智能网联汽车传感器技术 课件

2023传感器认知烟台汽车工程职业学院李晓艳1.传感器的概念目录CONTENTS2.传感器的分类3.传感器的特性传感器认知激光传感器液位传感器汽车离合器传感器霍尔效应旋转传感器汽车传感器汽车传感器传感器定义国家标准GB7665-87：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置。传感器一般是由敏感元件、转换元件和其他辅助元件组成，有时也将信号调节与转换电路及辅助电源作为传感器的组成部分。敏感元件或单元转换元件被测量信号调节与转换电路电量辅助电源传感器结构示意图传感器定义敏感元件或单元转换元件信号调节与转换电路被测量电量辅助电源敏感元件指直接感受被测量（一般为非电量），并输出与被测量成确定关系的其他量（一般为电量）的元件。如应变式压力传感器的弹性膜片就是敏感元件，它的作用是将压力转换成膜片的变形传感器定义敏感元件或单元转换元件信号调节与转换电路被测量电量辅助电源转换元件指传感器中能将敏感元件感受（或响应）的被测量转换成适合于传输和（或）测量的电信号部分。当输出为规定的标准信号时，则一般称为变送器，又称转换器，一般情况下不直接接受被测量，而是将敏感元件输出的量转换为电量输出的元件。如应变式压力传感器的应变片，它的作用是将弹性膜片的变形转换为电阻值的变化。传感器定义敏感元件或单元转换元件信号调节与转换电路被测量电量辅助电源信号调节与转换电路一般是指能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理和控制的有用电信号的电路，信号调节与转换的电路选择要视传感元件的类型而定，常用电路有信号放大器电桥、振荡器、阻抗变换器等。传感器分类按用途进行分类压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器。按原理进行分类振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。按输出进行分类模拟传感器、数字传感器、膺数字传感器、开关传感器。传感器分类按工艺进行分类集成传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、陶瓷传感器。按测量目进行分类物理型传感器、化学型传感器、生物型传感器。按作用进行分类主动型传感器、被动型传感器按构成进行分类基本型传感器、组合型传感器、应用型传感器。传感器的特性传感器一般将各种信息量(物理量、化学量、生物量)转换为电量，描述这种转换的输入与输出关系表达了传感器的基本特性，有静态、动态之分。静态特性是指当输入量为常量或变化极慢时，即被测量各个值处于稳定状态时的输入输出关系。动态特性是指当输入量随时间变化的响应特性。传感器的静态特性（1）线性度：线性度也称非线性误差。指传感器的输出与输入之间关系的线性程度，即实际特性曲线与拟合直线（也称理论直线）之间的最大偏差与传感器满量程输出的百分比。理论上希望传感器具有理想的线性化输入输出关系，实际上传感器大多为非线性。传感线性度示意图传感器的静态特性（2）迟滞：传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程中输入输出特性曲线不重合的现象。一般希望迟滞越小越好。传感器迟滞示意图传感器的静态特性（3）重复性：重复性是指传感器在输入按同一方向作全量程连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度。（4）灵敏度：指到达稳定工作状态时输出变化量与引起此变化的输入变化量之比。传感器重复度示意图传感器的静态特性（5）分辨力：指传感器能检测到的最小的输入增量，可用绝对值表示，也可用与满量程的百分数表示。（6）稳定性和漂移：稳定性一般指经过一段时间后，传感器的输出量和初识标定时的输出量之间的差值。漂移指在外界干扰下，输出量出现与输入量无关的变化，有时间漂移和温度漂移等多种。传感器的动态特性动态特性是指检测系统的输入为随时间变化的信号时，系统的输出与输入之间的关系特性。设计传感器时，要根据其动态性能要求与使用条件选择合理的方案和确定合适的参数。使用传感器时，要根据其动态性能要求与使用条件确定合适的使用方法，同时对给定条件下的传感器动态误差作出估计。动态特性是传感器性能的重要指标，在测量随时间变化的参数时，只考虑静态性能指标是不够的，还要注意其动态性能指标，如一阶传感器动态性能指标有稳态误差和时间常数等。