感测技术重点内容

1、感测技术的内容传感器1） 定义：将非电量转换为与之有确定对应关系电量的器件或装置类型敏感器1）定义：将被测非电量转换为与之有确定对应关系可用非电量的器件或装置2）应用：在被测非电量不是传感器能转换的非电量（即可用非电量）时 一、取样电阻法在被测电流回路中串入很小的标准电阻r二、反馈电阻法被测电流回路中串入电压并联负反馈电路比较：取样电阻法比较适合测量较大电流；反馈电阻法比较适合测量较小电流例2 已知图2-3-1中，伏，A/D为8位二进制A/D，若要求相位量化单位求1°该鉴相器能测量的最大相位值2°A/D的满量程电压E解：因为，又因为，所以因为，所以所以伏结论：1、恒流源供电

2、的优点： 1°电桥从恒压源供电改为恒流源供电，可以减小和消除非线性。 2°恒流源供电比恒压源供电更能消除温度变化的影响。2、差动电桥（差动式电阻传感器接在横跨电源的相邻两臂）优点： 1°提高灵敏度 2°消除非线性 3°消除温度误差一、 阻抗电压变换器 电感电压变换器 电容电压变换器 图3-2-1 电阻电压转换基本电路应变电桥结论：1）如果电阻传感器接在电桥的相邻两臂，温度引起的电阻变化将相互抵消，其影响将减小或消除；2）非电量若使两电阻传感器的电阻变化符号相同，则应将这两电阻传器接在电桥的相对两臂，但是这只能提高电桥输出电压，并不能减小温度变化

3、的影响和非线性误差。3）被测非电量若使两电阻传感器的电阻变化符号相反，则应将这两电阻传感器接在电桥的相邻两臂即构成差动电桥，这既能提高电桥输出电压，又能减小温度变化的影响和非线性误差。3、补偿温度误差的办法补偿块法 差动电桥法 如果两应变片型号参数、所处环境温度及所粘贴材料均相同，只要将两应变片接入电桥的相邻两臂，就可消除温度变化引起的测量误差。2对热电阻材料的要求温度特性的线性度好温度系数大且稳定电阻率大物理化学性能稳定气敏电阻体；加热器 3、结构： 烧结型；薄膜型；厚膜型二、电容结构类型：变极距、变面积、变介质1变气隙式自感传感器; 2变面积式自感传感器; 3螺管插铁式自感传感器.差动变压

4、器也有变气隙式、变面积式和螺管式三种类型。3、电涡流作用方式图4-3-17反射方式涡流环产生的磁场抵消一部分原激励磁场。透射方式涡流环产生的磁场在另一侧线圈中产生感应电压。一、变磁通式永久磁铁和线圈均不动（变磁阻式）1、铁芯平移型 2、铁芯旋转型 二、恒磁通式永久磁铁与线圈相对运动1、动铁式 图5-1-2（b）2、动圈式： 平移型 图5-1-2（b） e=B·L·U旋转型 图5-1-2（c） e=B·S·二、热电偶基本定律1、中间导体定律若中间导体两端温度相同，则 2、中间温度定律3、标准电极定律热电偶的冷端处理 1、冷端恒温方式：1°冰浴法；

5、2°恒温槽法；3°简易法。一、光电式传感器的基本组成 图5-4-15 1、光源 （被测量X1直接对光源作用，使光通量1的某一参数发生变化）；2、光学通路（被测量X2作用于光学通路中，对传播过程中的光通量进行调制）；3、光电器件；4、测量电路。磁敏二极管和磁敏三极管一、热敏二极管;二、热敏三极管码盘 三个码道：1°零位码道A1条透个狭缝 ；2°增量码道Bm个透光不透光扇区； 3°辨向码道 Cm个透光不透光扇区 （B、C全错开半个扇区）。主光栅(又称标尺光栅) ，均匀地刻划有透光和不透光的线条指示光栅，刻有与主光栅同样刻线密度的条纹。1、直线式感应

6、同步器测量直线位移2、旋转式感应同步器测量角位移。振弦导磁性好的金属细弦激振器（电磁铁）激励振弦横向振动拾振器振弦振动时产生感应电压，感应电压频率=振弦横向振动频率f四、光纤传感器的优点缺点优点 1、灵敏度高；2、电绝缘性能好，抗电磁干扰；3、耐腐蚀，耐高温；4、体积小，重量轻；缺点：断线修复需专用工具。1、光纤结构 纤芯包层外套光强调制方式辐射式光纤位移式 图81-5 入射光纤不动 出射光纤不动插入式 图81-6微弯损耗式 图81-7四、光纤传感器的优点缺点优点 1、灵敏度高；2、电绝缘性能好，抗电磁干扰；3、耐腐蚀，耐高温；4、体积小，重量轻；缺点：断线修复需专用工具。一、CCD器件由MO

7、S光敏元阵列和读出移位寄存器组成。1、激光的形成 形成条件： (1)具有能形成粒子数反转状态的工作物质增益介质； (2)具有供给能量的激励源； (3)具有提供反复进行受激辐射场所的光学谐振腔。 2、激光的特性: (1)高方向性 (2)高亮度 (3)高单色性 (4)高相干性二、激光传感器激光干涉传感器激光衍射传感器激光扫描传感器2、红外线的特性1）具有可见光的一切特性，2）具有光热效应，能辐射热量。3）红外光在介质中传播时，由于介质的吸收和散射作用而被衰减。超声波换能器或超声波探头。1、组成：由压电晶片、吸收块(阻尼块)、保护膜等组成三、超声检测方法1、透射法 用两个探头，置于被测对象的相对两侧

8、，一个发射超声波，一个接收超声波。2、反射法 通常采用一个超声波探头，兼做超声波发射和接收用。3、频率法是利用超声波测量流速时采用的方法。2采用物性型传感器配上相应的敏感器 一、相对振动传感器相对振动物体相对于其平衡位置的往复运动。1、相对振动传感器的特点内部固定部分与运动参照点（平衡）位置相对静止内部可动部分与被测振动体一起运动二、绝对振动敏感器绝对振动被测物体相对于大地或惯性空间的往复运动。1、绝对振动敏感器的结构特点内部固定部分与被测振动体一起运动内部可动部分有一定质量m，且通过弹簧K与固定部分相连接内部可动部分与固定部分之间相对运动受阻尼力作用，阻尼系数为C，即绝对振动敏感器内部存在一个“”系统力与荷重的电测法 直接法直接将力转换为电信号，如压电式传感器(5.2节)振弦式传感器、振梁式传感器（7.4节） 间接法以弹性元件作为敏感器，将拉力或压力转换为应变或位移，再用应变传感器或位移传感器把应变或位移转换为电量。力矩