【正文】 第 1章 傳感器的基本知識 2022/5/24 16 ? 日常生活中的電冰箱、洗衣機(jī)、電飯煲、音像設(shè)備、電動自行車、空調(diào)器、照相機(jī)、電熱水器、報警器等家用電器都安裝了傳感器； 第 1章 傳感器的基本知識 2022/5/24 17 ? 在醫(yī)學(xué)上，人體的體溫、血壓、心腦電波及腫瘤等的準(zhǔn)確診斷與監(jiān)控都需要借助各種傳感器來完成。傳感器被稱為機(jī)器人的“ 電五官 ” 。 ?在利用信息的過程中，首先要解決的問題就是 獲取可靠、準(zhǔn)確信息 ， 所以傳感器精度的高低直接影響計算機(jī)控制系統(tǒng)的精度，可以說沒有性能優(yōu)良的傳感器，就沒有現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展。 ?非電量需要轉(zhuǎn)化成與其有一定關(guān)系的電量，再進(jìn)行測量， 實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換技術(shù)的器件就是 傳感器 。 第 1章 傳感器的基本知識 2022/5/24 5 電量和非電量 ?表征物質(zhì)特性及運(yùn)動形式的參數(shù)很多，根據(jù)物質(zhì)的電特性，可分為 電量和非電量 兩類。人們?yōu)榱藦耐饨绔@得信息，必須借助于感覺器官。 ? 人的“五官” ——眼、耳、鼻、舌、皮膚 分別具有 視、聽、嗅、味、觸覺 等直接感受周圍事物變化的功能，人的 大腦 對“五官”感受到的信息進(jìn)行 加工、處理 ，從而調(diào)節(jié)人的行為活動。 ?電量 ——一般是指物理學(xué)中的電學(xué)量，例如電壓、電流、電阻、電容及電感等； ?非電量 ——則是指除電量之外的一些參數(shù)，例如壓力、流量、尺寸、位移量、重量、力、速度、加速度、轉(zhuǎn)速、溫度、濃度及酸堿度等等。 ?傳感器是獲取自然或生產(chǎn)中信息的關(guān)鍵器件，是現(xiàn)代信息系統(tǒng)和各種裝備不可缺少的信息采集工具。 返回本章目錄 第 1章 傳感器的基本知識 2022/5/24 8 傳感器的應(yīng)用與發(fā)展 ? 傳感器幾乎滲透到所有的技術(shù)領(lǐng)域。 第 1章 傳感器的基本知識 2022/5/24 9 ?在航空、航天技術(shù)領(lǐng)域，僅 阿波羅 10號飛船 就使用了 數(shù)千個傳感器 對 3295個測量參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。 第 1章 傳感器的基本知識 2022/5/24 18 ? 當(dāng)今信息時代，隨著電子計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，自動檢測、自動控制技術(shù)顯露出非凡的能力，傳感器是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。 第 1章 傳感器的基本知識 2022/5/24 19 傳感器的定義與組成 傳感器的定義 ? “ 能感受（或響應(yīng)） 規(guī)定的被測量 并按照 一定的規(guī)律 轉(zhuǎn)換成 可用輸出信號 的器件或裝置 ” 。 將敏感元件感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量的電信號 把轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號變換為便于處理、顯示、記錄、控制和傳輸?shù)目捎秒娦盘? 敏感元件 轉(zhuǎn)換元件 電源 傳感器的組成 ?并 不是 所有的傳感器必須 包括敏感元件和轉(zhuǎn)換元件 。 返回本章目錄 第 1章 傳感器的基本知識 2022/5/24 21 傳感器的分類 常用的分類方法有兩種： ?一種是按被測輸入量來分 . ?另一種是按傳感器的工作原理來分 . 第 1章 傳感器的基本知識 2022/5/24 22 按被測物理量分類 ? 