第3章 传感器简介(3)

压电式传感器,第三章常用传感器简介（三）,概述,压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效应,是典型的有源传感器。当材料受力作用而变形时,其表面会有电荷产生，从而实现非电量测量。压电传感元件是力敏感元件，所以它能测量最终能变换为力的那些物理量，例如力、压力、加速度等。压电式传感器具有体积小,重量轻,工作频带宽等优点。近年来，由于电子技术的飞速发展，使压电传感器的使用更为方便。因此，在工程力学、生物医学、石油勘探、声波测井、电声学等许多技术领域中获得了广泛的应用。,压电效应,某些电介质,当沿着一定方向对其施力而使它变形时,其内部就产生极化现象,同时在它的两个表面上便产生符号相反的电荷,当外力去掉后,其又重新恢复到不带电状态，这种现象称压电效应。当作用力方向改变时,电荷的极性也随之改变。有时人们把这种机械能转为电能的现象,称为“正压电效应”。当在电介质的极化方向施加电场，这些电介质就在一定方向上产生机械变形或机械压力，当外加电场撤去时，这些变形或应力也随之消失,这种现象称为“逆压电效应”（电致伸缩效应）。具有压电效应的材料称为压电材料,压电材料能实现机电能量的相互转换。压电材料可以分为两大类:压电晶体和压电陶瓷。,石英晶体的压电效应,天然结构石英晶体的理想外形是一个正六面体，在晶体学中它可用三根互相垂直的轴来表示，其中纵向轴ZZ称为光轴；经过正六面体棱线，并垂直于光轴的XX轴称为电轴；与XX轴和ZZ轴同时垂直的YY轴（垂直于正六面体的棱面）称为机械轴。通常把沿电轴x方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效应”沿机械轴y方向的作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效应”。沿光轴z方向受力时不产生压电效应。,石英晶体的压电效应（纵向）,假设从石英晶体上切下一片平行六面体晶体切片，使它的晶面分别平行于X、Y、Z轴，如图。当在电轴方向施加作用力Fx时,在与电轴x垂直的平面上将产生电荷,其大小为,qxx为垂直于X轴平面上的电荷；dxx为压电系数，下标的意义为产生电荷的面的轴向及施加作用力的轴向；Fx为沿晶轴X方向施加的压力,石英晶体的压电效应（横向）,若在同一切片上,沿机械轴y方向施加作用力Fy,则仍在与x轴垂直的平面上产生电荷,其大小为,根据石英晶体的对称条件dXY=-dXX,dXY为压电系数，Y轴向施加压力，在垂直于X轴平面上产生电荷时的压电系数,石英晶体压电效应的产生原因,石英晶体具有压电效应，是由其内部结构决定的。组成石英晶体的硅离子Si4+和氧离子O2-在Z平面投影，如图(a)。为讨论方便，将这些硅、氧离子等效为图(b)中正六边形排列，图中“”代表Si4+，“”代表2O2-。,石英晶体压电效应的产生原因,当作用力FX=0时，正、负离子（即Si4+和2O2-）正好分布在正六边形顶角上，形成三个互成120夹角的偶极矩P1、P2、P3，如图（a）所示。此时正负电荷中心重合，电偶极矩的矢量和等于零，即：P1P2P30,当晶体受到沿X方向的压力（FX0，在Y、Z方向上的分量为（P1+P2+P3）Y=（P1+P2+P3）Z=0,在X轴的正向出现正电荷，在Y、Z方向则不出现电荷。,石英晶体压电效应的产生原因,当晶体受到沿X方向的拉力（FX0）作用时，其变化情况如图（c）。此时电极矩的三个分量为,（P1+P2+P3）X0（P1+P2+P3）Y=0（P1+P2+P3）Z=0,在X轴的正向出现负电荷，在Y、Z方向则不出现电荷。,当晶体受到沿X(电轴)方向的力FX作用时，它在X方向产生正压电效应，而Y、Z方向则不产生压电效应。,石英晶体压电效应的产生原因,晶体在Y轴方向力FY作用下的情况与FX相似。当FY0时，晶体的形变与图（b）相似；当FY0时，则与图（c）相似。