《传感器检测技术》教学课件合集（共8章）非AI生成.pptx

传感器与检测技术;教材

传感器原理与应用黄贤武电子科技大学出版社

参考教材

传感器技术贾伯年东南大学出版社

传感器与检测技术彭军西安电子科技大学出版社

传感器与检测技术宋文绪高等教育出版社;“没有传感器就没有现代科学技术”的观点已为全世界所公认。以传感器为核心的检测系统就像神经和感官一样，源源不断地向人类提供宏观与微观世界的种种信息，成为人们认识自然、改造自然的有利工具。;;课堂教学+实验教学;第一章传感器的基本概念;;;光电三极管是烟雾火警报警器中的光传感器。平时，发光二极管发出的光被不透明挡板挡住。当有烟雾时，烟雾对光有散射作用，光电三极管接收到散射光，电阻变小，使报警电路工作。;温度传感器;人体秤;气敏传感器

用金属氧化物半导体材料制成，当气味吸附在半导体表面时会导致材料的电阻率变化。;第一节传感器的定义与组成;;例：应变式力传感器;应变式压力传感器;第二节传感器的分类;3)按能量的关系分类：;第三节传感器的数学模型概述;1）微分方程;第四节传感器的基本特性;4种典型情况;实际特性曲线与拟合直线之间的偏差称为传感器的非线性误差

—输出量和输入量实际曲线与拟合直线之间的最大偏差；

—输出满量程值。;2．灵敏度

灵敏度S是指传感器的输出量增量Δy与引起输出量增量Δy的输入量增量Δx的比值，即:

;灵敏度表示单位输入量的变化所引起传感器输出量的变化，很显然，灵敏度值越大，表示传感器越灵敏。;3．重复性

重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。;4．迟滞

传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程期间其输出-输入特性曲线不重合的现象称为迟滞。;5．分辨率;7.漂移

传感器的漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时间变化，此现象称为漂移。产生漂移的原因有两个方面：一是传感器自身结构参数；二是周围环境（如温度、湿度等）。最常见的漂移是温度漂移，即周围环境温度变化而引起输出的变化???温度漂移主要表现为温度零点漂移和温度灵敏度漂移。;传感器的动态特性是指其输出对随时间变化的输入量的响应特性。

动态特性好的传感器，其输出将再现输入量的变化规律，即具有相同的时间函数。

实际上除了具有理想的比例特性外，输出信号将不会与输入信号具有相同的时间函数，这种输出与输入间的差异就是所谓的动态误差。

最常用的方法为阶跃响应法和频率响应法。;31;第二章电阻式传感器;电阻式传感器是将非电量(如力、位移、形变、速度和加速度等)的变化量变换成与之有一定关系的电阻值的变化，通过对电阻值的测量达到对上述非电量测量的目的。

电阻式传感器主要分为两大类：电位计(器)式电阻传感器以及应变式电阻传感器。

前者分为线绕式和非线绕式两种，主要用于非电量变化较大的测量场合；后者分为金属应变片和半导体应变片，它们用于测量变化量相对较小的情况，其灵敏度较高。;第一节电位器式电阻传感器;第二节应变式电阻传感器;实验演示：

?取一根细电阻丝，两端接上一台数字式欧姆表（分辨率为1/2000），记下其初始阻值（图中为10.01?）。当我们用力将该电阻丝拉长时，会发现其阻值略有增加（图中增加到为10.05?）。测量应力、应变、力的传感器就是利用类似的原理制作的。;37;一、应变效应;金属应变片由敏感栅、基片、覆盖层和引线等部分组成，如图所示:;对于一长为L、横截面积为A、电阻率为ρ的金属丝，其电阻值R为：;电阻相对变化量为：;由材料力学的知识：在弹性范围内，金属丝受拉力时，沿轴向伸长，沿径向缩短，则轴向应变和径向应变的关系为：;KS称为金属丝的灵敏系数，表示单位应变所引起的电阻的相对变化。;灵敏度系数受两个因素影响：一个是受力后材料几何尺寸的变化,即，另一个是受力后材料的电阻率发生的变化，即。对于确定的材料,

是常数。实验证明也是一个常数。;;当半导体应变片受轴向力作用时，可以用金属电阻丝应变片表达式:;上式中1+2μ项随几何形状而变化，πE项为压阻效应，随电阻率而变化。;金属-半导体应变片区别;金属-半导体应变片特性小结;

测量应力或应变时，被测对象产生微小机械变形，应变片随着发生相同的变化，同时应变片电阻值也发生相应变化。

当测得应变片电阻值变化量时，便可得到被测对象的应变值。

当具有初始电阻值的应变计粘贴于试件表面时，试件受力引起的表面应变，将