原 理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着它 所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化的现象。】 7金属应变计：丝式和箔式【优点:稳定性和温度特性好；缺点:灵敏度系数小】； 8半导体应变计：优点：应变灵敏度大;体积小;能制成具有一定应变电阻的元件；机械滞后 小；横向效应小。缺点：温度稳定性和可重复性不如金属应变片；灵敏度的离散性大；大应 变下的非线性大。 10电感式传感器：自感型--可变磁阻式【原理:电磁感应】；涡流式【原理:涡流效应】。 优点：接构简单，使用方便，不受油污、介质影响。 应用：位移、力、振动测量，NDT （无损检测），测厚,材质判别。 互感型--差动变压器【工作原理:互感现象】 应用:厚度,角度,表面粗糙度;拉伸,压缩,垂直度;压力,流量,液位;张 力,重力,负荷量、扭矩、 应力,动力;气压,温度;振动,速度,加速度;等 12电容式传感器分类：极距变化型 【 】；面积变化型:【A】角位移型,平面线位移型,柱面 线位移型；介质变化型【 】。 15压电式传感器：变换原理；压电效应 【某些物质，如石英，当受到外力作用时，不仅几何 尺寸会发生变化，而且内部也会被极化，表面会产生电荷；当外力去掉时，又重新回到原来 的状态，这种现象称为压电效应】。 20磁电转换元件传感器：①霍尔元件【金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时， 在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍 尔效应。】应用：电流传感器；管道裂纹检测【原理；磁场强度变 化检测】。 ②磁电阻元件【磁阻效应；沿外加电场方向运动的载流子数减少， 从而使电阻增加的现象】特点：电阻的增量与磁场的平方成正比； 与磁场的正负无关；温度系数影响大；磁感应的范围比霍尔元件大。 应用：磁头；接近开关和无触点开关。 21 光电转换元件传感器：①光敏电阻【光电导效应是指半导体材料受到光照时会产生电子 空穴对,使其导电性能增强,光线愈强,阻值愈低,这种光照后电阻 率发生变化的现象,称为光电导效应。】 ②光电池：【光生伏特效应指半导体材料P-N结受到光照后产生 一定方向的电动势的效应】。 应用：光电传感器在工业上的应用可归纳为吸收式、遮光式、反 射式、辐射式四种基本形式。 1 26超声波检测传感器：超声波的物理性质:：超声波与一般声波比较，振动频率高，波长短， 因而具有束射特性，方向性强，可以定向传播，其能量远远大于振幅 相同的一般声波，并具有很高的穿透能力。 应用：超声波探伤。 28传感器选用原则：选择传感器主要考虑灵敏