,晶体在Y（即机械轴）方向的力FY作用下，使它在X方向产生正压电效应，在Y、Z方向则不产生压电效应。,石英晶体压电效应的产生原因,晶体在Z轴方向力FZ的作用下，因为晶体沿X方向和沿Y方向所产生的正应变完全相同，所以，正、负电荷中心保持重合，电偶极矩矢量和等于零。这就表明：,沿Z(即光轴)方向的力FZ作用下，晶体不产生压电效应。,压电陶瓷,压电陶瓷是人工制造的多晶体压电材料。材料内部的晶粒有许多自发极化的电畴,它有一定的极化方向,从而存在电场。在无外电场作用时,电畴在晶体中杂乱分布,它们的极化效应被相互抵消,压电陶瓷内极化强度为零。因此原始的压电陶瓷呈中性,不具有压电性质。在陶瓷上施加外电场时,电畴的极化方向发生转动,趋向于按外电场方向的排列,从而使材料得到极化。外电场愈强,就有更多的电畴更完全地转向外电场方向。让外电场强度大到使材料的极化达到饱和的程度,即所有电畴极化方向都整齐地与外电场方向一致时,外电场去掉后,电畴的极化方向基本不变,即剩余极化强度很大,这时的材料才具有压电特性。,压电陶瓷,极化处理后陶瓷材料内部仍存在有很强的剩余极化,当陶瓷材料受到外力作用时,电畴的界限发生移动,电畴发生偏转,从而引起剩余极化强度的变化,因而在垂直于极化方向的平面上将出现极化电荷的变化。这种因受力而产生的由机械效应转变为电效应,将机械能转变为电能的现象,就是压电陶瓷的正压电效应。电荷量的大小与外力成正比关系:q=d33F式中:d33压电陶瓷的压电系数;F作用力。,压电陶瓷,压电陶瓷的压电系数比石英晶体的大得多,所以采用压电陶瓷制作的压电式传感器的灵敏度较高。极化处理后的压电陶瓷材料的剩余极化强度和特性与温度有关,它的参数也随时间变化,从而使其压电特性减弱。钛酸钡（BaTiO3）：压电系数约为石英的50倍,但使用温度较低,最高只有70,温度稳定性和机械强度都不如石英。锆钛酸铅（PZT系列）：有较高的压电系数和较高的工作温度。铌镁酸铅：具有极高的压电系数和较高的工作温度,而且能承受较高的压力。,压电元件的常用结构型式,在压电式传感器中，常用两片或多片组合在一起使用。由于压电材料是有极性的，因此接法也有两种,并联接法输出电容C为单片的n倍，即C=nC输出电压U=U极板上的电荷量Q为单片电荷量的n倍，即Q=nQ并联接法输出电荷大，本身电容大，因此时间常数也大，适用于测量缓变信号，并以电荷量作为输出的场合。,压电元件的常用结构型式,串联接法极板上的电荷量QQ输出电压U=nU输出电容C=C/n串联接法输出电压高，本身电容小，适用于以电压作为输出量以及测量电路输入阻抗很高的场合。,压电式传感器等效电路,压电传感器在受外力作用时，在两个电极表面将要聚集电荷，且电荷量相等，极性相反。可把压电传感器看成一个静电发生器，如图(a)。也可把它视为两极板上聚集异性电荷，中间为绝缘体的电容器，如图(b)。其电容量为：,A压电片的面积;d压电片的厚度；r压电材料的相对介电常数。,压电式传感器等效电路,当两极板聚集异性电荷时，则两极板呈现一定的电压，电容器上的电压Ua、电荷量q和电容量Ca三者关系为,因此，压电传感器可等效为电压源Ua和一个电容器Ca的串联电路，如图(a)；也可等效为一个电荷源q和一个电容器Ca的并联电路，如图(b)。,传感器内部信号电荷无“漏损”，外电路负载无穷大时，压电传感器受力后产生的电压或电荷才能长期保存，否则电路将以某时间常数按指数规律放电。这对于静态标定以及低频准静态测量极为不利，必然带来误差。事实上，传感器内部不可能没有泄漏，外电路负载也不可能无穷大，只有外力以较高频率不断地作用，传感器的电荷才能得以补充，因此，压电晶体不适合于静态测量。,压电式传感器等效电路,压电传感器在实际使用时总要与测量仪器或测量电路相连接,因此还须考虑连接电缆的等效电容Cc,放大器的输入电Ri,输入电容Ci以及压电传感器的泄漏电阻Ra,Ca传感器的固有电容Ci前置放大器输入电容Cc连线电容Ra传感器的漏电阻Ri前置放大器输入电阻,为保证传感器和测试系统有一定的低频或准静态响应，要求压电传感器绝缘电阻应保待在1013以上，才能使内部电荷泄漏减少到满足一般测试精度的要求。