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工程测试技术基础长安大学工程机械学院第三章、传感器测量原理本章学习要求：1.了解传感器的分类2.掌握常用传感器测量原理3.了解传感器测量电路

第三章、传感器测量原理3.1概述长安大学工程机械学院1.传感器定义传感器是借助检测元件将一种形式的信息转换成另一种信息的装置。物理量电量目前，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。

3.1概述长安大学工程机械学院2.传感器的构成传感器由敏感器件与辅助器件组成。敏感器件的作用是感受被测物理量，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。dV

3.1概述长安大学工程机械学院3.传感器的分类1)按被测物理量分类常见的被测物理量机械量:长度,厚度,位移,速度,加速度,旋转角,转数,质量,重量,力,压力,真空度,力矩,风速,流速,流量;声:声压,噪声.磁:磁通,磁场.温度:温度,热量,比热.光：亮度，色彩

3.1概述长安大学工程机械学院2)按工作的物理基础分类:机械式,电气式,光学式,流体式等.

3.1概述长安大学工程机械学院3)按信号变换特征:能量转换型和能量控制型.能量转换型:直接由被测对象输入能量使其工作.例如:热电偶温度计,压电式加速度计.能量控制型:从外部供给能量并由被测量控制外部供给能量的变化.例如:电阻应变片.

3.1概述长安大学工程机械学院4)按敏感元件与被测对象之间的能量关系:物性型:依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换.如:水银温度计.结构型:依靠传感器结构参数的变化实现信号转变.例如:电容式和电感式传感器.

第三章、传感器测量原理长安大学工程机械学院3.2电阻式传感器?电阻式传感器是把被测量转换为电阻变化的一种传感器,?按工作的原理可分为:变阻器式、电阻应变式、热敏式、光敏式、电敏式.?1变阻器式传感器

3.2电阻式传感器长安大学工程机械学院?等效电路分析:?L-变阻器总长;?x-电刷移动量.?R-总电阻;xL?R电刷电阻;LR=K*ll=R/KLRE==ExRE1LE1x=L*E1/E

3.2电阻式传感器长安大学工程机械学院x=L*E1/E=K*E1EE10Lx

3.2电阻式传感器长安大学工程机械学院R-RxRxERmE1VE=E1xLR-+()1xRLm

3.2电阻式传感器长安大学工程机械学院x)]LR-=E1E负载效应[+(1xRLmE0L

3.2电阻式传感器长安大学工程机械学院(2)变阻器式传感器的性能参数:1)线性(或曲线的一致性);4)移动或旋转角度范围;2)分辨率;5)电阻温度系数;6)寿命;3)整个电阻值的偏差;(3)变阻器式传感器的分类按测量类型：单圈电位器多圈电位器直线滑动式电位器

3.2电阻式传感器按制作方式：长安大学工程机械学院线绕电位器导电塑料电位器导电材料粉普通塑料基底

3.2电阻式传感器长安大学工程机械学院变阻器式传感器产品

3.2电阻式传感器长安大学工程机械学院案例：重量的自动检测--配料设备原理：弹簧-力-位移-电位器-电阻原材料比较重量设定

3.2电阻式传感器长安大学工程机械学院案例：煤气包储量检测钢丝煤气包原理：钢丝-收线圈数-电位器-电阻

3.2电阻式传感器长安大学工程机械学院案例：玩具机器人（广州中鸣数码）原理：电机-转角-电位器-电阻

3.2电阻式传感器长安大学工程机械学院2电阻应变式传感器--应变片电阻应变片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，其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化象。

3.2电阻式传感器1)工作原理长安大学工程机械学院金属应变片的电阻R为上述任何一个参数变换均会引起电阻变化,求导数代入

3.2电阻式传感器长安大学工程机械学院有：金属丝：金属丝体积不变：

3.2电阻式传感器长安大学工程机械学院有：金属丝应变片：对金属材料，导电率不变：

应变计3.2电阻式传感器长安大学工程机械学院金属应变计

3.2电阻式传感器长安大学工程机械学院半导体应变计简化为：?优点：灵敏度大;体积小;?缺点：温度稳定性和可重复性不如金属应变片。

3.2电阻式传感器长安大学工程机械学院3)应变片的主要参数1）几何参数：表距L和丝栅宽度b，制造厂常用b×L表示。2）电阻值：应变计的原始电阻值。3）灵敏系数：表示应变计变换性能的重要参数。4）其它表示应变计性能的参数（工作温度、滞后、蠕变、零漂以及疲劳寿命、横向灵敏度等）。

3.2电阻式传感器长安大学工程机械学院3)应变片测量电路R2R1VER4R3

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