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传感器总结报告

机械08060401080623

摘要:传感器是被测量进入测量系统的第一个环节——把被测量转换成容易

检测、传输和处理的电信号。其性能直接影响整个测试装置和测试结果的准确

性、可靠性。其地位在电子技术和测试技术中举足轻重。

关键词:传感器、特性、应用

Asumming-uponsensors

Abstract:sensorsarethefirstlinkthatmeasuredsignalsenter

intomeasuresystem——measuredsignalsbeconvertedintoelectro-

signalsthatiseasilytested,transferedanddealtwith.Itsfunction

directlyinfluencestheaccuracy,credibilityofthewholetest

deviceandtestresult.Itspositionisprominentintheelectronics

techniqueandthetesttechnique.

Keywords：sensors、characteristics、application

传感器种类繁多、形式多样：有的是很小的敏感元件，例如应变片、霍尔

元件等；有的是一个复杂的系统，如智能型传感器。传感器分类依据不同，分

得的结果也各种各样。此报告主要按物理现象分类方式分别介绍常用的结构型

传感器、物性型传感器的工作原理、性能特点、转换电路和应用。

结构型传感器

结构型传感器是依靠其结构参数的变化实现信号转换。常见的结构型传感

器有：电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器。

一、电阻式传感器

电阻式传感器是一种把被测量的变化转换成电阻变化的传感器。按其工作

原理可分为变阻器式和电阻应变式传感器两类。

1、变阻器式传感器

▲变阻器式传感器也称为电位器式传感器，是三端电阻器件，基本敏感量

是位移。作用于动触头的位移被转换成电阻的变化。转换原理：

l

R=ρA

式中ρ为电阻率，l为电阻丝长度，A为电阻丝截面积。当电阻丝的材料和

直径一定时电阻R和电阻丝长度成线性关系，即R=Kl。这样可以通过电阻的

变化推倒出相应的长度变化，进而可知被测量的变化。

▲常用的变阻器式传感器可以测量直线位移、角位移和一些非线性量。其

优点是结构简单、使用方便、测量范围大。

变阻器式传感器有两种形式：

（1）电阻丝式变阻器其电阻值是不连续的，一般分辨率不小于20毫

米。另外，由于磨损、尘埃等原因将使接触电阻发生不规则变化，产生噪声。

动态特性较差，只能测量变化较慢的信号。

（2）导电橡胶变阻器其优点是阻值连续、精度可达0.1%、动态特性

较好，允许测量信号变化较快的信号、结构紧凑、可靠性好、寿命长。

▲应用：适用于自动化设备中的位置、位移的检测。如下图是一个电阻式

位移传感器：

2、电阻应变式传感器（半导体应变片见物性型传感器）

▲金属电阻应变片的工作原理其工作原理基于金属的电阻—应变效应：

金属丝的电阻值随着它所受的机械变形而发生相应的变化。

dR

(12E)

R

式中：μ为电阻丝材料的泊桑比：λ为压阻系数，与材料有关；E为电阻丝材料

的弹性模量；ε为应变。

金属电阻材料的λ很小，因此λEε项的变化所引起的电阻变化可以忽略

因此可以简化为

dR