传感器的类型ppt课件

第三章传感器，3-1传感器的概念3-2电阻传感器3-3电容传感器3-4感应传感器3-6压电传感器，第三章传感器是人类五官的延伸，也称为电动五官的传感器。传感器技术通信技术计算机技术木球神经大脑传感器是获取自然和生产领域信息的主要方法和手段；现代工业生产，特别是自动生产过程中，使用多种传感器监控和控制生产过程的各种参数。信息技术的三个主要支柱是工业生产、宇宙开发、海洋勘探、环境保护、资源勘探、医疗诊断、生物工程，甚至文化遗产保护等非常广泛的领域。从浩瀚的空间到浩瀚的海洋，所有复杂的工程系统几乎都离不开各种传感器。传感器将识别的各种信号转换为易于测量的信号，将该信号输入计算机，并发出计算机控制每个执行机构的命令。3-1传感器的定义，第一，传感器的定义(Transducer/Sensor):通过将被测试的参数转换为相应参数来测量、发送和处理的信号的设备。GB7665 1 87:能够感受到固定数值并根据一定规律转换为可用输出信号的设备或设备。传感器功能：检测检测检测到的信息并将其传送到检测设备的传感器和检测技术可以从以下方面理解：传感器可以作为测量装置或设备完成测试工作。输入是测量位移、压力、温度、重量等，不是电。出口量一般可以是容易传输、转换、处理、显示的电物理量(如电压、电流、频率、功率等)，也可以是气体、光等物理量。输出，输入有对应，一定程度上要准确。1 .工业检测和自动控制系统中的传感器应用工业自动化，全自动半自动生产线(石油、化学、钢铁、铁路、机械、电力)自动控制系统(精确控制信息检测)，传感器应用领域，传感器应用领域，2 .汽车和传感器速度、里程、发动机转速、燃料剩余安全气囊系统、防盗装置、黑盒引擎气缸压力(日本丰田汽车)3。传感器和家用电子炉子、洗碗机、遥控器电视、录像机、电饭锅微波炉(使用湿度传感器)冰箱(使用温度调节器-压缩机的开关)家庭自动化(安全监控和报警、空调和照明控制、家务劳动自动化、身体健康管理)、传感器应用领域，4 .将现有机器人(手臂的位置和角度传感器)应用于机器人的传感器智能机器人(触觉、压力、重量、视觉等)5。传感器在医疗和人体医学中的应用医学传感器(b超、CT、核磁共振等)医疗产品：电子血压计、脉搏计、电子温度计。传感器的应用领域，6 .传感器和环境保护大气污染指数、水污染、环境噪声等多种环境监测设备7。传感器和航天飞机的自动驾驶(飞行姿势、距离、航线)恶劣环境下的“盲”着陆用空空-空空自动跟踪，传感器的应用领域，8 .传感器和遥感技术遥感技术：在飞机、人造卫星、宇宙飞船、船舶上大规模探测远距离广大地区的探测对象及其状态的技术。矿床探测：人造卫星红外传感器红外辐射线的数量通过微波地面站计算机分析处理，根据传感器的应用领域、传感器市场结构、市场情况，力、压力、加速度、水平、温度、湿度、水分等传感器将保持较大的需求。2，传感器配置，2，传感器通常由敏感组件、二次转换部分、二次组件组成。传感器的组件敏感组件(预转换器):是直接感受并输出正在测量的特定物理量的组件。二次转换部分：敏感元件的输出是转换元件的输入，主要是将输入转换为电气参数。不是所有传感器都包含热电偶等敏感组件和转换组件！辅助部分：可以轻松地将转换元件的输出应用于其他转换，如放大、计算、处理等。传感器配置，气体压力传感器，1-shell 2-薄膜盒3-电感线圈4-core 5-转换电路，压力，位移，电感，(敏感元件)，(转换元件)，传感器配置，热电偶，压电加速度传感器，3，传感器分类，传感器是知识技术密集型产业，与多个领域相关，多种多样，分类方法也很多。根据工作机制：物理、化学、生物；根据构成原理：结构类型、物理特性；结构型传感器由动力场的运动规律、电磁场的电磁规律等利用物理中场的规律组成；这些传感器的特点是传感器基于传感器组件相对位置的变化而不是材料特性的变化而进行的现场变化。传感器的分类、质量属性传感器是利用霍克定律、欧姆定律等物质定律实现的。这种定律大部分是以物质本身的常数形式给出的。这些常数的大小决定传感器的主要性能。因此，物理传感器的性能取决于材料。基于能量转换情况的传感器分类：能量控制类型、能量转换类型；能量控制传感器在信息变化过程中需要能量作为外部电源。