常用传感器与敏感元件课件.pptxVIP

常用感測器與敏感元件;1.感測器定義;2.感測器的構成;3.感測器的分類;機械式,電氣式,光學式,流體式等.;能量轉換型和能量控制型.;4)按敏感元件與被測對象之間的能量關係:;微型探測開關;;1.變阻器式感測器;1、變阻器式感測器;線性度;於是空載時，;2）角位移型;3）非線性型;階梯輸出特性;因觸點與繞線間存在摩擦，動態回應較差。分辨力低，一般小於20?m。雜訊大。;階梯誤差;變阻器式感測器產品;案例：重量的自動檢測--配料設備;案例：煤氣包儲量檢測;案例：玩具機器人（廣州中鳴數碼）;金屬導體材料在外力作用下產生機械變形（應變），其電阻值發生相應變化的現象稱為電阻應變效應。;1）概述：電阻應變式感測器由電阻應變片、彈性元件和測量電路的部分構成。電阻應變片又稱電阻應變計，一般由敏感元件、基底、引線、和覆蓋層組成。

;3）工作原理：應用時將應變片粘結在被測試件表面上，當試件受力變形時，應變片的敏感柵也隨之變形，引起應變片電阻變化，通過測量電路將其轉換為電壓或電流信號輸出。

;3）電阻應變式感測器工作原理;即：;E為電阻絲材料的彈性模量；?為壓阻係數，與材質有關。;電阻應變片的應變係數或靈敏度S0定義為;3、壓阻式感測器;靈敏度：;（2）壓阻式感測器類型與特點;應變計;（3）結構;半導體應變片的結構;;;■半橋單臂連接;;5、電阻應變片的分類及材料;2）箔式應變片;3）膜式應變片;測量結構的應變或應力。;動態回應特性;;應變片在懸臂梁上的粘貼及應變實例;F;;荷重感測器原理演示;示例3：汽車衡;汽車衡稱重系統;示例5：應變式數顯扭矩扳手;示例6：壓阻式固態壓力感測器;內部結構;小型壓阻式固態壓力感測器;呼吸、透析和注射泵設備中用的壓力感測器;示例7：橋樑固有頻率測量;材料應變的測量;;實際使用中，通常僅改變一個參數，根據變化參數的不同，可分為三類：;當極板間距減小??時，電容為;;??/?01時，?C/C0展開為級數形式:;①欲提高靈敏度，應減小間隙δ，但受電容器擊

穿電壓的限制；

②非線性隨相對位移的增加而增加，為保證一

定的線???度，應限制動極板的相對位移量。

③為改善非線性，可以採用差動式。;動極板上移Δδ1，則C1增大，C2減小，初始電容用C0來表示，則：;產品.;角位移型;（2）面積變化型電容式感測器;2）平面線位移型;3）圓柱線位移型;;兩電容極板之間的介質變化引起電容變化，常見有兩種情況：一是兩電容極板之間只有一種介質，介質的介電常數隨被測非電量（如溫度、濕度）而變化，電容式溫度感測器和電容式濕度感測器就屬於這種情況；

二是兩電容極板之間有兩種介質，兩介質的位置或厚度變化，電容式位移感測器、電容式厚度感測器、電容式物（液）位感測器就屬於這種情況。;變介電常數型電容感測器;類型2：;可實現非接觸測量；;;(2)諧振電路;（3）調頻電路;;電容式感測器的應用;應用1;;應用3：電容式壓力感測器;高壓側進氣口;1—高壓側進氣口

2—低壓側進氣口

3—過濾片

4—空腔

5—柔性不銹鋼波紋隔離膜片

6—導壓矽油

7—凹形玻璃圓片

8—鍍金凹形電極

9—彈性平膜片

10—?腔;各種電容式差壓變送器外形;法蘭;;應用4、電容式液位計;液位限位感測器的設定;智能化液位限位感測器的設定按鈕;應用5：矽微加工加速度感測器;微加工三軸加速度感測器;矽微加工加速度感測器結構;當它感受到上下振動時，C1、C2呈差動變化。與加速度測試單元封裝在同一殼體中的信號處理電路將ΔC轉換成直流輸出電壓。它的激勵源也做在同一殼體內，所以集成度很高。由於矽的彈性滯後很小，且懸臂梁的品質很輕，所以頻率回應可達1kHz以上，允許加速度範圍可達10g以上。

如果在殼體內的三個相互垂直方向安裝三個加速度感測器，就可以測量三維方向的振動或加速度。;加速度感測器在汽車中的應用;汽車氣囊的保護作用;電感式感測器是基於電磁感應原理，它是把被測量轉化為電感量的一種裝置。;1自感型（可變磁阻、渦流）

（1）--可變磁阻式（變間隙、變面積）;由電工學可知，線圈自感量：;式中：l1、l2—鐵心和銜鐵的導磁長度；

?1、?2—鐵心和銜鐵的磁導率；

A1、A2—鐵心和銜鐵的導磁截面積；

?—氣隙長度；