检测与转换技术理论基础课件

1、2022/8/11检测与转换技术教 师：周雪梅办公地点：31#159电 话：151145158932022/8/12本课程主要内容检测与转换技术基础理论。电阻式传感器的工作原理、测量电路及应用。 (应变电阻、热电阻、电位器)变电抗和磁电式传感器的工作原理、测量电路及应用。 (电容、电感、霍尔、电涡流)有源传感器工作原理及应用。(热电偶,压电,光电)新型传感器工作原理及应用。(超声波、光纤、CCD图像)信号放大。（干扰与噪声、仪用放大、隔离放大）信号滤波。（无源低通、高通，有源低通、高通，带通）信号转换。（模拟开关、采样保持器、电压比较器、D/A、A/D）2022/8/13 实验主要内容序号实验

2、项目名称实验学时内容提要实验类型实验要求备注1信号调理电路实验5应变传感器测试单臂桥、半桥和全桥的工作特性综合必做实验地点：31#301室测试移相器、相敏检波器、交流电桥的工作特性2传感器特性测试及应用实验1电容传感器、霍尔传感器、光纤（任选一种传感器）综合必做电涡流传感器、光纤传感器、光电传感器、压电传感器、CCD图像传感器、光纤传感器、温度传感器特性测试及应用（可多选）综合选做3传感器应用电路设计实验4基于集成霍尔传感器的音乐控制电路设计实验、基于光电传感器的报警电路设计实验（任选一个）设计必做4检测与转换技术综合应用实验6心电检测电路设计：运用仪用放大器对人体心电信号进行放大；设计50H

3、z陷波器对50Hz干扰进行滤除；用DC-DC隔离电源和光电耦合器设计和调试光电隔离放大器；设计与调试A/D、D/A电路，编制上下位机通讯程序，对采集的数据进行显示。设计必做2022/8/14教学（含实践）学时主要教学内容12检测与转换技术概述，信号分类及特征、检测仪表、测量误差及处理、传感器知识概述34电阻应变片的测量原理、电阻应变式传感器命名与选择、测量电路及应用 56电容式传感器工作原理、结构形式、测量电路及应用78霍尔传感器的工作原理、霍尔元件、霍尔器件及应用910光电式传感器的工作原理及应用1112光纤传感器的工作原理及应用1314干扰一般概念及分类，运算放大器、仪用放大器电路组成及应

4、用1516隔离放大器、多级放大器的级联及在微弱信号检测中的应用1718滤波器概述、无源滤波器、有源滤波器1920滤波技术在信号检测中的应用2122模拟开关2324采样/保持器2526电压比较器2728D/A和A/D转换2932自动检测与转换系统接口电路设计15信号调理电路实验6传感器特性测试及应用实验710传感器应用电路设计实验1116检测与转换技术综合应用实验2022/8/15教材 马忠丽. 信号检测与转换技术 哈尔滨工程大学出版社.2012.3马忠丽. 信号检测与转换实验技术 黑龙江人民出版社.2008.6马忠丽. 信号检测与转换技术实验教程 哈尔滨工程大学.2008.4 高延滨. 检测与

5、转换技术. 哈尔滨工程大学出版社. 2007. 8http:/ （精品课程）2022/8/16主要参考资料 1 颜本慈.自动检测技术M.北京:国防工业出版 社,1994.1.2 王仲生.智能检测与控制技术M.西安:西北工 业大学出版社,2002.9.3 常健生.检测与转换技术M.北京:机械工业出 版社,1999.5.4 王家桢等.传感器与变送器M.北京:清华大学 出版 5 刘迎春，叶湘滨等编著.传感器原理设计与应 用M.北京：国防工业出版社，2004.2022/8/17考核办法1.理论课（80%）： 闭卷2.实验课（15 % ）： 以创新实验为主（50%），结合基本实验的 预习（10%）、实验

6、提问（5%）、实验操作（25%）、测量结果（10%）给出最终成绩。3.平时成绩（5 % ） 2022/8/18第一章 检测与转换技术理论基础 本章目的：1、了解检测与转换技术实际研究意义；2、了解信号一般分类与特征；3、掌握测量误差和数据处理方法；4、掌握检测仪表常用性能指标的表示方法;5、掌握传感器的基本组成和分类；了解传感器的发展趋势。本章难点：信号特征及传感器误差合成与标定。本章重点：信号特征及误差分析与数据处理方法。2022/8/191.1检测与转换技术基本概念1.1.1检测与转换技术定义 检测与转换技术是自动检测技术和自动转换技术的总称，是以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换、信

