传感器技术技术基础

1、传感器技术课件技术基础1第1页，共14页，2022年，5月20日，16点36分，星期日（3）“某种可用信号输出” 把外界非电量信息转换成与之有确定对应关系的电量输出的器件或装置。 非电量电测技术把外界信息按一定规律转换成电信号输出的器件。（4）“转换”：传感器、变换器、变送器、换能器、 转换器、探测器 把特定的被测量信息按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置。工业测量标准输出信号能量转换转换效率2第2页，共14页，2022年，5月20日，16点36分，星期日二、传感器的物理定律（1）守恒定律（2）统计法则物理量随着空间和时间的移动，其总量保持不变。能量守恒、动量守恒、电荷守恒传感器与被测

2、量之间能量转换时必须遵循。常和传感器的工作状态有关。运动的微观世界与宏观世界相结合的定律。如：热力学第二定律3第3页，共14页，2022年，5月20日，16点36分，星期日（3）场的定律描述电场、磁场、物质场、重力场等在空间和时间上的变换规律。静电场：电容式传感器；电磁感应：电感式传感器利用场的定律构成的传感器称为：结构型传感器物理方程 传感器工作的数学模型（4）物质定律表示各种物质内在客观性质的定律。虎克定律 F = k x 、欧姆定律 U = R I基于物质定律构成的传感器称为：物性型传感器半导体物质法则：压敏、热敏、光敏、湿敏4第4页，共14页，2022年，5月20日，16点36分，星期

3、日例1-1 举例说明结构型传感器和物性型传感器的区别。（1）电容式传感器结构型传感器化简得：输出灵敏度结构型传感器的特性主要由其结构参数决定，与构成传感器的物质的性质无关。固定极板活动极板LbdL5第5页，共14页，2022年，5月20日，16点36分，星期日（2）压敏传感器物性型传感器物性型传感器主要由构成传感器的物质的性质决定。电阻率的变化压力大小材料性质压阻效应半导体材料压力 P6第6页，共14页，2022年，5月20日，16点36分，星期日三、传感器的组成敏感元件辅助电路传感元件被 测非电量有 用非电量有 用电 量信号调节转换电路电 量传感元件被测非电量有用电量物性型传感器结构型传感器

4、敏感元件传感元件被测非电量有用电量有用非电量7第7页，共14页，2022年，5月20日，16点36分，星期日例1-2 大吨位电容式称重传感器被测非电量：敏感元件：有用非电量：传感元件：有用电量：电容量C弹性体外界压力极板间距变化电容传感器弹性体极板支架绝缘材料定极板动极板8第8页，共14页，2022年，5月20日，16点36分，星期日转换元件输入输出（1）自源型特点：不需要外能源， 输出电量较弱例1-3：热电偶传感器温度场的能量（热量） 电量能量角度自源型带激励源型外源型能量转换型有源型能量控制型无源型ABTT9第9页，共14页，2022年，5月20日，16点36分，星期日（2）带激励源型特点

5、：不需要变换电路， 有较大电量输出例1-4 霍尔电磁感应式传感器转换元件输入输出辅助能源被测量：磁场辅助能源：激励电流BIUHBACDbdLxyz10第10页，共14页，2022年，5月20日，16点36分，星期日例1-5：磁电式传感器（3）外源型特点：通过带外电源的变换电路，才能获得有用的电量输出输入输出电源变换电路转换元件电磁感应定律：能量控制型线圈永久磁铁动铁芯（衔铁）11第11页，共14页，2022年，5月20日，16点36分，星期日四、传感器的分类电容式、电感式、热电式传感器位移、速度、温度传感器分类方法按输入物理量：按工作原理：按能量关系：按输出信号性质：按构成原理：按构成传感器的功能材料：按高新技术：能量转换型（有源传感器）能量控制型（无源传感器）模拟式、数字式传感器结构型、物性型传感器半导体传感器集成传感器、智能传感器仿生传感器、机器人传感器12第12页，共14页，2022年，5月20日，16点36分，星期日13第13页，共14页，2022年，5