第三章-常用传感器与敏感元件

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1、第一节第一节 常用传感器分类常用传感器分类第二节第二节 机械式传感器及仪器机械式传感器及仪器第三节第三节 电阻、电容与电感式传感器电阻、电容与电感式传感器第四节第四节 磁电、压电与热电式传感器磁电、压电与热电式传感器第五节第五节 光电传感器光电传感器第六节第六节 光纤传感器光纤传感器第七节第七节 半导体传感器半导体传感器第八节第八节 红外线传感器红外线传感器第九节第九节 激光测试传感器激光测试传感器第十节第十节 传感器的选用原则传感器的选用原则第三章第三章 常用传感器和敏感元件常用传感器和敏感元件本章学习要求：本章学习要求：1.1.了解传感器的分类了解传感器的分类 2.2.掌握常用传感器测量原

2、理掌握常用传感器测量原理第三章第三章 常用传感器和敏感元件常用传感器和敏感元件第三章第三章 常用传感器和敏感元件常用传感器和敏感元件4 眼（视觉）眼（视觉） 耳（听觉）耳（听觉） 鼻（嗅觉）鼻（嗅觉） 皮肤（触觉）皮肤（触觉） 舌（味觉）舌（味觉）感知外界信息感知外界信息 大脑大脑 肌体肌体 人体系统和机器系统比较人体系统和机器系统比较第三章第三章 常用传感器和敏感元件常用传感器和敏感元件材料学物理化学生物学电子学电路与系统机械第三章第三章 常用传感器和敏感元件常用传感器和敏感元件传感器定义传感器定义 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

3、的装置。成另一种信息的装置。 物理量物理量电量电量 目前，传感器转换后的信号大多为电信号。因目前，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。换成电信号的装置。第三章第三章 常用传感器和敏感元件常用传感器和敏感元件传感器传感器国家标准国家标准定义定义 国家标准（国家标准（GB766587GB766587）对传感器（）对传感器（SensorSensor）定义是：）定义是： 能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置信号的器件和装置表

4、明传感器有以下含义：表明传感器有以下含义： 由传感单元、敏感单元和转换电路组成；由传感单元、敏感单元和转换电路组成； 能按一定规律将被测量转换成电信号输出；能按一定规律将被测量转换成电信号输出； 输出与输入之间存在确定的关系；输出与输入之间存在确定的关系； 按使用的场合不同又称为按使用的场合不同又称为: : 变换器、换能器、探测器。变换器、换能器、探测器。第三章第三章 常用传感器和敏感元件常用传感器和敏感元件传感器的构成传感器的构成 传感器由传感器由敏感器件敏感器件与与辅助器件辅助器件组成。敏感器件组成。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。的作用是感受被测物理量，并对信号进行

5、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、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。阻抗匹配，以便于后续仪表接入。 dV第三章第三章 常用传感器和敏感元件常用传感器和敏感元件第一节第一节 常用传感器分类常用传感器分类第二节第二节 机械式传感器及仪器机械式传感器及仪器第三节第三节 电阻、电容与电感式传感器电阻、电容与电感式传感器第四节第四节 磁电、压电与热电式传感器磁电、压电与热电式传感器第五节第五节 光电传感器光电传感器第六节第六节 光纤传感器光纤传感器第七节第七节 半导体传感器半导体传感器第八节第八节 红外线传感器红外线传感器第九节第九节 激光测试

6、传感器激光测试传感器第十节第十节 传感器的选用原则传感器的选用原则第三章第三章 常用传感器和敏感元件常用传感器和敏感元件1)1)按被测物理量分类按被测物理量分类常见的被测物理量常见的被测物理量机械量机械量: :长度长度, ,厚度厚度, ,位移位移, ,速度速度, ,加速度加速度, , 旋转角旋转角, ,转数转数, ,质量质量, ,重量重量, ,力力, , 压力压力, ,真空度真空度, ,力矩力矩, ,风速风速, ,流速流速, , 流量流量; ;声声: : 声压声压, ,噪声噪声. .磁磁: : 磁通磁通, ,磁场磁场. .温度温度: : 温度温度, ,热量热量, ,比热比热. .光：光： 亮度

