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《传感器与检测技术》总结

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班级：14-11

传感器与检测技术

这学期通过学习《传感器与检测技术》，懂得了很多，以下是我对这本书的总结。第一章概述

传感器的作用是：传感器是各种信息的感知、采集、转换、传输和处理的功能器件，具有不可替代的重要作用。

传感器的定义:能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。

传感器的组成：被测量量---敏感元件---转换元件----基本转换电路----电量输出

传感器的分类：按被测量对象分类（内部系统状态的内部信息传感器｛位置、速度、力、力矩、温度、导演变化｝、外部环境状态的外部信息传感器｛接触式［触觉、滑动觉、压觉］、非接触式［视觉、超声测距、激光测距）；按工作机理分类（结构型｛电容式、电感式｝、物性型｛霍尔式、压电式｝）；按是否有能量转换分类（能量控制型［有源型］、能量转换型［无源型］）；按输出信号的性质分类（开关型［二值型］｛接触型［微动、行程、接触开关］、非接触式［光电、接近开关］｝、模拟型｛电阻型［电位器、电阻应变片］，电压、电流型［热电偶、光电电池］，电感、电容型［电感、电容式位置传感器］｝、数字型｛计数型［脉冲或方波信号+计数器］、代码型［回转编码器、磁尺］｝）。

传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系。当输入量为常量，或变化极慢时，称为静态特性；输出量对于随时间变化的输入量的响应特性，这一关系称为动态特性，这一特性取决于传感器本身及输入信号的形式。可以分为接触式环节（以刚性接触形式传递信息）、模拟环节（多数是非刚性传递信息）、数字环节。动态测量输入信号的形式通常采用正弦周期（在频域内）信号和阶跃信号（在时域内）。

传感器的静态特性：线性度（以一定的拟合直线作基准与校准曲线比较

8广四叫X100%

Y ）、迟滞、重复性、灵敏度（K0=AY/AX=输出变化量/输入变化量

=k1k2???kn）和灵敏度误差（rs=^K0/K0X100%、稳定性、静态测量不确定性、其他性能参数：温度稳定性、抗干扰稳定性。

传感器的动态特性：传递函数、频率特性（幅频特性、相频特性）、过渡函数。

0阶系统：静态灵敏度；一阶系统：静态灵敏度，时间常数；二阶系统：静态灵敏度，时间常数，阻尼比。

传感器的标定：通过各种试验建立传感器的输入量与输出量之间的关系，确定传感器在不同使用条件下的误差关系。国家标准测力机允许误差土0.001%，省、部一级计量站允许误差土0.01%，市、企业计量站允许误差土0.1%，三等标准测力机、传感器允许误差±（0.3?0.5）%，工程测试、试验装置、测试用力传感器允许误差±1%。分为静态标定和动态标定。

第二章位移检测传感器

测量位移常用的传感器有电阻式、电容式、涡流式、压电式、感应同步器式、磁栅式、光电式。参量位移传感器是将被测物理量转化为电参数，即电阻、电容或电感等。发电型位移传感器是将被测物理量转换为电源性参量，如电动势、电荷等。属于能量转换型传感器，这类传感器有磁电型、压电型等。

电位计的电阻元件通常有线绕电阻、薄膜电阻、导塑料（即有机实心电位计）等。电位计结构简单，输出信号大，性能稳定，并容易实现任意函数关系。其缺点是要求输入能量大，电刷与电阻元件之间有干摩擦，容易磨损，产生噪声干扰。

Rx=~TX=KRX

线性电位计的空载特性： 1 ，KR----电位计的电阻灵敏度（Q/m）。电

u=叽=Kx

0 u

位计输出空载电压为I ,Ku------电位计的电压灵敏度（V/m）。

— —

电容式传感器的基本原理： 5 55、S和8r中的某一项或几项有变化时，

就改变了电容C0,5或S的变化可以反映线位移或角位移的变化，也可以间接反映压力、加速度等的变化；er的变化则可反映液面高度、材料厚度等的变化。80=8.85X10-12F/m。

TOC\o"1-5"\h\zv AC招 AC A8

K————质——— ———

a.变极距型电容位移传感器的灵敏度为 A5 5050, C0 50 ；b.变极板面积型电

2双(/-x) xACx0

C= —C0-C0—

c.变介质型电容式位移传感器容位移传感器 lnRb/Ra l,C0 l兀

c.变介质型电容式位移传感器

C—————

d-5+5/弓，其中80为真空介电常数（空气介电常数e1=e0）er为介质的相对

介电常数，弓—8/80，8为介质的介电常数；d.容栅式电容位移传感器

八 8ab 8以(R-R-r-r)

，其中n为可动容栅的栅极数，a、b分别为栅极的宽度C川遂—^F=

，其中n为可动容栅的栅极数，a、b分别为栅极的宽度

宽度和长度，a