与之相适应，测试系统则应有较大的时间常数，亦即前置放大器要有相当高的输入阻抗，否则传感器的信号电荷将通过输入电路泄漏，即产生测量误差。,压电式传感器测量电路,压电传感器本身的内阻抗很高,而输出能量较小,因此它的测量电路通常需要接入一个高输入阻抗的前置放大器，其作用为:把它的高输出阻抗变换为低输出阻抗;放大传感器输出的微弱信号。压电传感器的输出可以是电压信号,也可以是电荷信号,因此前置放大器也有两种形式:电压放大器电荷放大器,压电式传感器的应用,压电式压力传感器根据使用要求不同，压电式测压传感器有各种不同的结构形式。但它们的基本原理相同。压电式测压传感器的原理简图。它由引线1、壳体2、基座3、压电晶片4、受压膜片5及导电片6组成。当膜片5受到压力P作用后，则在压电晶片上产生电荷。在一个压电片上所产生的电荷q为,F作用于压电片上的力；d11压电系数；P压强，；S膜片的有效面积。,压电式传感器的应用,压电式加速度传感器其结构一般有纵向效应型、横向效应型和剪切效应型三种。纵向效应是最常见的,如图。压电陶瓷4和质量块2为环型，通过螺母3对质量块预先加载，使之压紧在压电陶瓷上。测量时将传感器基座5与被测对象牢牢地紧固在一起。输出信号由电极1引出。,当传感器感受振动时，因为质量块相对被测体质量较小，因此质量块感受与传感器基座相同的振动，并受到与加速度方向相反的惯性力，此力Fma。同时惯性力作用在压电陶瓷片上产生电荷为,qd33Fd33ma,此式表明电荷量直接反映加速度大小。其灵敏度与压电材料压电系数和质量块质量有关。为了提高传感器灵敏度，一般选择压电系数大的压电陶瓷片。若增加质量块质量会影响被测振动，同时会降低振动系统的固有频率，因此一般不用增加质量办法来提高传感器灵敏度。此外用增加压电片数目和采用合理的连接方法也可提高传感器灵敏度。,压电式传感器的应用,压电式金属加工切削力测量,右图为利用压电陶瓷传感器测量刀具切削力的示意图。由于压电陶瓷元件的自振频率高,特别适合测量变化剧烈的载荷。图中压电传感器位于车刀前部的下方,当进行切削加工时,切削力通过刀具传给压电传感器,压电传感器将切削力转换为电信号输出,记录下电信号的变化便测得切削力的变化。,压电式传感器的应用,压电式玻璃破碎报警器BSD2压电式传感器是专门用于检测玻璃破碎的一种传感器,它利用压电元件对振动敏感的特性来感知玻璃受撞击和破碎时产生的振动波。传感器把振动波转换成电压输出，输出电压经放大、滤波、比较等处理后提供给报警系统。使用时传感器用胶粘贴在玻璃上,然后通过电缆和报警电路相连。为了提高报警器的灵敏度,信号经放大后,需经带通滤波器进行滤波,要求它对选定的频谱通带的衰减要小,而带外衰减要尽量大。由于玻璃振动的波长在音频和超声波的范围内,这就使滤波器成为电路中的关键。当传感器输出信号高于设定的阈值时,才会输出报警信号,驱动报警执行机构工作。,磁电式传感器,磁电感应式传感器霍尔式传感器,磁电感应式传感器,磁电感应式传感器又称磁电式传感器，是利用电磁感应原理将被测量（如振动、位移、转速等）转换成电信号的一种传感器。它不需要辅助电源，就能把被测对象的机械量转换成易于测量的电信号，是一种有源传感器。由于它输出功率大，且性能稳定，具有一定的工作带宽（101000Hz），所以得到普遍应用。,磁电感应式传感器工作原理,根据电磁感应定律,当w匝线圈在恒定磁场内运动切割磁力线圈或线圈所在磁场的磁通发生变化时,线圈内的感应电势E与磁通的变化率有如下关系：,根据以上原理，可设计出两种磁电式传感器结构：变磁通式和恒磁通式。,变磁通式磁电传感器,变磁通式磁电传感器结构图(a)开磁路；(b)闭磁路,变磁通式磁电传感器,图（a）为开磁路变磁通式：线圈、磁铁静止不动，测量齿轮安装在被测旋转体上，随被测体一起转动。