传感器复习总结资料.doc

2电阻式传感器

电阻式传感器的种类繁多，应用广泛，其基本原理是将被测物理量的变化转换成电阻值的变化，再经相应的测量电路而最后显示被测量值的变化。

电阻式传感器与相应的测量电路组成的测力、测压、称重、测位移、测加速度、测扭矩、测温度等测试系统。目前己成为生产过程检测以及实现生产自动化不可缺少的手段之一。

2.1电位器式传感器

电位器是一种常用的机电元件，广泛应用于各种电器和电子设备中。它主要是一种把机械的线位移或角位移输入量转换为与它成-定函数关系的电阻或电压输出的传感元件来使用。它们主要用于测量压力、高度、加速度等各种参数。

电位器式传感器具有一系列优点，如结构简单、尺寸小、重量轻、精度高、输出信号大、性能稳定并容易实现任意函数。其缺点是要求输入能量大，电刷与电阻元件Z间容易磨损。

电位器的种类很多，按其结构形式不同，可分为线绕式、薄膜式、光电式等；按特性不同，可分为线性电位器和非线性电位器。目前常用的以单圈线绕电位器居多。

空载特性（输出端不接负载或负载为无穷大）

上面讨论的电位器空载特性相当于负载开路或为无穷大时的情况,而一般情况下，电位器接有负载，接入负载时的特性为负载特性，负载特性相对于空载特性的偏差称为电位器的负载误差, 对于线性电位器负载误差即是其非线性误差。

电位器式传感器应用举例

膜盒电位器式压力传感器测小位移传感器电位器式加速度传感器

1.惯性质量;

2.片弹簧；

3.电位器；

4.电刷；

5.阻尼器；

6.壳体。

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2.2应变片式传感器

问题：

1.什么是应变？什么是应变片？

2.应变片式传感器是把哪一个非电量转换成电量呢？转换成什么电量呢？如何转换的呢？它们之I'可的关系是什么呢？

电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应，即在导体产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。

敏感栅由金属细丝绕成栅形，实现应变一电阻转换的传感元件。

基底和盖片的作用是保持敏感栅和引线的几何形状和相

对位置，并且有绝缘作用。一般为厚度0.02〜0.05mm的环氧

树脂，酚醛树脂等胶基材料。

引线作用：连接敏感栅和外接导线。

粘结剂作用：将敏感栅固定于基片上，并将盖片与基底粘结在一起；使用时，用粘结剂将应变片粘贴在试件的某一方向和位置，以便感受试件的应变。

电阻应变片主要特性

灵敏系数

横向效应

机械滞后，零漂及蠕变

温度效应

应变极限、疲劳寿命

动态响应特性

应变片式电阻传感器的应用举例：应变式力传感器｛主要用途：作为各种电子称与材料试验机的测力元件、发动机的推力测试、水坝坝体承载状况监测等。｝应变式压力传感器｛主要用来测量流动介质的动态或静态压力｝应变式扭矩传感器

应变式加速度传感器

2・36 测量原理：将传感器壳体与被测对象刚性连接, 当被测物体以加速度a 运动时，质量块受到一个与加速度方向相反的惯性力作用，使悬臂梁弯曲，该弯曲被粘贴在悬臂梁上的应变片感受到并随之产生应变，从而使应变片的电阻发生变化。电阻的变化引起应变片组成的桥路出现不平衡，从而输出电压，即可得出加速度a值的大小。

应变片能将应变直接转换成电阻的变化。其他物理量（力、压力、加速度等），需先将这些量转换成应变一弹性元件应变式传感器的组成：弹性元件、应变片、附件（补偿元件、保护罩等）3电感式传感器

将被测非电量如位移、压力、流量、振动等转换成线圈自感L或互感M的变化，再由转换电路转换为电压或电流的变化输出，实现由非电量到电量的转换，这种装置称为电感式传感器。

' 自感式

按转换原理分:

互感式

电涡流式

（压磁式

自感式传感器

自感式传感器的工作原理: 被测体与衔铁相连，被测体的运动引起衔铁移动，气隙长度或相对面积发生相应改变，从而导致电感线圈的自感变化，因此只要能测出这种电感暈的变化，就能确定衔铁位移的大小和方向。

结构：由线圈、铁芯A和衔铁B三部分组成。在铁芯和衔铁之间保持距离自感式传感器又可分为变气隙（长度）型的传感器和变气隙截面型的传感器。

自感式传感器有如下几个特点:

①灵敏度比较好，目前可测0.lum的直线位移，输出信号比较大,信噪比较好；

②测量范围比较小，适用于测量较小位移；

③存在非线性；

④消耗功率较大，尤其是单极式电感传感器，这是由于它有较大的电磁吸力的缘故；

⑤工艺要求不高，加工容易。

应用

变压器式（互感式）传感器

工作原理

变压器式传感器是将非电量转换为线圈间互感M的一种磁电机构，很像变压器的工作原理, 因此常称变压器式传感器。这种传感器多采用差分形式。

改变方式;与自感一致

J变气隙式

（变面积式

变压器式传感器的应用举例

差分变压器式位移传感器，微压传感器

图为微压力传感器的结构示意图。无压力时，膜盒处于初始状态，衔铁位于线圈的屮部，输出电压为零。当被测压力输入膜盒后，推动衔铁移动，从而使差动变压器输出正比于被测压力的电压。差动变压器式加速度传感器

涡流式传感器工作过程：被测导体变化电涡流变化感应磁场变化

线圈等效阻抗变化

涡流效应:根据电磁感应定律，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内将产生呈漩涡状流动的感应电流，称之为电涡流或涡流。这种现象称为涡流效应

由此可见，被测量变化可以转换成传感器线圈的等效阻抗乙等效电感L的变化。通过转换电路可把这些参数转换为电压或电流输出。

电涡流式传感器由于具有测量范围大，灵敏度高，结构简单，抗干扰能力强，可以实现非接触式测量等优点，被广泛地应用于工业生产和科学研究的各个领域，可以用来测量位移、振幅、尺寸、厚度、热膨胀系数、轴心轨迹和金属件探伤等。

压磁式传感器

工作原理

某些铁磁物质在外界机械力的作用下，其内部产生机械应力，从而引起磁导率的改变，这种现象称为“压磁效应”。

相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生变形，有些材料（如Fe）在磁场方向会伸长，有些材料（如Ni）在磁场方向会压缩，这种现象称为“磁致伸缩”，前者称为“正磁致伸缩”，后者称为“负磁致伸缩”

电容式传感器

电容式传感器是以各种类型的电容器作为传感元件,将待测物理量的变化转变为电容的变化。（平行板电容器和圆柱形电容器）