主要重点讲解了应变片的工作原理、电桥电路、应用举例

传感器的 基本知识

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§2-1 传感器的基本概念一、传感器的作用与地位

传 感 器 的 作 用人体与机器的对应关系Zhenzhou Science & Technology University

人 体 系 统

外 界

感 官

人 脑

肢 体

信息 传感器 计算机 执行器―机电五官” 机 器 系 统

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五官与传感器

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传感器的作用总结

从外界获取信息的“感觉器官延伸” , “电脑”的“电五官”. 传感器是利用各种物理效应、化学效应(或反应) 以及生物效应实现非电量到电量转换的装置或器件。

传感器的作用可包括信息的收集、信息数据的交 换及控制信息的采集。“没有传感器技术就没有现代科学技术”的观点

现在已为全世界所公认。科学技术越发、自动 化程度越高，对各种传感器的需求越大…

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§2-1 传感器的基本概念二、传感器的定义

能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。四层含义： (1)传感器是一种测量器件或装置 发电机是不是传感器？ 测速发电机、发电机测速传感器 物理量 (2)“规定的被测量”:非电量 化学量 生物量 电量Zhenzhou Science & Technology University

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能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。(3)“可用输出信号” 把外界非电量信息转换成与之有确定对应关系 的电量输出的器件或装置。—— 非电量电测技术 把外界信息按一定规律转换成电信号输出的器件。 (4)“转换”:传感器、变换器、变送器、换能器、 转换器、探测器工业测 量 标准输出 信号

能量转 换

转换效 率Zhenzhou Science & Technology University

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§2-1 传感器的基本概念三、传感器的组成被 测 非电量 敏感 有 用 有用 非电量 传感 电 量

元件

元件

信号调节 电 量 转换电路

辅助电源

敏感元件：能直接感受与检出被测量的部分。

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§2-1 传感器的基本概念三、传感器的组成被 测 非电量 敏感 有 用 有用 非电量 传感 电 量

元件

元件

信号调节 电 量 转换电路

辅助电源

转换元件： 能将敏感元件所感受出的信息直接转 换成电信号的部分。 例：电阻应变片(应变---电阻)、热电阻Zhenzhou Science & Technology University

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§2-1 传感器的基本概念三、传感器的组成被 测 非电量 敏感 有 用 有用 非电量 传感 电 量

元件

元件

信号调节 电 量 转换电路

辅助电源

把转换元件输出的电信号变换成 信号调节电路：为便于记录、显示、处理和控制

的有用信号的电路。Zhenzhou Science & Technology University

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§2-1

传感器的基本概念三、传感器的组成被 测 非电量 敏感 有 用 有用 非电量 传感 电 量

元件

元件

信号调节 电 量 转换电路

辅助电源

信号调节转换电路又称“信号调理电路” 或 “测量电路”。 例：电桥、放大器、振荡器、阻抗变换器、脉 冲调宽电路等。Zhenzhou Science & Technology University

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§2-1 传感器的基本概念三、传感器的组成被 测 非电量 敏感 有 用 有用 非电量 传感 电 量

元件

元件

信号调节 电 量 转换电路

辅助电源

辅助电源：交、直流供电系统。

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§2-1 传感器的基本概念四、传感器的分类

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§2-1 传感器的基本概念四、传感器的分类

3)按信号变换特征分类 结构型传感器 例：电容式传感器 利用物理学的定律 性能与材料关系不大(无关) 被测量→结构、几何尺寸改变 物性型传感器 例：热敏电阻 利用材料的某种物理(物化、生物)属性 性能与材料有关、与结构无关

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§2-1 传感器的基本概念四、传感器的分类

能量转换型(自源型、带激励源型) 能量控制型(外源型)

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自源型能量角度 带激励源型

能量转换型 有源型 能量控制型 无源型输入 输出

外源型 (1)自源型特点：不需要外能源， 输出电量较弱

转换元件

例1-3:热电偶传感器① T

A

② T’

B

温度场的能量(热量)

电量

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(2)带激励源型特点：不需要变换电路，有较大电量输出

输入

转换元件

输出

辅助能源

例1-4 霍尔电磁感应式传感器z x y

B A

Id

L D

C Bb

UH KH I B RH I B d被测量：磁场 辅助能源：激励电流

UH