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第二章检测与传感器
概述
线位移检测传感器
角位移检测传感器
速度、加速度传感器
测力传感器
传感器的正确选择和使用
检测信号的采集与处理
概述
一、定义及分类:
1、定义:传感器是将力、温度、位移、速度等量转换成电信号的元件。“传感器技术是机电一体化的第一基础”
2、分类
按能量变换的功能分:
按输出的信号分:
物理传感器
化学传感器
计数型(二次型+计数型)
电压,电流型(热电偶,Cds电池)
电感,电容型(可变电容)
有接点型(微动开关,接触开关,
行程开关)
传感器
电阻型(电位器,电阻应变片)
非电量型
二值型
电量
无接点型(光电开关,接近开关)
模拟型
数字型
代码型(旋转编码器,磁尺)
二、传感器的基本特性
1. 传感器的静特性
传感器的静态特性是指当被测量处于稳定状态下,传感器的输入与输出值之间的关系。传感器静态特性的主要技术指标有:线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。
(1).线性度
传感器的线性度是指传感器实际输出—输入特性曲线与理论直线之间的最大偏差与输出满度值之比,即
二、传感器的基本特性
(2).灵敏度
传感器的灵敏度是指传感器在稳定标准条件下,输出量的变化量与输入量的变化量之比,即
(3).迟滞
传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程中,输出——输入特性曲线不重合的程度称为迟滞,迟滞误差一般以满量程输出的百分数表示
2. 传感器的动态特性
传感器能测量动态信号的能力用动态特性表示。动态特性是指传感器测量动态信号时,输出对输入的响应特性。传感器动态特性的性能指标可以通过时域、频域以及试验分析的方法确定,其动态特性参数如:最大超调量、上升时间、调整时间、频率响应范围、临界频率等。
二、传感器的基本特性
1. 新型传感器的开发
鉴于传感器的工作机理是基于各种效应和定律,由此启发人们进一步发现新现象、采用新原理、开发新材料、采用新工艺,并以此研制出具有新原理的新型物性型传感器,这是发展高性能、多功能、低成本和小型化传感器的重要途径。总之,传感器正经历着从以结构型为主转向以物性型为主的过程。
三、传感器的发展方向
2. 传感器的集成化和多功能化
随着微电子学、微细加工技术和集成化工艺等方面的发展,出现了多种集成化传感器。这类传感器,或是同一功能的多个敏感元件排列成线性、面型的阵列型传感器;或是多种不同功能的敏感元件集成一体,成为可同时进行多种参数测量的传感器;或是传感器与放大、运算、温度补偿等电路集成一体具有多种功能——实现了横向和纵向的多功能。
三、传感器的发展方向