每转动一个齿，齿的凹凸引起磁路磁阻变化一次，磁通也就变化一次，线圈中产生感应电势，其变化频率等于被测转速与测量齿轮上齿数的乘积。这种传感器结构简单，但输出信号较小，且因高速轴上加装齿轮较危险而不宜测量高转速的场合。,变磁通式磁电传感器,当转轴连接到被测转轴上时，外齿轮不动，内齿轮随被测轴而转动，内、外齿轮的相对转动使气隙磁阻产生周期性变化，从而引起磁路中磁通的变化，使线圈内产生周期性变化的感应电动势。感应电势的频率与被测转速成正比。,图(b)为闭磁路变磁通式传感器，它由装在转轴上的内齿轮和外齿轮、永久磁铁和感应线圈组成，内外齿轮齿数相同。,恒磁通式磁电传感器,恒定磁通式磁电传感器结构原理图（a）动圈式；(b)动铁式,磁路系统产生恒定的直流磁场,磁路中的工作气隙固定不变,因而气隙中磁通也是恒定不变的。,其运动部件可以是线圈（动圈式）,也可以是磁铁（动铁式）,动圈式（图（a）和动铁式（图(b)）的工作原理是完全相同的。,恒磁通式磁电传感器,当壳体随被测振动体一起振动时,由于弹簧较软,运动部件质量相对较大。当振动频率足够高（远大于传感器固有频率）时,运动部件惯性很大,来不及随振动体一起振动,近乎静止不动,振动能量几乎全被弹簧吸收,永久磁铁与线圈之间的相对运动速度接近于振动体振动速度,磁铁与线圈的相对运动切割磁力线,从而产生感应电势为,式中：B0工作气隙磁感应强度；l每匝线圈平均长度；W线圈在工作气隙磁场中的匝数；v相对运动速度。,磁电感应式传感器的测量电路,磁电式传感器直接输出感应电势,且传感器通常具有较高的灵敏度,所以一般不需要高增益放大器。但磁电式传感器是速度传感器,若要获取被测位移或加速度信号,则需要配用积分或微分电路。,磁电感应式传感器的应用,动圈式振动速度传感器：主要由钢制圆形外壳制成,里面用铝支架将圆柱形永久磁铁与外壳固定成一体,永久磁铁中间有一小孔,穿过小孔的芯轴两端架起线圈和阻尼环,芯轴两端通过圆形膜片支撑架空且与外壳相连。,工作时,传感器与被测物体刚性连接,当物体振动时,传感器外壳和永久磁铁随之振动,而架空的芯轴、线圈和阻尼环因惯性而不随之振动。因而,磁路空气隙中的线圈切割磁力线而产生正比于振动速度的感应电动势,线圈的输出通过引线输出到测量电路。该传感器测量的是振动速度参数,若在测量电路中接入积分电路,则输出电势与位移成正比;若在测量电路中接入微分电路,则其输出与加速度成正比。,磁电感应式传感器的应用,磁电式扭矩传感器：在驱动源和负载之间的扭转轴的两侧安装有齿形圆盘,它们旁边装有相应的两个磁电传感器。当扭矩作用在扭转轴上时,两个磁电传感器输出的感应电压u1和u2存在相位差。这个相位差与扭转轴的扭转角成正比。这样传感器就可以把扭矩引起的扭转角转换成相位差的电信号。,磁电感应式传感器的应用,磁电传感器的结构见下图所示。传感器的检测元件部分由永久磁场、感应线圈和铁芯组成。永久磁铁产生的磁力线与齿形圆盘交链。当齿形圆盘旋转时,圆盘齿凸凹引起磁路气隙的变化,于是磁通量也发生变化,在线圈中感应出交流电压,其频率等于圆盘上齿数与转数乘积。,霍尔式传感器,概述,霍尔传感器是基于霍尔效应的一种传感器。1879年美国物理学家霍尔首先在金属材料中发现了霍尔效应。按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测出被检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测被检对象上人为设置的磁场，用这个磁场作为被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转换成电量来进行检测和控制。,霍耳效应,霍耳效应,霍尔效应,置于磁场中的静止载流导体,当它的电流方向与磁场方向不一致时,载流导体上垂直于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势,这种现象称霍尔效应。该电势称霍尔电势。,霍尔效应,在垂直于外磁场B的方向上放置一导电板,导电板通以电流I,方向如图所示。