7、息处理以及信息传输的理论和技术为主要内容的一门应用技术学科。科学仅仅是在人们懂得了测量才开始的 门捷列夫 利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法，赋予定性或定量结果的过程。典型检测与转换系统基本组成2022/8/1102022/8/111 检测技术是进行各种科学实验研究和生产过程参数测量必不可少的手段，在国民经济中占有重要地位和作用 。2022/8/112 在工程领域，科学实验、产品开发、生产监督、质量控制等，都离不开检测技术。检测技术应用涉及到航天、机械、电力、石化和海洋运输等每一个工程领域。 2022/8/113鼠标:光电位移

8、传感器摄象头:CCD传感器声位笔:超声波传感器麦克风:电容传声器声卡:A/D卡 + D/A卡软驱:速度,位置伺服计算机中的检测技术：2022/8/114军事中的检测技术：美国国家导弹防御计划-NMD1.地基拦截器2.早期预警系统3.前沿部署(如雷达）4.管理与控制系统5.卫星红外线监测系统监测系统: 探测和发现敌人导弹的发射并追踪导弹的飞行轨道；拦截器：能识别真假弹头，敌友方.人体心电信号检测电路构成的方框图 2022/8/1161.2.1 工业检测技术涉及的内容热工量：温度、压力（压强）、压差、真空度、流量、流速、物位、液位；机械量：直线位移、角位移、速度、加速度、转速、应变 、力矩、振动、

9、噪声、质量（重量）；几何量：长度、厚度、角度、直径、间距、形状、粗糙度、硬度、材料缺陷等；物体的性质和成分量：空气的湿度（绝对、相对）、气体的化学成分、浓度、液体的粘度、浊度、透明度、物体的颜色；状态量：工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异常状态（超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞、断裂等）；电工量：电压、电流、电功率、电阻、电感、电容、频率、磁场强度、磁通密度等（在电工、电子等课程中讲授）。1.2 信号分类及特征2022/8/1171.2.2 传感器信号分类1动态信号分为确定性信号和非确定性信号(随机信号) 动态信号确定性信号随机信号周期信号非周期信号平稳信号非平稳信号简谐信号复杂周期

10、信号准周期信号瞬变信号按性质，信号可分为静态信号和动态信号。 按随时间的变化规律 可用明确的数学关系式描述的信号不能用明确的数学关系式描述的信号，只能用概率统计方法描述。2022/8/118周期信号：当信号按一定时间间隔周而复始重复出现时,分为简谐信号和复杂周期信号。简谐信号（正弦或余弦）: 复杂周期信号：是由两个或两个以上的简谐信号叠加而成。 2022/8/119B. 非复杂周期信号：分为准周期信号和瞬变信号。 准周期信号（近似周期信号）：由一些不同频率的简谐信号合成，可用下式描述：瞬变信号：指冲击信号或持续时间很短的衰减信号。2022/8/1202连续信号和离散信号（按波形的不同区分） 连

11、续信号：在讨论的时间间隔内，对于任意时刻都可以给出确定的函数值。幅值可以是连续的，也可以是离散的，幅值和时间都是连续的信号称为模拟信号。 离散信号：是在连续信号上采样得到的信号。时间上是离散的，只是在某些不连续的规定瞬时给出函数值，其他时间则没有定义。 模拟信号 一般连续信号 离散信号2022/8/1211.2.3 测量与测量误差1常用测量方法 一个测量过程要经过比较、平衡、读数三步来完成。在实际工作中，可采用多种测量方法：等精度测量和不等精度测量；直接测量和间接测量；接触和非接触测量；离线测量和在线测量；偏差测量、零位测量和微差测量；动态测量和静态测量。2022/8/122等精度测量法：在测

12、量过程中，使影响测量误差的各因素(环境条件、仪器仪表、测量人员、测量方法等)保持不变，对同一被测量值进行次数相同的重复测量，这种测量方法称为等精度测量法。等精度测量所获得的测量结果，其可靠程度是相同的。不等精度测量法：在测量过程中，测量环境条件有部分不相同或全部不相同，如测量仪器精度、重复测量次数、测量环境、测量人员熟练程度等有了变化，所得测量结果的可靠程度显然不同，这种方法称为不等精度测量法。工程技术中，采用等精度测量。2022/8/123静态测量：被测量随时间不变化或缓慢变化 动态测量：被测值本身随时间快速变化 地震测量振动波形便携式仪表可以显示波形2022/8/124直接测量：用事先分度