這一種方法是根據(jù) 被測量的性質(zhì) 進(jìn)行分類，如溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、流量傳感器、液位傳感器、力傳感器、加速度傳感器及轉(zhuǎn)距傳感器等。了解基本被測量和派生被測量的關(guān)系，對于系統(tǒng)使用何種傳感器是很有幫助的。 ?這種分類的 優(yōu)點 是對傳感器的工作原理表達(dá)的比較清楚，而且類別少，有利于傳感器專業(yè)工作者對傳感器進(jìn)行深入的研究分析。 電感式傳感器 ——利用 改變磁路幾何尺寸、磁體位置來改變電感或互感的 電感量或壓磁效應(yīng)原理制成的。 ?磁學(xué)式傳感器的主要用于位移、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)的測量。 第 1章 傳感器的基本知識 2022/5/24 28 4. 電勢型傳感器 ?電勢型傳感器是利用 熱電效應(yīng)、光電效應(yīng)及霍耳效應(yīng) 等原理而制成。 （動態(tài)力測量） 第 1章 傳感器的基本知識 2022/5/24 30 6. 半導(dǎo)體型傳感器 ?半導(dǎo)體型傳感器是利用 半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)、電磁效應(yīng)及半導(dǎo)體與氣體接觸產(chǎn)生物質(zhì)變化等原理而制成 。 第 1章 傳感器的基本知識 2022/5/24 32 8. 電化學(xué)式傳感器 ?電化學(xué)式傳感器是 以離子導(dǎo)電原理為基礎(chǔ)而制成 。數(shù)字式傳感器輸出為數(shù)字量，便于與計算機(jī)聯(lián)用，且抗干擾性較強(qiáng)，例如盤式角度數(shù)字傳感器，光柵傳感器等。 （ 2）第一級修飾語 ——被測量，包括修飾被測量的定語。 ? 本命名法在有關(guān)傳感器的 統(tǒng)計表格、圖書索引、檢索以及計算機(jī)漢字處理 等特殊場合使用。 例 1 1～ 3500kPa放大型應(yīng)變式絕對壓力傳感器； 例 2 177。四部分代號格式為： 在被測量、轉(zhuǎn)換原理、序號三部分代號之間有連字符“ ”連接。 靜態(tài)特性 被測量不隨時間變化或隨時間變化 緩慢時輸入與輸出間的關(guān)系。 ?端點連線法簡單直觀，應(yīng)用比較廣泛，但沒有考慮所有測量數(shù)據(jù)的分布， 擬合精度較低。 m a x.100%RFSey?? ? ??不重復(fù)性主要由傳感器的機(jī)械部分的磨損、間隙、松動、部件的內(nèi)摩擦、積塵、電路老化、工作點漂移等原因產(chǎn)生。因此一般按 標(biāo)準(zhǔn)偏差 來計算重復(fù)性誤差，其表達(dá)式為 : m a x.( 2 3 ) 100%RFSey?? ? ??標(biāo)準(zhǔn)偏差常用貝塞爾公式計算 21()1niiiyyn? ?????全部校準(zhǔn)點正、反行程輸出值的標(biāo)準(zhǔn)偏差中最大值 某校準(zhǔn)點的輸出值 在第個校準(zhǔn)點上輸出量的平均值 測量次數(shù) 第 1章 傳感器的基本知識 2022/5/24 49 4. 遲滯現(xiàn)象 ? 遲滯現(xiàn)象 傳感器在 正向行程(輸入量增大 )和 反向行程 (輸入量減小 )期間 ， 輸出 —輸入特性曲線不一致的程度 ，如圖 1—6所示。實際上傳感器的特性曲線并不是十分平滑，而是呈階梯形變化的，如圖 17所示。 ?第 1章 傳感器的基本知識 2022/5/24 51 ?對于數(shù)字儀表而言，指示數(shù)字的最后一位數(shù)字所代表的值就是它的分辨力。 第 1章 傳感器的基本知識 2022/5/24 52 6. 穩(wěn)定性 ?穩(wěn)定性有 短期穩(wěn)定性 和 長期穩(wěn)定性 之分。 零點漂移 靈敏度漂移 漂移 時間漂移 指在規(guī)定的條件下，零點 或靈敏度隨時間的緩慢變化 溫度漂移 環(huán)境溫度 變 而引起的零點或 靈敏度的變化 溫度漂移 時間漂移 第 1章 傳感器的基本知識 2022/5/24 54 8. 測量范圍和量程 ? 傳感器所能測量的 最大被測量 （輸入量）的數(shù)值稱為 測量上限 ， 最小被測