导电板中的电流是金属中自由电子在电场作用下的定向运动。此时,每个电子受洛仑磁力FL的作用，FL大小为,FL=qvB,式中:q电子电荷;v电子运动平均速度;B磁场的磁感应强度。,霍尔效应,在洛仑兹力的作用下，电子向一侧偏转，使该侧形成负电荷的积累，另一侧则形成正电荷的积累。这样，前后两端面因电荷积累而建立了一个电场，称为霍尔电场。该电场对电子的作用力与洛仑兹力的方向相反，即阻止电荷的继续积累。当电场力与洛仑兹力相等时，达到动态平衡，这时有,qEh=qvB,霍尔电场的强度为Eh=vB,在A与B两点间建立的电势差称为霍尔电压，用UH表示UH=Ehb=vBb,由此可见，霍尔电压的大小决定于载流体中电子的运动速度，它随载流体材料的不同而不同。,霍尔效应,材料中电子在电场作用下运动速度的大小常用载流子迁移率来表征，所谓载流子迁移率，是指在单位电场强度作用下，载流子的平均速度值。载流子迁移率用符号表示，=v/EI。其中EI是电场强度。它是由外加电压U产生的，即EIU/l。因此我们可以把电子运动速度表示为v=U/l。,另一方面，若金属导电板单位体积内电子数为n,电子定向运动平均速度为v,则激励电流I=nqvbd,则,霍尔效应,RH为霍尔系数，它反映材料霍尔效应的强弱，,KH为霍尔灵敏度，它表示一个霍尔元件在单位控制电流和单位磁感应强度时产生的霍尔电压的大小，KH=RH/d，它的单位是mV/(mAT),由此可见,霍尔电势正比于激励电流及磁感应强度,其灵敏度与霍尔常数RH成正比而与霍尔片厚度d成反比。为了提高灵敏度,霍尔元件常制成薄片形状。,霍尔效应,载流体的电阻率与霍尔系数RH和载流子迁移率之间的关系,霍尔系数等于霍尔片材料的电阻率与电子迁移率的乘积。若要霍尔效应强,则RH值大,因此要求霍尔片材料有较大的电阻率和载流子迁移率。,霍尔效应,一般金属材料载流子迁移率很高,但电阻率很小;而绝缘材料电阻率极高,但载流子迁移率极低。故只有半导体材料适于制造霍尔片。目前常用的霍尔元件材料有:锗、硅、砷化铟、锑化铟等半导体材料。其中N型锗容易加工制造,其霍尔系数、温度性能和线性度都较好。N型硅的线性度最好,其霍尔系数、温度性能同N型锗相近。锑化铟对温度最敏感,尤其在低温范围内温度系数大，但在室温时其霍尔系数较大。砷化铟的霍尔系数较小,温度系数也较小,输出特性线性度好。,霍尔元件基本结构,霍尔元件的结构很简单,它由霍尔片、引线和壳体组成。霍尔片是一块矩形半导体单晶薄片，引出四个引线。1、1两根引线加激励电压或电流，称为激励电极；2、2引线为霍尔输出引线，称为霍尔电极。霍尔元件壳体由非导磁金属、陶瓷或环氧树脂封装而成。在电路中霍尔元件可用两种符号表示。,霍耳器件的基本电路,控制电流I；霍耳电势VH；控制电压V；输出电阻R2；输入电阻R1；霍耳电流IH；霍耳负载电阻R3。,图中控制电流I由电源E供给,R为调节电阻,保证器件内所需控制电流I。霍耳输出端接负载R3,R3可是一般电阻或放大器的输入电阻、或表头内阻等。磁场B垂直通过霍耳器件,在磁场与控制电流作用下，由负载上获得电压。实际使用时,器件输入信号可以是I或B，或者IB,而输出可以正比于I或B,或者正比于其乘积IB。,霍尔式传感器的应用,集成霍尔传感器是利用硅集成电路工艺将霍尔元件和测量线路集成在一起的一种传感器。它取消了传感器和测量电路之间的界限，实现了材料、元件、电路三位一体。集成霍尔传感器与分立相比，由于减少了焊点，因此显著地提高了可靠性。霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高（可达m级）。采用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽，可达.55150。按照霍尔器件的功能可将它们分为:霍尔线性器件和霍尔开关器件。前者输出模拟量，后者输出数字量。