第三章：常用传感器.pptVIP

第三章 常用的传感器 §3-1 传感器的分类 §3-2 电阻式传感器 §3-3 电感式传感器 §3-4 电容式传感器 §3-5 压电式传感器 §3-6 磁电式传感器 §3-7 半导体传感器 §3-8 传感器的选用原则 概述 传感器——能按一定规律把被测量转化为同种或另一种量值输出的器件。目前，传感器转换后的信号大多为电信号。 传感器的作用——类似于人类的感觉器官。它把被测量，如力、位移、温度等，转化为易测信号，传递给测量系统的信号调理环节 深入研究传感器的原理和作用，研制新型传感器，对于社会的发展有十分重要的作用。 §3-1 传感器的分类 §3-1 传感器的分类 机械式传感器 常常以弹性元件作为传感器的敏感元件，故也称为弹性敏感元件。可用来测力、压力、温度等。它的输出是弹性元件本身的弹性变形。可将弹性变形转换为仪表指针的偏转，借助刻度指示出被测量的大小。也可利用其他传感器，将弹性变形(位移量)转换为电信号输出。 优缺点：有结构简单、可靠、使用方便、价格低廉、读数直观等优点。其缺点是弹性变形不宜大，以减小线性误差，此外，由于放大和指示环节多为机械传动，不仅受间隙影响，而且惯性大，固有频率低，只适宜于检测缓变或静态被测量。 §3-2 电阻式传感器 它是一种把被测量转换为电阻变化的传感器，属能量控制型传感器。按其工作原理可分为变阻器式传感器和电阻应变式传感器两类。 §3-2 电阻式传感器 一、变阻式传感器（电位差计式传感器） §3-2 电阻式传感器 直线位移型：R=klx，灵敏度S=dR/dx=kl。当导线均布时，kl为常数，传感器输出（电阻）与输入（位移）呈线性关系。 角位移型：S=dR/da=ka，导线均布时，输出与角位移a呈线性关系。 非线性型：若要求输出R与输入（位移x）呈非线性关系，则要求变阻器骨架做成三角形或其他形状。 §3-2 电阻式传感器 变阻式传感器的后继电路一般采用电阻分压电路，如图，输出电压uy与直流激励电压u0及位移x之间的关系可用下式表示。 §3-2 电阻式传感器 优缺点：变阻器式传感器的优点是结构简单，性能稳定，使用方便。缺点是因受到电阻丝直径的限制，分辨力不高。提高分辨力需要使用更细的电阻丝，其绕制较困难。所以变阻器式传感器的分辨力很难优于20μm 。 §3-2 电阻式传感器 二、电阻应变式传感器 §3-2 电阻式传感器 金属电阻应变片 金属电阻丝应变片 §3-2 电阻式传感器 金属箔式应变片：用栅状金属箔片代替栅状金属丝。 §3-2 电阻式传感器 工作原理 将应变片用特制胶水粘固在弹性元件或需要测量变形的物体表面。电阻丝即随该物体一同变形，导致电阻丝的长度l、截面大小A、以及电阻率ρ 都发生变化，从而引起电阻应变片电阻丝电阻的变化，利用电桥就可测出电阻变化，从而测出应变大小。 §3-2 电阻式传感器 §3-2 电阻式传感器 §3-2 电阻式传感器 §3-2 电阻式传感器 §3-2 电阻式传感器 §3-2 电阻式传感器 §3-2 电阻式传感器 §3-2 电阻式传感器 §3-2 电阻式传感器 §3-3 电感式传感器 §3-3 电感式传感器 §3-3 电感式传感器 §3-3 电感式传感器 §3-3 电感式传感器 §3-3 电感式传感器 §3-3 电感式传感器 §3-3 电感式传感器 §3-3 电感式传感器 §3-3 电感式传感器 §3-3 电感式传感器 §3-3 电感式传感器 §3-3 电感式传感器 §3-3 电感式传感器 §3-4 电容式传感器 §3-4 电容式传感器 §3-4 电容式传感器 §3-4 电容式传感器 §3-4 电容式传感器 §3-4 电容式传感器 §3-4 电容式传感器 §3-5 压电式传感器 §3-5 压电式传感器 §3-5 压电式传感器 §3-5 压电式传感器 §3-5 压电式传感器 §3-5 压电式传感器 §3-5 压电式传感器 §3-5 压电式传感器 §3-5 压电式传感器 §3-5 压电式传感器 §3-5 压电式传感器 §3-6 磁电式传感器 §3-6 磁电式传感器 §3-6 磁电式传感器 §3-6 磁电式传感器 §3-7 半导体传感器 §3-7 半导体传感器 §3-7 半导体传感器 §3-7 半导体传感器 §3-7 半导体传感器 1、光敏电阻 内光电效应 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,称为内光电效应 。 §3-7 半导体传感器 §3-7 半导体传感器 §3-7 半导体传感器 六、湿敏传感器： 七、集成传感器： 作业 3、磁敏管 可检测微弱磁场的变化。可用于磁力探伤，或做成磁场触发的无触点开关。也可测转速、位移等。 光敏传感器通常是指能敏感到由紫外线到红外线光的