13、(标定)好的测量仪表、量具对被测量进行测量 例：电子卡尺间接测量：用测量仪表、量具测出与被测量有确定函数关系的其他几个物理量，然后将测得的数值代入函数关系式，计算出所求的被测物理量。 例：阿基米德测量皇冠的比重2022/8/125接触式测量：测量仪器直接与被测物体接触非接触式测量：测量仪器不与被测物体接触 车载电子警察体温计测温2022/8/126偏差测量：用仪表指针相对于刻度尺的位移(偏差)的大小来直接表示被测量的数值。 例：指针式仪表 零位测量：用仪表的指零机构来衡量被测量与标准量是否处于平衡状态。 例：天平称重 微差测量：将偏差法和零位法组合起来的一种测量方法。 例：不平衡电桥测量电阻(

14、应变电阻的测量) 2022/8/127在线测量：一般是指检测装备或工作站在空间上集成在制造系统中,制造过程与检测过程没有时间滞后(在加工过程中)或只有短时间的延时(在加工过程后)。 离线测量：离线：产品质量检验 在线：在流水线上，边加工，边检验，可提高产品的一致性和加工精度。2022/8/128测量误差 = 测得值 - 真值客观真实值（实际值，真值 ）1m = 1650763.73 约定真值：世界各国公认的几何量和物理量的最高基准的量值 相对真值：标准仪器的测得值或用来作为测量标准用的标准器的值如：米 - 公制长度基准 - 氪-86的2p10-5d5能级间跃迁在真空中的辐射波长测量误差：是指用

15、器具进行测量时，被测量的测量值与被测量的真实值之间的差值测量所得数据与其相应的真值之差: = x x0 理论真值：设计时给定或用数学、物理公式计算出的给定值光在真空中1s时间内传播距离的1/2997924852.测量误差基本概念 测量值，示值，标称值2022/8/129 测量误差来源： 工具误差(仪表误差)：测量仪表组成元件本身不完善。例：标准量具的误差，仪表灵敏度不足，仪表刻度不准，变换器、放大器的误差等。方法误差：选用测量方法不当，引用经验公式以及系数的近似性，测量中观测次数的不足。环境误差(工作条件误差)：测量工作环境与仪表校验时的规定标准状态不同，以及随时间而变化所引起的仪表性能与被测

16、对象本身改变所造成的误差。个人误差：测试操作者个人的感官生理不同与变化、最小分辨力、反应速度和固有习惯以及操作不熟练、疏忽与过失等所造成的误差。测量误差的分类： 按误差出现的规律进行分类：系统误差、随机误差、粗大误差系统误差：系统误差(简称系差)，在同一条件(指人员、仪器及工作环境等条件)下对同一物理量进行多次测量时，误差的绝对值和符号保持不变，或者在该测量条件改变时，误差按某一确定的规律变化。2022/8/130系统误差：1)恒定系差: 该系差是指在一定的条件下，误差的数值及符号都保持不变的系统误差。2)变值系差:该系差是指在一定的条件下，误差按某一确切规律变化的系统误差。根据其变化规律又可

17、分为以下几种情况： *累进性系差。在整个测量过程中误差数值逐渐增加或逐渐减少。（在整个检测系统量程内误差值与被测量成比例地变化）。 *周期性系差:在测量过程中误差数值发生周期性变化。 *按复杂规律变化的系差:变化规律十分复杂，一般用曲线、表格或经验公式来表示。系统误差产生原因：材料、零部件及工艺的缺陷；环境温度、湿度、压力的变化以及其他外界干扰等。 系统误差消除方法：系统误差是有规律性的，因此可以通过实验的方法或引入修正值的方法计算修正，也可以重新调整测量仪表的有关部件予以消除。2022/8/131随机误差： 随机误差是测量过程中许多独立的、微小的、偶然的因素引起的综合结果。存在随机误差的测量

18、结果中，单个测量值误差的出现是随机的，不能用实验的方法消除，也不能修正，但就误差的整体而言，多数随机误差都服从正态分布规律。 长度相对测量值彩票摇奖粗大误差:偏离了实际值的歪曲了测量结果的误差，主要由于测试人员粗心大意，过度疲劳，操作不当，疏忽失误等引起，故称过失误差。测量误差的分类： 按使用条件分类分类：基本误差、附加误差基本误差：是指检测系统在规定的标准条件下使用时所产生的误差。所谓标准条件一般指检测系统在实验室(或制造厂、计量部门)标定刻度时所保持的工作条件，电源电压220 V土5；温度20土5 ；湿度小于85；电源频率50 Hz等。基本误差是检测系统在额定条件下工作所具有的误差，检测系