7、，色彩亮度，色彩第一节第一节 常用传感器分类常用传感器分类第一节第一节 常用传感器分类常用传感器分类按被测物理量的不同，可以分为按被测物理量的不同，可以分为位移传感器位移传感器力传感器力传感器温度传感器温度传感器按传感器的工作原理的不同，可分为按传感器的工作原理的不同，可分为机械式传感器机械式传感器电气式传感器电气式传感器光学式传感器光学式传感器流体式传感器流体式传感器机械式机械式, ,电气式电气式, ,光学式光学式, ,流体式等流体式等. .2)2)按工作的物理基础分类按工作的物理基础分类: :第一节第一节 常用传感器分类常用传感器分类能量转换型和能量控制型能量转换型和能量控制型. .3)3

8、)按信号变换特征按信号变换特征: :能量转换型能量转换型: :直接由被测对象输入能量使其工作直接由被测对象输入能量使其工作. .例例如如: :热电偶温度计热电偶温度计, ,压电式加速度计压电式加速度计. .存在能量交换，存在能量交换，必然导致被测对象状态的变化和测量误差。必然导致被测对象状态的变化和测量误差。能量控制型能量控制型: :从外部供给能量并由被测量控制外部从外部供给能量并由被测量控制外部供给能量的变化供给能量的变化. .例如例如: :电阻应变片电阻应变片. .第一节第一节 常用传感器分类常用传感器分类第一节第一节 常用传感器分类常用传感器分类能量转换型传感器能量转换型传感器能量控制型

9、传感器能量控制型传感器图图3-1图图3-24)4)按敏感元件与被测对象之间的能量关系按敏感元件与被测对象之间的能量关系: :物性型物性型: :依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换实现信号变换. .如如: :水银温度计水银温度计. .结构型结构型: :依靠传感器结构参数的变化实现信号转变依靠传感器结构参数的变化实现信号转变. .例如例如: :电容式和电感式传感器电容式和电感式传感器. .第一节第一节 常用传感器分类常用传感器分类第一节第一节 常用传感器分类常用传感器分类第二节第二节 机械式传感器及仪器机械式传感器及仪器第三节第三节 电阻、电容与电感

10、式传感器电阻、电容与电感式传感器第四节第四节 磁电、压电与热电式传感器磁电、压电与热电式传感器第五节第五节 光电传感器光电传感器第六节第六节 光纤传感器光纤传感器第七节第七节 半导体传感器半导体传感器第八节第八节 红外线传感器红外线传感器第九节第九节 激光测试传感器激光测试传感器第十节第十节 传感器的选用原则传感器的选用原则第三章第三章 常用传感器和敏感元件常用传感器和敏感元件被测量可放大而成为仪表指针的偏转，借助刻度指示出被被测量可放大而成为仪表指针的偏转，借助刻度指示出被测量的大小。仪表典型机械式传感器如图测量的大小。仪表典型机械式传感器如图3-3所示。所示。第二节第二节 机械式传感器及仪

11、器机械式传感器及仪器图图3-3微型探测开关亦被看作机械式传感器。微型探测微型探测开关亦被看作机械式传感器。微型探测开关如图开关如图3-4所示所示。第二节第二节 机械式传感器及仪器机械式传感器及仪器图图3-4第一节第一节 常用传感器分类常用传感器分类第二节第二节 机械式传感器及仪器机械式传感器及仪器第三节第三节 电阻、电容与电感式传感器电阻、电容与电感式传感器第四节第四节 磁电、压电与热电式传感器磁电、压电与热电式传感器第五节第五节 光电传感器光电传感器第六节第六节 光纤传感器光纤传感器第七节第七节 半导体传感器半导体传感器第八节第八节 红外线传感器红外线传感器第九节第九节 激光测试传感器激光测