,霍尔式传感器的应用,霍尔式位移传感器从a端通人电流I，根据霍尔效应，左半部产生霍尔电势VH1，右半部产生露尔电势VH2，其方向相反。因此，c、d两端电势为（VH1VH2）。如果霍尔元件在初始位置时VH1=VH2，则输出为零；当改变磁极系统与霍尔元件的相对位置时，即可得到输出电压，其大小正比于位移量。,霍尔式传感器的应用,霍尔式转速传感器几种不同结构的霍尔式转速传感器。磁性转盘的输入轴与被测转轴相连,当被测转轴转动时,磁性转盘随之转动,固定在磁性转盘附近的霍尔传感器便可在每一个小磁铁通过时产生一个相应的脉冲,检测出单位时间的脉冲数,便可知被测转速。磁性转盘上小磁铁数目的多少决定了传感器测量转速的分辨率。,霍尔式传感器的应用,霍尔计数装置霍尔开关传感器SL3501是具有较高灵敏度的集成霍尔元件,能感受到很小的磁场变化,因而可对黑色金属零件进行计数检测。图中是对钢球进行计数的工作示意图和电路图.。当钢球通过霍尔开关传感器时,传感器可输出峰值20mV的脉冲电压,该电压经运算放大器A（A741）放大后,驱动半导体三极管VT（2N5812）工作,VT输出端便可接计数器进行计数,并由显示器显示检测数值。,第三节传感器的选用原则,传感器的选用指标传感器的选择与应用传感器的选择与方法传感器的应用及注意事项,传感器的选用原则,根据测量对象与测量环境确定传感器的类型要进行一次具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，究竟哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。,基本参数指标,环境参数指标,可靠性指标,其他指标,量程指标：量程范围、过载能力等灵敏度指标：灵敏度、分辨力、满量程输出等精度有关指标：精度、误差、线性、滞后、重复性、灵敏度误差、稳定性动态性能指标：固定频率、阻尼比、时间常数、频率响应范围、频率特性、临界频率、临界速度、稳定时间等,温度指标：工作温度范围、温度误差、温度漂移、温度系数、热滞后等抗冲振指标：允许各向抗冲振的频率、振幅及加速度、冲振所引入的误差其他环境参数：抗潮湿、抗介质腐蚀等能力、抗电磁场干扰能力等,工作寿命、平均无故障时间、保险期、疲劳性能、绝缘电阻、耐压及抗飞弧等,使用有关指标：供电方式（直流、交流、频率及波形等）、功率、各项分布参数值、电压范围与稳定度等外形尺寸、重量、壳体材质、结构特点等安装方式、馈线电缆等,传感器的选用原则,传感器的选用原则,与测量条件与目的有关的因素测量的目的；被测试量的选择；测量范围；过载发生的频度；输入信号的幅值，频带宽度；精度要求；测量所需要的时间。,传感器的性能要求,传感器的基本要求灵敏度高，输入和输出之间应具有较好的线性关系；噪声小，并且具有抗外部噪声的性能；滞后、漂移误差小；动态特性良好；在接入测量系统时，对被测量不产生影响；功耗小，复现性好，有互换性；防水及抗腐蚀等性能好，能长期使用；结构简单，容易维修和校正；低成本、通用性强；,传感器的选用原则,与传感器有关的技术指标精度；稳定度；响应特性；模拟量与数字量；输出幅值；对被测物体产生的负载效应；校正周期；超标准过大的输入信号保护。,灵敏度的选择通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被系统放大，影响测量精度。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽量减少从外界引入干扰信号。,传感器性能指标的选用原则,灵敏度的选择传感器的量程范围是和灵敏度紧密相关的一个参数。当输入量增大时，除非有专门的非线性校正措施，传感器不应在非线性区域工作，更不能在饱和区域内工作。有些需在较强的噪声干扰下进行的测试工作，被测信号叠加干扰信号后也不应进入非线性区。因此，过高的灵敏度会影响其适用的测量范围。传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择在被测量方向