19、统的精确度就是由基本误差决定的。附加误差：当使用条件偏离规定的标准条件时，除基本误差外还会产生附加误差，例如由于温度超过标准引起的温度附加误差、电源附加误差以及频率附加误差等。这些附加差在使用时应叠加到基本误差上去。测量误差的分类： 按误差与被测量的关系分类：定值误差、累积误差定值误差：指误差对被测量来说是一个定值，不随被测量变化。这类误差可以是系统误差，也可以是随机误差。 累积误差：在整个检测系统量程内误差值与被测量成比例变化。 2022/8/133随机误差的正态分布： 设在一定条件下，对一个量（真值为X0）进行N次的等精度重复测量，得到一组测量结果 ，则各值出现的概率密度分布为： 在正态分

20、布的概率密度函数中包含着随机变量的一些重要信息。一个随机变量具有两个重要的参数：数学期望（被测量真值）x0和方差2。被测量真值x0体现了测量值取值平均的大小，它反映了测量值取值的集中位置，而用方差2来衡量测量值取值在被测量真值x0附近的散布程度。3. 测量误差处理（1）随机误差的处理2022/8/134*被测量真值X0的最佳估计 在一定条件下对同一待测量进行多次重复测量，获得个测量值，这个测量值的集合称为样本或测量列。可以证明样本的算术平均值 是 被测量真值的最佳估计: 设残余误差 *被测量值的均方根估计在有限次测量中取: 测量误差 2022/8/135*平均值 的标准偏差的最佳估计 前面已经

21、介绍样本平均值 是被测量真值的最佳估计，一般情况下重复若干次测量后，可以由样本平均值来表示测量结果。虽然平均值是样本统计量，但是它本身也是一个随机变量。 *测量结果的表示 对于一组数据进行N次等精度测量，在不考虑系统误差和粗大误差的情况下，所得的数据表示为：用测量值表示用平均值表示2022/8/136例：对某量进行多次重复的等精度测量，测量次数为10次，在不考虑系统误差和粗大误差的情况下，测量结果如下，试求标准误差和极限误差，并写出测量结果表达式。123.95, 123.45, 123.60, 123.60, 123.87, 123.88, 123.00, 123.85, 123.82, 12

22、3.602022/8/1372022/8/138置信区间 随机变量取值的范围，用符号 表示。 置信区间以 的倍数来表示，即置信区间与置信概率置信概率 随机变量 在置信区间 内取值的概率，表示为置信水平 随机变量在置信区间外取值的概率，又称显著水平。 2022/8/139 置信区间越宽，置信概率越大，随机误差的范围也越大，对测量精度的要求越低。反之，置信区间越窄，置信概率越小，误差范围也越小，对测量精度要求越高。 当Z=1时，置信概率为 ，置信水平为 ，说明随机误差落在 区间内的机会为66.7% 当Z=3时，置信水平为 ，即发生概率很小，通常评定随机误差时以 为极限误差。 2022/8/140随

23、机误差的特点： (1)集中性(2)对称性(3)有限性(4)抵偿性大量重复测量时所得到的数值，均集中分布在其平均值附近。当测量的次数足够多时，符号相反、绝对值相等的误差，出现的机会(或称概率)大致相等 。绝对值很大的误差，出现的机会极少。因此在有限次的测量中，误差绝对值不超过一定的范围。 从对称性中可以推论出，当测量次数趋于无穷多时，随机误差的平均值的极限将趋于零。 随机误差的处理方法： 服从正态分布的随机变量有两个重要参数：数学期望x0和方差2，即被测量真值x0和标准误差。一般情况下,x0和是未知的并无法知道。2022/8/141（2）系统误差的处理 引入修正值法 零位式测量法(平衡式测量法)

