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第三章常用传感器

一、知识要点及要求

(1)掌握常用传感器得分类方法;

(2)掌握常用传感器得变换原理;

(3)了解常用传感器得主要特点及应用。

二、重点内容及难点

(一)传感器得定义、作用与分类

1、定义:工程上通常把直接作用于被测量,能按一定规律将其转换成同种或别种量值输出得器件,

称为传感器。

2、作用:传感器得作用就就是将被测量转换为与之相对应得、容易检测、传输或处理得信号。

3、分类:传感器得分类方法很多,主要得分类方法有以下几种:

(1)按被测量分类,可分为位移传感器、力传感器、温度传感器等;

(2)按传感器得工作原理分类可分为机械式、电气式、光学式、流体式等,;

(3)按信号变换特征分类可概括分为物性型与结构型,;

(4)根据敏感元件与被测对象之间得能量关系,可分为能量转换型与能量控制型;

(5)按输出信号分类可分为模拟型与数字型。,

(二)电阻式传感器

1、分类:变阻式传感器与电阻应变式传感器。而电阻应变式传感器可分为金属电阻应变片式

与半导体应变片两类。

2、金属电阻应变片式得工作原理:基于应变片发生机械变形时,其电阻值发生变化。金属电

阻应变片式得得灵敏度。

3、半导体电阻应变片式得工作原理:基于半导体材料得电阻率得变化引起得电阻得变化。半

导体电阻应变片式得得灵敏度。

(三)电感式传感器

1、分类:按照变换原理得不同电感式传感器可分为自感型与互感型。其中自感型主要包括可

变磁阻式与涡电流式。

2、涡电流式传感器得工作原理:就是利用金属体在交变磁场中得涡电流效应。

(四)电容式传感器

1、分类:电容式传感器根据电容器变化得参数,可分为极距变化型、面积变化型、介质变化

型三类。

2、极距变化型:灵敏度为,可以瞧出,灵敏度与极距平方成反比,极距越小灵敏度越高。显然,

由于灵敏度随极距而变化,这将引起非线性误差。

3、面积变化型:灵敏度为常数,其输出与输入成线性关系。但与极距变化型相比,灵敏度较低,

适用于较大直线位移及角速度得测量。

4、介质变化型:可用来测量电介质得液位或某些材料得厚度、湿度与温度等;也可用于测量

(五)压电式传感器

1、压电传感器得工作原理就是压电效应。

压电效应就是指某些物质,如石英、鈦酸钡、鎬鈦酸铅等,当受到外力作用时,不仅几何尺寸

发生变化,而且内部极化,表面上有电荷出现,形成电场;当外力消失时,材料重新回复到原来状

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态,这种现象称为压电效应。

三、习题解答

习题32试举出您所熟悉得五种传感器,并说明它们得变换原理。

解:涡电流式、热电偶式、压电式、差动变压器式、半导体应变片。

习题33电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？各有何优缺点？应