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测试技术及其工程应用(钱苏翔)__第二章 常用传感器

第二章 常用传感器

一、知识要点及要求

(1)掌握常用传感器的分类方法；

(2)掌握常用传感器的变换原理；

(3)了解常用传感器的主要特点及应用。

二、重点内容及难点

(一)传感器的定义、作用与分类

1、定义：工程上通常把直接作用于被测量，能按一定规律将其转换成同种或别种量值输出的器件，称为传感器。

2、作用：传感器的作用就是将被测量转换为与之相对应的、容易检测、传输或处理的信号。

3、分类：传感器的分类方法很多，主要的分类方法有以下几种：

(1)按被测量分类，可分为位移传感器、力传感器、温度传感器等；

(2)按传感器的工作原理分类，可分为机械式、电气式、光学式、流体式等；

(3)按信号变换特征分类，可概括分为物性型和结构型；

(4)根据敏感元件与被测对象之间的能量关系，可分为能量转换型与能量控制型；

(5)按输出信号分类，可分为模拟型和数字型。

(二)电阻式传感器

1、分类：变阻式传感器和电阻应变式传感器。而电阻应变式传感器可分为金属电阻应变片式与半导体应变片两类。

2、金属电阻应变片式的工作原理：基于应变片发生机械变形时，其电阻值发生变化。金属电阻应变片式的的灵敏度Sg 1 2v。

3、半导体电阻应变片式的工作原理：基于半导体材料的电阻率的变化引起的电阻的变化。半导体电阻应变片式的的灵敏度Sg E。

(三)电感式传感器

1、分类：按照变换原理的不同电感式传感器可分为自感型与互感型。其中自感型主要包括可变磁阻式和涡电流式。

2、涡电流式传感器的工作原理：是利用金属体在交变磁场中的涡电流效应。

(四)电容式传感器

1、分类：电容式传感器根据电容器变化的参数，可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类。

2、极距变化型：灵敏度为S dC1 0A2，可以看出，灵敏度S与极距平方成反比，d

极距越小灵敏度越高。显然，由于灵敏度随极距而变化，这将引起非线性误差。

3、面积变化型：灵敏度为常数，其输出与输入成线性关系。但与极距变化型相比，灵敏度较低，适用于较大直线位移及角速度的测量。

4、介质变化型：可用来测量电介质的液位或某些材料的厚度、湿度和温度等；也可用于测量空气的湿度。

(五)压电式传感器

1、压电传感器的工作原理是压电效应。

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