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傳感器基礎知識

時間:2011-01-12 17:45:37來源:原創(chuàng) 作者:admin 點擊:

傳感器基礎知識

一、傳感器的定義本文由www.ytjinfuren.com整理提供,部分內容來源于網絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正。

  國家標準GB7665-87對傳感器下的定義是:“能感受規(guī)定的被測量并的規(guī)律轉換成信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將檢測感受到的信息,按規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。本文由www.ytjinfuren.com整理提供,部分內容來源于網絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正。

  二、傳感器的分類

  目前對傳感器尚無一個統(tǒng)一的分類方法,但比較常用的有如下三種:

  1、按傳感器的物理量分類,可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等傳感器

  2、按傳感器工作原理分類,可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。

  3、按傳感器輸出信號的性質分類,可分為:輸出為開關量(“1”和"0”或“開”和“關”)的開關型傳感器;輸出為模擬型傳感器;輸出為脈沖或代碼的數字型傳感器。

  三、傳感器的靜態(tài)特性

  傳感器的靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號,傳感器的輸出量與輸入量所具有關系。輸入量和輸出量都和時間無關,的關系,即傳感器的靜態(tài)特性一個不含時間變量的代數方程,或以輸入量作橫坐標,把與其對應的輸出量作縱坐標而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數有:線性度、靈敏度、分辨力和遲滯等。

  四、傳感器的動態(tài)特性

  所謂動態(tài)特性,是指傳感器在輸入變化時,它的輸出的特性。在工作中,傳感器的動態(tài)特性常用它對某些標準輸入信號的響應來表示。這是傳感器對標準輸入信號的響應用實驗方法求得,并且它對標準輸入信號的響應與它對任意輸入信號的響應存在的關系,往往知道了前者就能推定后者。最常用的標準輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種,傳感器的動態(tài)特性也常用階躍響應和頻率響應來表示。

  五、傳感器的線性度

  通常下,傳感器的靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在工作中,為使儀器|儀表具有均勻刻度的讀數,常用一條擬合直線近似地代表的特性曲線、線性度(非線性誤差)近似程度的一個性能指標。
擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點相連的理論直線擬合直線;或將與特性曲線上各點偏差的平方和為最小的理論直線擬合直線,此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。

  六、傳感器的靈敏度

  靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)工作下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值。

  它是輸出一輸入特性曲線的斜率。傳感器的輸出和輸入顯線性關系,則靈敏度S是一個常數。否則,它將隨輸入量的變化而變化。

  靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如,某位移傳感器,在位移變化1mm時,輸出電壓變化為200mV,則其靈敏度應表示為200mV/mm。

  當傳感器的輸出、輸入量的量綱相,靈敏度可理解為放大倍數。
提高靈敏度,可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高,測量范圍愈窄,穩(wěn)定性也往往愈差。

  七、傳感器的分辨力

  分辨力是指傳感器感受到的被測量的最小變化的能力。也說,輸入量從某一非零值緩慢地變化。當輸入變化值未超過某一數值時,傳感器的輸出不會發(fā)生變化,即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當輸入量的變化超過分辨力時,其輸出才會發(fā)生變化。

  通常傳感器在滿量程范圍內各點的分辨力并不常用滿量程中能使輸出量產生階躍變化的輸入量中的最大變化值衡量分辨力的指標。上述指標若用滿量程的百分比表示,則稱為分辨率。

  八、電阻式傳感器

  電阻式傳感器是將被測量,如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件。

  九、電阻應變式傳感器

  傳感器中的電阻應變片具有金屬的應變效應,即在外力作用下產生機械形變,從而使電阻值隨之發(fā)生相應的變化。電阻應變片主要有金屬和半導體兩類,金屬應變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導體應變片具有靈敏度高(通常是絲式、箔式的幾十倍)、橫向效應小等優(yōu)點。

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