24、零位式测量法是标准量与被检测量相比较的测量方法，零位式测量必须使检测系统有足够的灵敏度。自动平衡显示仪表就属于零位式测量。 替换法(替代法、代替法、异号法)替换法是用可调的标准器具代替被测量接入检测系统，然后调整标准器具，使检测系统的指示与被测量接入时相同，则此标准器具的数值等于被测量。测量的精确度主要取决于标准已知量，对指示器只要求有足够高的灵敏度即可。 对照法在一个检测系统中，改变一下测量安排，测出两个结果。将这两个测量结果互相对照，并通过适当的数据处理，可对测量结果进行改正。2022/8/142（3）粗大误差的处理粗大误差产生原因：主要是由于测量人员的粗心大意及电子测量仪器受到突然而强大

25、的干扰所引起的。如测错、读错、记错、外界过电压尖峰干扰等造成的误差。特点：就数值大小而言，粗大误差明显超过正常条件下的误差。当发现粗大误差时，应予以剔除。判别方法：目前常用的判别准则有：拉依达准则和肖维奈准则。 偏差特别大弹着点接近正态分布弹着点均偏向右上侧2022/8/1431.3.1检测仪表的基本组成 1.检测仪表通常由：传感器、变换器、显示器以及连接各环节的传输通道。1.3 检测仪表概述被测对象传感器变换器显示器检测仪表的组成框图2022/8/1441.3.2 检测仪表性能指标 检测仪表的性能指标 仪表的性能指标：技术、经济及使用等三方面的指标。衡量仪表检测能力的是技术指标。1 量程：用

26、仪表测出被测参数的最高值和最低值，分别称为仪表测量范围的上限和下限。测量范围的上限值和下限值的代数差即为仪表的量程B。 2 误差：基本误差是指仪表在规定的工作条件(参比工作条件)下的误差。附加误差是指仪表未能在规定的工作条件下，使用而产生的另外增加的误差。 (1)绝对误差：仪表的指示值与被测量的真值之间的代数差值。 2022/8/145(2)相对误差:仪表指示值的绝对误差与被测量的约定值的比值. 思考：用高压表测量1000v电压，测得值为1005v；用电压表测量100V电压，测得值为105V；用温度计测量200炉温，测得值为205, 试比较三种仪表的测量精度。最大引用相对误差：最大引用误差是仪

27、表基本误差的主要形式，常称为仪表的基本误差，是仪表的主要质量指标。 实际相对误差示数相对误差满度（引用）相对误差2022/8/1463 精度等级：仪表在出厂检验时，其示值的最大引用误差不能超过规定的允许值，此值称为允许引用误差，记为Q。 工业仪表即以允许引用误差值的大小来划分精度等级，并规定用允许引用误差去掉百分号()后的数字来表示精度等级。 国家规定电工仪表精度等级分0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七级。 表 仪表的准确度等级和基本误差2022/8/147作业题1试检定一台2.5级、上限为100v的电压表。由检验记录中发现50v分度点的示值误差最大为2v,并较其他点为最

28、大。作业题2某待测的电压约为100V，现有0.5级量限0-300v和1.0级量限0-100v两个电压表，问用哪一个电压表测量较好?2022/8/148仪表灵敏度高，精度可以提高，但过高的灵敏度会带来读数不稳定的影响。 a) 静态特性曲线是直线 b) 静态特性曲线不是直线 图 仪表的灵敏度静态特性曲线分辨力：是指测量仪表能够检测出被测信号最小变化量的能力。模拟式仪表的分辨率规定为最小刻度分格值的一半；数字式仪表的分辨率则指末位数字所代表的值。为了保证检测精度，测量仪表的分辨率应小于系统允许误差的l/3或1/5或1/10。例如，右图所示的数字式温度计分辨力为0.1。4 灵敏度与分辨力：灵敏度：指稳

29、态时仪表的单位输入量变化所引起的输出量的变化。灵敏度K可表示为： 2022/8/1495 迟滞性（变差、回差）：指当输入量上升和下降时，对于同一输入值的仪表两相应输出示值之间的代数差。迟滞性，表明仪表检验时所得输入量增大的上升曲线和返回的下降曲线出现的不重合现象。反映传感器机械部分不可避免的缺陷。大小一般由实验确定，其值以满量程输出的百分数表示： *如果变差的最大值除以量程的结果是在允许误差范围之内，则认为此仪表是合格的。这种现象可能是由于仪表内某些元件吸收能量所引起，例如弹性变形的滞后现象，磁性元件的磁滞现象；或者是由于仪表内传动机构的摩擦、间隙等造成的。输出值在正反行程间的最大差值 满量程

