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动力机械电子控制 第8讲 传感器技术 传感器的组成 传感器的分类 按被测物理量分类，可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成分等传感器。 按传感器工作原理分类，可分为电阻、电容、电感、压电、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。 按传感器输出信号的性质分类，可分为： ①输出为开关量“1”和“0”或“开”和“关”的开关型传感器； ②输出为模拟量的模拟型传感器； ③输出为脉冲或代码的数字型传感器。 传感器的静态特性 测量范围与量程 线性度 传感器的静态特性 灵敏度 分辨力 精度等级 传感器的动态特性 阶跃响应 传感器的动态特性 阶跃响应 膨胀式温度计 膨胀式温度计是利用物体受热体积膨胀的性质而制成的温度计，多用于现场的温度测量和显示。按选用的物质不同，可分为液体膨胀式温度计、气体膨胀式温度计和固体膨胀式温度计三大类。 膨胀式温度计可以测量-200°C～+500°C范围内的温度。在机械热处理测温中，常用来测量碱槽、油槽、法兰槽、淬火槽以及低温干燥箱的温度，也广泛用于测量设备、管道和容器的温度。 这种温度计结构简单，制造和使用方便，价格便宜，但结构脆弱、易坏，不易于远距离测温（压力式温度计除外），不能无接触测量。 电阻式温度传感器 热敏电阻传感器 水温传感器 热电偶温度传感器 压力传感器 电感式压力传感器 压阻式半导体压力传感器 进气歧管绝对压力传感器的工作原理 压力传感器的选择与应用 额定压力范围 最大压力范围 损坏压力 线性度 压力迟滞 温度范围 电容式位移传感器 电感式位移传感器 差动式电感传感器 变压器式位移传感器 电涡流式位移传感器 电位器式位移传感器 线绕电位器式位移传感器 非线绕式电位器位移传感器 非线绕式电位器目前常见的有合成膜式电位器、金属膜式电位器、导电塑料电位器和光电电位器。它们的共同特点是在绝缘基座上制成各种薄膜元件，因此比线绕式电位器具有高得多的分辨率，并且耐磨性好，寿命长。 线性输出型节气门位置传感器 流量传感器 差压流量计 转子流量计 容积流量计 涡轮流量计 漩涡流量计 电磁流量计 超声波流量计 差压流量传感器 涡轮流量计 漩涡流量计 电磁流量计 变面积式流量计 主流测量热线式空气流量计 曲轴位置传感器和转速传感器 电磁感应式 霍尔效应式 光电式 电磁感应式 电磁感应式传感器的安装 电磁感应式传感器的安装 霍尔效应式曲轴位置传感器 光电式曲轴位置传感器 氧化锆式氧传感器结构简图 氧化钛式氧传感器 爆震传感器 自然界的许多物质，其物理特性如长度、电阻、容积、热电势、磁性能、频率和辐射功率等都与温度有关。温度传感器就是通过测量物质的某些物理参数随温度的变化而间接地测量温度的。 作为一个理想的温度传感器，应具备各种条件，如测温范围宽、精度高、可靠性好、小型而且响应速度快、价格便宜等等，其实能同时满足以上所有条件的温度传感器是不存在的，由各种材料制成的温度传感器只能在一定范围内选用，所以应按不同的用途、不同的测量对象及不同的测温范围，灵活选用。 温度传感器的种类，如果按测量方法可分为接触式和非接触式测温两大类。接触式是被测对象与测温元件有部分的接触，使两者处于同一温度，即根据测温元件的温度就可知道被测对象的温度；非接触式测温是利用被测对象的辐射充分传到测温元件来测量温度的,由于测温元件与被测对象不接触，因此两者不必是同一温度，只要看到被测对象就可进行测量。 接触式测温与非接触式测温各有特点：接触式测温结构简单，稳定可靠，测量精确，成本低，可以测得物体的真实温度，而且还可以测得物体内部某点的温度。但滞后现象一般较大，且不适于测量小物体、腐蚀性强的物体以及运动着的物体的温度。由于受耐高温材料限制，一般不用于测量很高的温度。属于这类传感器的主要有热膨胀式温度计、热电阻、热电偶。非接触式测温是通过被测对象的热辐射进行的，所以反应速度快，适于测量高温和测量有腐蚀性的物体，也可以测量导热性差的、微小目标的、小热容量的、运动的物体以及各种固体、液体表面温度。但由于受物体的发射率、被测对象与仪表之间距离、烟尘和水蒸气等的影响，测温准确度较差，使用也不甚方便。这类传感器主要有辐射温度计、光学高温计、热释电传感器等。 热电阻传感器主要用于中、低温度（-200°C～+650°С或+850°C）范围的温度测量。常用的工业标准化热电阻有铂热电阻、铜热电阻和镍热电阻。铂热电阻主要用于高精度的温度测量和标准测温装置，性能非常稳定，测量精度高，其测温范围为-200°C～+850°C，分度号为Pt50（R0=50．00Ω）和Ptl00（R0=100．00Ω），铂的纯度通常用W（100）=R100/R0来表示，其中R100代表在水沸点（100°С