专题一 传感器的作用与分类（教案）-山东省职教高考《传感器及应用》（高教版）专题复习讲练测.docxVIP

专题一传感器的作用与分类（教案）-《传感器及应用》高教版-专题复习讲练测

[考纲要求]

1.能够描述传感器在自动化系统、智能控制、环境监测等方面的重要应用及其作用。

2.能够区分不同类型传感器的工作原理及其应用场景。

3.能够列举常见的传感器类型，并描述其适用的测量场景。

4.理解不同输出类型的传感器特点及其数字化对数据处理的影响。

5.能够详细描述传感器的组成结构，包括敏感元件、转换元件、信号处理电路和辅助电源等。

6.理解每个特性的定义、影响因素以及在传感器选择与应用中的重要性。

[课时安排]

2课时

[知识梳理]

重点一传感器的地位

近年来，随着家电工业的兴起，传感器技术也进人了人们的日常生活之中，例如电冰箱中的温度传感器、监视煤气溢出的气敏传感器、防止火灾的烟雾传感器、防盗用的光电传感器等。在机械制造业中，通过对机床的加工精度、切削速度、床身振动等许多静态、动态参数进行在线测量，可控制加工质量:在化工、电力等行业中，如果不随时对生产工艺过程中的温度、压力、流量等参数进行自动检测，生产过程就无法控制，甚至产生危险:在交通领域，一辆现代化汽车所用的传感器多达数十种，用以检测车速、方位、转矩、振动、油压、油量、温度等:在国防科研中，传感器技术用得更多，许多尖端的检测技术都是因国防工业需要而发展起来的，如研究飞机的强度，就要在机身、机翼上贴几百片应变片，并进行动态特性的测试。

重点二传感器的作用

机电一体化技术是科学技术发展的必然产物，它使产品提高了自动化程度，提高了功能和经济效益。作为高科技代表的机电一体化系统一般由机械本体、传感器、控制装置和执行机构四部分组成，如图1-1所示。传感器把代表机械本体的工作状态、生产过程等工业参数转换成电量，从而便于采用控制装置使控制对象按给定的规律变化，推动执行机构适时地调整机械本体的各种工业参数，使机械本体处于自动运行状态，并实行自动监视和自动保护。显然，传感器是机械本体与控制装置的“纽带”和“桥梁”，在机电一体化系统中起着重要作用。

重点三传感器的分类

1.按工作原理分类

按工作原理可以分成参量传感器、发电传感器及特殊传感器。其中:参量传感器有触点传感器、电阻传感器、电感式传感器、电容式传感器等;发电传感器有光电池、热电偶传感器霍尔式传感器、压电式传感器、磁电式传感器等。特殊传感器是不属于以上两种类型的传感器，如数字式传感器、光纤传感器、红外探测器、激光检测等。

这种分类方法的优点是可以把传感器按工作原理分门别类地归纳起来，避免名目过多，且较为系统。

2.按被测量性质分类

按被测量性质可以分成机械量传感器、热工量传感器、成分量传感器、状态量传感器、探伤传感器等。其中:机械量有力、长度、位移、速度、加速度等;热工量有温度、压力、流量等:成分量传感器是检测各气体、液体、固体化学成分的传感器，如检测可燃性气体泄漏的气敏传感器:状态量传感器是检测设备运行状态的传感器，如由干簧管、霍尔元件做成的各种接近开关;探伤传感器是用来检测金属制品内部的气泡和裂缝，检测人体内部器官的病灶等的各种传感器，如超声波探头、CT探测器等。

重点四传感器的定义与组成

传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成有用输出信号(一般为电信号)的器件或装置。它通常由敏感元件、传感元件和测量转换电路组成，如图1-2所示。其中，敏感元件是指传感器中能直接感受被测量的部分，传感元件指传感器中能将敏感元件输出转换为适于传输和测量的电信号部分。由于传感器输出信号一般都很微弱，需要有信号调节与转换电路将其放大或转换为容易传输、处理、记录和显示的形式，这一部分一般称为测量转换电路。

重点五传感器的基本特性

1.精度

精度是评价传感器优良程度的一个指标。精度分为准确度和精密度。所谓准确度就是测量值对于真值的偏离程度，为修正这种偏差需要进行校正，但完全校正是很麻烦的。因此，使用时需尽可能地减小误差。所谓精密度就是即使测量相同对象，每次测量也会得到不同测量值.即为离散偏差。精密度高的传感器价格也高，使用时注意不要损坏。

2.输人输出特性

传感器输入输出特性可分静态特性和动态特性。静态特性是指输人的被测量不随时间变化或随时间变化很缓慢时，传感器的输出量与输入量的关系。它主要有线性度、灵敏度、迟滞分辨率与分辨力等。

(1)线性度传感器的线性度是指传感器输出-输人的实y际特性曲线和拟合直线(如图1-3所示)之间的最大偏差与输出量程范围之比。

(2)灵敏度传感器的灵敏度是指传感器在稳定标准条件下，输出变化量与输人变化量的比值。

(3)迟滞传感器的迟滞是指传感器的正向特性与反向特性的不一致程度。产生迟滞现象的主要原因是传感器的机械部分不可避免地存在着间隙、摩擦及松动等。

[真题练讲