30、输出2022/8/150 仪表的静态特性：表示仪表在被测各个值处于稳定状态时的输出-输入关系。指标有：线性度、迟滞、重复性和灵敏度。 *线性度： *理想线性 *在原点附近相当范围内输出-输入特性基本成线性 *输出-输入特性曲线不对称*普遍情况 非线性项待定常数 输出量 零位输出仪表的灵敏度 输入量(被测量) 对于实际传感器，测出的输出输入校准(标定)曲线与其理论拟合直线之间的偏差，就称为该传感器的“非线性误差”，或称“线性度”，通常用相对误差表示其大小。6 线性度：线性度：线性度用来说明仪表静态特性对一条指定的直线的吻合程度。测出的输出输入校准(标定)曲线与其理论拟合直线之间的偏差，称为该传感

31、器的“非线性误差”，或称“线性度”，通常用相对误差表示其大小，即相对应的最大偏差与传感器满量程B之比()。2022/8/151线性度输出平均值与基准拟合直线的最大偏差传感器满量程输出平均值 2022/8/152*基准直线选择方法： 理论线性度取零点(0%)作为理论直线的起始点，满量程输出(100%)作为终止点，两点的连线即为理论直线，如图所示。端基线性度把传感器校准数据的零点输出平均值和满量程输出平均值连成直线， 2022/8/153例如：采用连接特性曲线上、下限值两端点的直线作基准，以特性曲线与端基直线之间的最大偏差值 与上限值 之比来衡量线性度，称为端基线性度。 作图法求端基直线线性度演示

32、 1拟合曲线（端基直线） 2实际特性曲线 独立线性度 在校准曲线循环中找出一条最佳平均直线，使实际输出特性相对于所选拟合直线的最大正偏差值、最小负偏差值相等。 平均选点线性度将测量得的N个检测点分成数目相等的两组：前 N/2个检测点为一组；后N/2个检测点为另一组。两组检测点各自具有“点系中心”。检测点都分布在各自的点系中心的周围，通过这两个“点系中心”的直线就是所要的拟合直线。其斜率和截距可以分别求得。把斜率和截距代入直线方程式，即得平均选点法的拟合直线，再由此求出非线性误差。2022/8/1542022/8/155最小二乘法线性度设拟合直线方程式为 。假定实际校准点有n个，对应的输出值是y

33、，则第i个校准数据与拟合直线上相应值之间的残差为： 最小二乘法拟合直线的拟合原则就是使 为最小值。 从以上二式求出k和b为可得最小二乘法最佳拟合直线方程 2022/8/1567 漂移：保持仪表输入量不变时，输出示值随时间或温度的改变而缓慢变化称之为漂移。随时间变化的漂移称为时漂。随环境温度变化的漂移称为温漂。 漂移反映仪表工作的稳定性，对于需要长时间运行的仪表，这个指标更为重要。8 可靠性：可靠性指仪表在规定工作条件下和规定工作时间内，保持原有技术性能的能力。 *平均无故障时间MTBF(Mean Time Between Failures)：是仪表连续运行时发生一次故障的时间间隔的平均值。假设

34、某仪表在90000h的运行中发生了12次故障，则该仪表的MTBF为7500h。*仪表的平均故障率 ：单位时间内仪表发生故障的平均次数。 2022/8/1571.4 传感器知识概述1.4.1 传感器基本知识1传感器的概念 能够感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。2传感器的组成电信号电量中间量传感元件转换电路被测量敏感元件例：测量压力的电位器式压力传感器 1-弹簧管 2-电位器2022/8/158*弹性敏感元件（弹簧管、波纹管、膜盒、膜片） 敏感元件作用：在传感器中直接感受被测量，并转换成与被测量有确定关系、更易于转换的非电量。 在图中，弹簧管将压力转换为角位移2022/8

35、/159*传感元件：被测量通过敏感元件转换后，再经传感元件转换成电参量。 右图中， 电位器为传感元件，它将角位移转换为电参量电阻的变化（R） 360度圆盘形电位器 右图所示的360度圆盘形电位器的中间焊片为滑动片，右边焊片接地，左边焊片接电源。 2022/8/160*测量转换电路：作用是将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电压、电流或频率量。 在左图中，当电位器的两端加上电源后，电位器就组成分压比电路，它的输出量是与压力成一定关系的电压Uo 。 分压比电路的计算公式如下： *直滑电位器式传感器:输出电压Uo与滑动触点C的位移量x成正比：*圆盘式电位器:Uo与滑动臂的旋转角度成正比： 2022/8/1613.传感器分类1）按输入的物理量分：