传感器是一种检测装置,它能感受到被测量的信息,并能将感知到的信息按照1规则变换为电信号或其他所需形式的信息输出,从而满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求。
2.传感器的分类
目前对于传感器还没有统一的分类方法,但常用的有以下三种:
1,根据传感器的物理量分类,可以分为位移,力,速度,温度,流量,气体成分等传感器。
2.根据传感器的工作原理,可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。
3.按传感器输出信号的性质可分为: 输出为开关式传感器 (“1” 和 “0” 或 “开” 和 “关”); 输出为模拟式传感器; 输出为脉冲或代码式数字传感器。
关于传感器的分类:
1,根据测得的物理量点: 如: 力,压力,位移,温度,角度传感器等;
2.根据传感器的工作原理: 如: 应变传感器、压电传感器、压阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、光电式传感器等;
3.根据传感器转换能量的方式:
(1) 能量转换型: 如压电、热电偶、光电传感器等;
(2) 能量控制型: 如: 电阻、电感、霍尔等传感器,以及热敏电阻、光敏电阻、湿敏电阻等;
4,根据传感器的工作机理:
(1) 结构型: 如: 电感式、电容式传感器等;
(2) 物理类型: 如: 压电、光电、各种半导体传感器等;
5.根据传感器输出信号的形式:
(1) 模拟式: 传感器输出为模拟电压;
(2) 数字: 传感器输出是数字量,如编码器传感器。
3.传感器静态状态特征
传感器的静态特性是指传感器的输出与静态输入信号的输入之间的关系。由于此时的输入和输出都与时间无关,因此它们之间的关系,即传感器的静态特性,可以用不包含时间变量的代数方程来描述,或将输入用作横坐标,将相应的输出用作纵坐标。表征传感器静态特性的主要参数是: 线性度,灵敏度,分辨率和磁滞。
4.传感器的动态特性
所谓动态特性,是指传感器在输入变化时,其输出特性。实际上,传感器的动态特性通常通过其对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应很容易通过实验获得,并且其对标准输入信号的响应与对任何输入信号的响应之间存在一定的关系,而后者往往可以通过知道前者来推断。Chang使用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种,因此传感器的动态特性也用阶跃响应和频率响应表示。
5.传感器的线性度
通常,传感器的实际静态特性输出是曲线而不是直线。在实际工作中,为了使仪表具有均匀的刻度读数,常用拟合直线来近似表示实际的特性曲线,线性度 (非线性误差) 是这种近似的性能指标。
选择试衣线的方法有很多。例如,以与零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线; 或以与特征曲线上的点的偏差平方和的理论直线作为拟合直线,这被称为正方形拟合直线。
6的灵敏度。传感器
灵敏度是指传感器在稳态工作时输出变化 △ y与输入变化 △ x之比。
它是输出1输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间的关系是线性的,则灵敏度S是常数。否则,它将随输入量而变化。
灵敏度的维度是输出和输入的维度之比。例如,对于位移传感器,当位移变化1毫米时,输出电压变化200mV,其灵敏度应表示为200mV/mm。
当传感器的输出和输入相同时,灵敏度可以理解为放大系数。
提高了灵敏度,可以得到更高的测量精度。但是,灵敏度越高,测量范围越窄,稳定性越差。
分辨率为7。传感器
分辨率是指传感器感知被测微小变化的能力。也就是说,如果输入量从某个1个非零值缓慢变化。当输入变化值不超过某个1值时,传感器的输出不会发生变化,即传感器无法区分输入量的变化。只有当输入变化超过分辨率时,输出才会改变。
通常,传感器在满量程范围内各点的分辨率都不相同,因此,可以使输出在满量程中产生阶跃变化的输入的大变化值常用作测量分辨率的指标。如果以上指标以满量程的百分比表示,则称为分辨率。
8.电阻式传感器
电阻式传感器是将位移、变形、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转化为电阻值的1装置。主要有电阻应变式、压阻式、热阻式、热敏式、气敏式、湿敏式等电阻式传感器器件。
9.电阻应变计传感器
传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,即在外力作用下产生机械变形,使电阻值随之变化。电阻应变仪有两种主要类型: 金属和半导体。金属应变片分为金属线型、箔型和薄膜型。半导体应变片具有灵敏度高 (通常是线型和箔型的几十倍) 和横向效应小的优点。
10.压阻传感器
压阻传感器基于半导体材料在半通过扩散电阻在衬底上由导电材料制成的器件。基板可以直接用作测量传感器元件,并且扩散电阻器在基板中连接成桥形。当基板因外力而变形时,每个电阻值都会发生变化,电桥会产生相应的不平衡输出。
用于压阻式传感器的衬底 (或膜片) 材料主要是硅片和锗片。由硅片制成的硅压阻式传感器变得越来越重要,尤其是用于测量压力和速度。
XI.热电阻传感器
热电阻传感器主要利用电阻值随温度变化的特性来测量温度以及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的情况下,这种传感器比较适合。目前比较广泛的热阻材料有铂、铜、镍等,具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、温度范围宽、易加工等特点。用于测量-200 ℃ ~ 500 ℃ 范围内的温度。
十二、传感器的迟滞特性
滞后特性表征传感器的输出-1输入特性曲线在正向 (输入增加) 和反向 (输入减少) 行程之间不为1的程度,通常表示为两条曲线之间的大差值 △ max与满量程输出F·S的百分比。
迟滞可能是由传感器内部组件中存在的能量吸收引起的。
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