(被动传感器)能量转换传感器主要由能量转换元件组成，而不是电源。(活动传感器)，基于测量原理的传感器分类：电气参数化传感器(电阻、电感、电容)磁电传感器(磁感应、霍尔、磁栅)；压电传感器；光电传感器；气体传感器；热电传感器；波传感器；光线传感器；半导体传感器；不同原理的传感器。按传感器用途分类的温度传感器湿度传感器压力传感器位移传感器速度传感器流量传感器火灾传感器。传感器分类、按传感器输出信号形式分类的模拟传感器和数字传感器。按输入量的优点：传感器的用途比较明确，用户可以根据用途轻松选择。缺点：由于不区分每个传感器的转换机制之间的共性和差异，因此用户不能轻松地比较各种传感器的原理和相似之处。按传感器分类，按原理分类：传感器工作方式更明确，类别更少，传感器专家对传感器进行深入研究分析有帮助。缺点：用户不能根据用途选择。由4、4、4、4、4级修饰语组成的关键字1、测量2、转换原理3、特征描述4、主要技术指标(范围、灵敏度、准确度等)示例：传感器位移应变样式100 321习惯上的逆反法也可以用作缩写。5，传感器的性能要求，可靠性：传感器的功能，用于在指定的使用条件和持续时间内保持精确的测量性能。可选：传感器的输出不受未测量(干扰较小)的影响。超越性：传感器不影响被测试系统的原始状态功能。(实际影响)加速度传感器，3-2电阻式传感器、位移、压力、光热.的作用RR R电阻传感器是利用电阻应变效应将被测试物体的变形转换为电阻变化，通过转换电路转换为功率输出的传感器。可以测量力、压力、位移、变形、加速度、温度等各种非电子设备。广泛应用于工程测量和科学实验。第一，导电材料的电阻效应在外力引起导线机械变形时，被称为金属的电阻变形效应的电阻值发生了变化。，长度l，截面面积s，具有电阻率的导线，电阻r从两侧获取对数，等式两侧的微分，l，l，3-2电阻传感器，dR/R电阻的相对变化；d/3354电阻率的相对变化；Dl/l导线长度相对变化，用表示，=dl/l，导线长度方向的变化或轴向变化；DS/S横截面积的相对变化。S=r2，dS/S=2dr/r，dr/r是导线半径的相对变化。换句话说，半径变化是r。r=，已知材料力学：3-2-1导电材料的电阻效应，用增量 r，替换微分dR，d 时，导线电阻的相对变化与导线的伸长或缩短之间存在比例关系。比例系数KS称为线材的变形敏感系数。变形、变性、3-2-1导电材料的电阻效应、物理意义：单位变形引起的电阻的相对变化。KS由两部分组成。第一部分为(1 2)，由于材料几何尺寸的变化，普通金属0.3，因此(1 2)1.6；后一部分是变形时的电阻率(称为“压阻效应”)。金属材料，前一周，ks1 2；对于半导体，KS值主要由电阻率的相对变化决定。实验表明，在钢丝拉伸比例限制范围内，电阻相对轴向成比例变化。通常KS在1.8到3.6的范围内。3-2-1导电材料的电阻效应，3-2-2电位计传感器，2，电位计传感器电位计传感器也称为可变电阻传感器。改变电位差计接触位置，将位移转换为电阻的变化。根据： -电阻；L-电阻导线长度；A-电阻导线横截面积。如果电阻线材直径和材料是固定的，则电阻值会随线材长度而变更。电阻值的单位是。常用电位差计传感器为线性位移类型、角度位移类型和非线性类型。3-2-2电位计传感器，直线位移类型：切线变更时，接点c沿路障移动。如果移动x，则c点和a点之间的阻力值：R=kix传感器灵敏度：S=dR/dx=ki样式的k个单位长度内的阻力值。如果导线分布均匀，则关键点是常量。传感器的输出(电阻)与输入(位移)呈线性关系。3-2-2电位计传感器，电阻值随角度变化的可变电阻传感器。敏感度中-角rad k -单位弧度的电阻值。3-2-2电位计传感器，称为非线性压敏电阻传感器或函数电位计。如果测量目标和笔刷位移x之间存在函数关系，则这将得到测量输出阻力和输入的线性关系。如果将r(x)设置为电位器任意瞬时位置(小间隙 x)内的电阻，则电阻位移为x时的总电阻为：如果以z(x)测量，则为偏移x的函数，如果要获得线性输出，则r(x)和Rx，r(x)可用于确定电位器的骨骼形状。