12常用传感器.ppt

电涡流传感器与被测物体的等效电路 ： 图中金属导体被抽象为一短路线圈，它与传感器线圈磁性耦合，两者之间定义一互感系数M，表示耦合程度，它随间距δ的增大而减小。 2) 金属应变计 金属应变计有: 丝式和 箔式 优点:稳定性和温度特性好. 缺点:灵敏度系数小. 3) 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. 缺点：温度稳定性和可重复性不如金属应变片。 3 应用 b) 压力变送器 a) 加速度计，力传感器 将两种不同材料的导体一个闭合回路，若两端结点温度不同，则回路中就会产生电势，同时在回路中产生电流，这种由温度不同而产生电势的现象称为热电效应。相应的输出电势称作热电势，回路中产生的电流则称作热电流，导体称为热电极，不同导体组成的转换元件叫作热电偶。测温时，置于被测温度场中的结点，称为测量端(又称工作端或热端)，一般处在某一恒定温度的结点，称为参考端(又称自由端或冷端)。 5.3 温度信号传感器 一、热电式温度传感器 热电效应 接触电势是由于互相接触的两种金属导体内自由电子的密度不同造成的。当两种不同的金属A、B接触在一起时，在金属A、B的接触处将会发生电子扩散 在组成热电偶的每种材料中，若同一材料两端温度不同， 则高温端自由电子就会向低温端扩散，高温端因失去电子而带正电，而低温端因得到电子而带负电，从而形成了温差电势 二、电阻温度传感器 金属热电阻 　　大多数金属材料的电阻随温度的升高而增加，但作为热电阻的金属材料，其电阻温度系数α值要高且保持常值，电阻率ρ要高，以减小热惯性（元件尺寸小），在使用温度范围内， 材料的物理化学性能稳定，工艺性好。常用的金属热电阻材料有铂、铜、镍、铟、锰、铁等 1）金属热电阻的基本特性参数 　（1） 标称电阻（R0）: 是指金属热电阻在0℃时的电阻值， 用R0表示。 （2）分度表与分度号: 分度表是指以表格形式表示热电阻的电阻－温度对照表；分度号是指分度表的代号，一般用热电阻金属材料的化学符号和0℃时的电阻值表示，例如Pt100， 表示金属材料为铂，标称电阻为100 Ω。  　2.热敏电阻 　　热敏电阻是用电阻值随电阻体温度变化而显著变化的半导体电阻制成的。热敏电阻采用重金属氧化物锰、钛、钴等材料， 在高温下烧结混合成特殊电子元件。 热敏电阻温度特性图 分类 按其温度特性通常分为三类： 负温度系数热敏电阻NTC、 正温度系数热敏电阻PTC和临界温度系数热敏电阻CTR 一、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。 5.4力信号传感器 覆盖层：用来保护和固定敏感栅。 组成 敏感栅：由金属电阻丝构成，能 将机械应变转化成电阻变化。 基底：固定保护敏感栅一般由纸 和有机聚合物成。 引线：由镍铬铝丝构成，用来从敏感栅引 出电信号。 1) 工作原理 金属应变片的电阻R为 (1) 当?不变时 金属应变计 横向应变 纵向应变 (2)当?变化时 半导体应变计 半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的压阻效应。所谓压阻效应是指单晶半导体材料 在沿某一轴向受到外力作用时，其电阻率发生变化的现象。 3.可测量：应变、力、位移、加速度、扭矩 华北电力大学机械工程学院 测试技术 * 第五 章 传感器 本章学习要求： 1.了解传感器的分类 　　　 2.掌握常用传感器测量原理(电阻式、压电 、电涡流 、磁电式 ) 3.了解传感器测量电路 课堂讨论题： 1．什么是传感器？如何分类？ 2．电阻应变式（金属电阻应变片、半导体应变片）传感器工作原理特点、可测量量为？ 3．压阻效应、压电效应 、涡流效应、压磁效应、应变效应 4．电涡流传感器的工作原理、测量量、测量范围、频响范围、特点？ 5．电涡流传感器如何测量转速？ 6．压电式加速度传感器的工作原理？频响范围？放大电路的分类及特点？ 7．压电式可测量？ 5.1 概述 1. 传感器定义 国标(GB7665-87)传感器:能感受规定的被测量, 并按一定的规律转换成可输出信号的装置。 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号转换成电信号的装置。 物理量 电量 2. 传感器的构成 传感器一般由敏感器件与转换元件组成。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。辅助器件则是对敏感器件输出的电信号进行放大、阻抗匹配，以便于后续仪表接入。 d V 变送器:凡能输出标准信号的传感器 4-20