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机械工程 测试技术 4章 东南大学机械工程系 第4 章 常用传感器 4.1 感器概述 传感器 接作用于被测量，并能按一定规律将其转换成同种或 别种量值输出的器件，称为传感器。 工程上，将提供与输入量有给定关系的输出量的器件， 称为测量变换器。传感器就是输入量为被测量的测量变 换器。 传感器处于测试装置的输入端，其性能将直接影响着整 个测试装置的工作质量。 传感器的分类 按被测量分类 位移、力、温度、压力、流量、速度传感器等。 按工作原理分类 机械式、电气式、光学式、流体式等。 按信号变换特征分类 q物性型：依靠敏感元件本 的物理化学性质 的变化实现信号变换。如水银温度计、压电 式传感器等。 q结构型：依靠传感器结构参量的变化实现信 号转换。如电容式、电感式传感器等。 按能量变换关系分类 q 能量转换型(无源型、 发电型或主动传感器)： 直接由被测对象输入能量使其工作。如热电偶 温度计、弹性压力计、压电式传感器等。能量 转换型传感器存在负载效应。 q 能量控制型( 有源型、能量调节型或被动传感 器) ：由外部辅助能量使其工作，并由被测量 控制外部供给能量的变化。如电桥式电阻应变 计等。能量控制型传感器本身参数的改变（电 阻、电容、电感）不起换能作用。 注意：传感器的换能元件可能不止一个（如电 容式压力传感器），甚至是一个小型装置（如 力反馈式加速度计）。 按输出信号分类 模拟式、数字式。 传感器的性能要求： 1 ）灵敏度高，输入和输出之间有较好的线性关系； 2 ）噪声小，并且具有抗外部噪声的性能； 3 ）滞后、漂移误差小； 4 ）动态特性良好； 5 ）在接人测量系统中，对被测量不产生影响； 6 ）功耗小，复现性好，有互换性； 7 ）防水及抗腐蚀等性能好，能长期使用； 8 ）结构简单，容易维修和校正； 9 ）低成本、通用性强； 表4.2 传感器的技术指标 基本参数指标 环境参数指标 可靠性指标 其它指标 量程指标: 温度指标: 工作寿 、 使用有关指标: 量程范 、过载能力等 工作温度范 、 平均无故障 供电方式(直流、 温度误差、温度 时间、保险 交流、频率及波形 灵敏度指标: 漂移、温度系数 期、疲劳性 等)、功率、各项 灵敏度、分辨力、满量 、热滞后等 能、绝缘电 分布参数值、电压 程输出、输入输出阻抗 阻、耐压及 范 与稳定度等 等 抗冲振指标: 抗飞弧等 精度有关指标: 允许各向抗冲振 结构方面指标: 精度、误差、线性、滞 的频率、振幅及 外形尺寸、重量 后、重复性、灵敏度误 加速度、冲振所 、壳体材质、结构 差、稳定性等 引入的误差等 特点等 安装连接方面指 动