3-2-2电位计传感器，压敏传感器的优点是结构简单，性能稳定，使用方便。缺点是受电阻线直径的限制，所以分辨率不高。要提高分辨率，必须使用更细的电阻线，迂回更困难。因此，压敏传感器的分辨率很难超过20m。由于结构特性，这个传感器仍然有很大的噪音。笔刷与阻力组件之间的接触面变化和磨损、灰尘附着等都可能导致笔刷在滑动中的接触阻力不规则地变化，从而产生噪波。可变电阻传感器用于线位移、角度位移测量，用于伺服记录装置或电子电位差计等。，3-2-2电位计传感器，可变电阻传感器产品，3.2电阻传感器，实例：重量自动检测-材料设备，3.2电阻传感器，原理：弹簧-力-位移-电位计-电阻，实例：气体包储量检测，3.2电阻传感器，原理：导线-接收线圈数-电位计-电位计，实例：玩具机器人(广州响的数字)，3.2电阻传感器，原理：电机-角-电位器-电阻，3.2电阻传感器，案例：金库，仓库，古建筑的预防，挖墙，钻孔，爆破等破坏行为可以及时发现。3.2电阻传感器，3，电阻应变计金属应变计传感器的关键组件是金属应变计，它将试样的应变变化转换为电阻变化。金属应变传感器是使用电阻应变计将应变转换为电阻变化的传感器，由将电阻应变传感器粘贴到弹性元件上组成。测试的物理量作用于弹性元件时，弹性元件的变形会改变变形敏感元件的电阻，通过转换电路成为电能输出，电变化的大小反映了测试的物理量的大小。3-2电阻传感器，3-2-3电阻应变计，1，钢丝应变计由敏感栅1、基板2、罩板3、引线4和粘结剂组成。在此部分中选择的材质直接影响应变计的性能。因此，必须根据使用条件和要求合理选择。、1、(1)重要网格由金属灯丝折成网格形状，直径：(0.015 0.05) mm拉伸的电阻值：60 、120 、200 等各种规格最常用于120。(允许有一些误差，但不能太大，否则保持平衡)仪表盘=栅格宽度长度=bl大应变仪：5100(200)毫米小应变：11(2)毫米等。结构：回路(a)和短连接(b)，通常至少两个，一个用于测量，一个用于温度补偿，或四个用于测量，两个用于测量，两个用于温度补偿。3-2-3电阻应变计，敏感栅材料要求：应变检测系数大，在实测应变范围内保持常数；电阻率高、稳定，容易制作小网格长度的应变计。电阻温度系数应小。抗氧化能力高，耐腐蚀性强；在工作温度范围内可保持足够的抗拉强度。加工性能好，可以用线材或轧制箔轻松制作；焊接容易，铅材料的热电势小。对应变角的要求必须根据实际使用情况合理选择。3-2-3电阻应变计，(2)基板和罩基用于保持敏感网格、引线的几何形状和相对位置，罩板用于保持敏感网格和引线的形状和相对位置，并保护敏感浇口。基础的总长度称为基准长度，其宽度称为基准宽度。基板材料：胶水和纸基，(3)引线是从应变计的敏感门引出的薄金属线，直径(0.15 0.2)毫米。铅材料的性能要求：电阻率低，电阻温度系数小，抗氧化特性好，焊接方便。大多数敏感的浇口材料都可以制造引线。3-2-3电阻应变计，(4)粘结剂用于将敏感浇口固定在基板上，并将封盖和基板连接在一起。使用金属应变计时，必须使用粘结剂将补丁底座粘贴到零件表面的特定方向和位置。可以将零部件的应力后表面变形传递到应变计的基座和敏感浇口。常用粘结剂分为有机和武器两类。有机粘结剂用于低温、常温和中温。常用的聚丙烯、酚醛树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺等。无机粘结剂用于高温，多使用磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐等。3-2-3电阻应变计，2，箔应变计金属箔用栅金属箔代替栅线。金属箔栅格采用光刻技术制造，适用于批量生产。线条均匀，大小正确，电阻一致性好。箔片厚度约1-10 m，散热，结合状态，传递诗篇变形性能。因此，目前使用的多系金属箔应变计。，3-2-3电阻应变计，3，薄膜应变计是薄膜技术发展的产物，厚度小于0.1m。就是用真空蒸发法将电阻材料敷在基板上，制作灵敏的闸门，制作应变片。灵敏度系数高，易于生产规模，很有前途的新型拉伸薄膜。写得少，自学理解。3-2-3电阻应变计，4，半导体应变计半导体应变计最简