传感器原理及应用-第1章讲述.ppt

* 内光电效应：光电导效应，光胜伏特效应。 敏感元件 辅助电路 转换元件 被 测非电量 有 用非电量 有 用电 量 基 本 转换电路 电 量 二、传感器的组成——（2）转换元件 §1.3 传感器的定义、组成和分类 弹性体 极板支架 绝缘材料 定极板 动极板 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：平行板电容器 有 用 电 量：电容量C 大吨位电容式称重传感器 敏感元件 辅助电路 转换元件 被 测非电量 有 用非电量 有 用电 量 基 本 转换电路 电 量 二、传感器的组成（3）转换电路 §1.3 传感器的定义、组成和分类 转换电路是传感器的主要组成环节： 因为不少传感器要在通过转换电路后才能输出电信号，从而决定了转换电路是传感器的组成环节之一。 国标GB/T14479-93规定传感器图用图形符号表示方法： 三、传感器的图形符号 §1.3 传感器的定义、组成和分类 Y X 正方形表示转换元件; 三角形表示敏感元件； X—被测量符号，Y—转换原理。 电容式压力传感器 压电式加速度传感器 电位器式压力传感器 几个典型传感器的图用图形符号 Ｐ a P 1、按工作机理：物理型、化学型、生物型等 2、按构成原理：结构型与物性型两大类 3、根据能量转换：能量控制型和能量转换型传感器 4、按照物理原理分类：十种 5、按照用途分类 ：位移、压力、振动、温度等传感器 7、根据输出信号：模拟信号和数字信号 6、根据转换过程可逆与否 ：单向和双向 8、根据是否使用电源：有源传感器和无源传感器 四、传感器的分类 §1.3 传感器的定义、组成和分类 结构型传感器 利用物理学中场的定律构成的，包括动力场的运动定律，电磁场的电磁定律等。物理学中的定律一般是以方程式给出的。对于传感器，这些方程式就是许多传感器在工作时的数学模型。 这类传感器的特点： 传感器的工作原理是以传感器中元件相对位置变化引起场的变化为基础，而不是以材料特性变化为基础。 四、传感器的分类 §1.3 传感器的定义、组成和分类 各种弹性敏感元件传感器 物性型传感器 利用物质定律构成的，如虎克定律、欧姆定律等。物质定律是表示物质某种客观性质的法则。这种法则，大多数是以物质本身的常数形式给出。这些常数的大小，决定了传感器的主要性能。 物性型传感器的性能随材料的不同而异。如光电管，利用了物质法则中的外光电效应，特性与涂覆在电极上的材料有着密切的关系。又如所有半导体传感器、所有利用各种环境变化而引起的金属、半导体、陶瓷、合金等性能变化的传感器，都属于物性型传感器。 四、传感器的分类 §1.3 传感器的定义、组成和分类 半导体气体传感器 能量控制型传感器 在信息变化过程中，传感器将从被测对象获取的信息能量用于调制或控制外部激励源，使外部激励源的部分能量载运信息而形成输出信号。 这类传感器必须由外部提供激励源，如电阻、电感、电容等电路参量传感器都属于这一类传感器。 基于应变电阻效应、磁阻效应、热阻效应、外光电效应、霍尔效应等的传感器也属于此类传感器。 四、传感器的分类 §1.3 传感器的定义、组成和分类 霍尔传感器 能量转换型传感器 能量转换型传感器，又称有源型或发生器型传感器。传感器将从被测对象获取的信息能量直接转换成输出信号能量，主要由能量变换元件构成，不需要外电源。如基于压电效应、热电效应、内光电效应等的传感器都属于此类传感器。 四、传感器的分类 §1.3 传感器的定义、组成和分类 光电传感器 按照物理原理分类： ★电参量式传感器：电阻式、电感式、电容式等； ★磁电式传感器：磁电感应式、霍尔式、磁栅式等； ★压电式传感器：声波传感器、超声波传感器； ★光电式传感器：一般光电式、光栅式、激光式、光电码盘式、光导纤维式、红外式、摄像式等； ★气电式传感器：电位器式、应变式； 四、传感器的分类 §1.3 传感器的定义、组成和分类 ★热电式传感器：热电偶、热电阻； ★波式传感器：超声波式、微波式等； ★射线式传感器：热辐射式、γ射线式； ★半导体式传感器：霍耳器件、热敏电阻； ★其他原理的传感器：差动变压器、振弦式等。 有些传感器的工作原理具有两种以上原理的复合形式，如不少半导体式传感器，也可看成电参量式传感器。 作业： 登陆传感器技术相关网站，了解你最感兴趣的传感器的资料，原理，材料，应用及类型？ 自动化专业的学习最重要的是解决一个问题：如何对系统施加控制作用使其表现出预定的行为。这个问题的解决需要多种知识的准备和应用。以机械手为例，介绍系统控制问题中一系列关键环节，让大家了解我们要学习