传感器与检测技术(重点知识点总结) (2)

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传感器与检测技术第二知识点总结

传感器与检测技术第二知识点总结

、电阻式传感器1) 电阻式传感器的 原理:将被测量转化为传感器 电阻值的变化,并加上测量电路。

2) 主要的种类:电位器式、 应变式、热电阻、热敏电阻 应变电阻式传感器1) 应变:在外部作用力下发生形变的现象。

2) 应变电阻式传感器:利用电阻应变片将应变转化为电阻值的变化a. 组成:弹性元件+电阻应变片b. 主要测量对象:力、力矩、压力、加速度、重量。

c.原理:作用力使弹性元件形变发生应变或位移应变敏感元件电阻值变化通过测量电路变成电压等 点的输出。

PL3) 电阻值:R(电阻率、长度、截面积)。

A4) 应力与应变的关系: 打二E ;(被测试件的应力=被测试件的材料弹性模量 *轴向应变)应注意的问题:a. R3=R4;b. R1与R2应有相同的温度系数、线膨胀系数、应变灵敏度、初值; c. 补偿片的材料一样,个参数相同; d.工作环境一样;、电感式传感器1) 电感式传感器的 原理:将输入物理量的变化转化为线圈 自感系数L 或互感系数 M 的变化 2) 种类:变磁阻式、变压器式、电涡流式。

3) 主要测量 物理量:位移、振动、压力、流量、比重。

变磁阻电感式传感器1) 原理:衔铁移动导致气隙变化导致电感量变化,从而得知位移量的大小方向。

点 八、、5) 应力与力和受力面积的关系:二(应力) F(力)2)自感系数公式: 2N 4((磁导率)Ao (截面积)L二2;(气隙厚度)3) 种类:变气隙厚度、变气隙面积4) 变磁阻电感式传感器的灵敏度取决于工作使得当前厚度。

5) 测量电路:交流电桥、变压器式交变电桥、谐振式测量电桥。

P566)应用:变气隙厚度电感式压力传感器(位移导致气隙变化导致自感系数变化导致电流变化)差动变压器电感式传感器 1) 原理:把非电量的变化转化为互感量的变化。

2) 种类:变隙式、变面积式、螺线管式。

3)测量电路:差动整流电路、相敏捡波电路。

电涡流电感式传感器1) 电涡流效应:块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中做切割磁感线的运动,磁通变化,产生电动 势,电动势将在导体表面形成闭合的电流回路。

传感器与检测技术重点知识点总结

传感器与检测技术重点知识点总结

传感器与检测技术重点知识点总结传感器是一种能够感知、收集并转换物理量或化学量等信息的装置。

它广泛应用于各个行业和领域,如工业生产、环境监测、医疗设备、汽车等。

以下是传感器与检测技术的一些重点知识点总结。

1.传感器的基本原理-传感器是通过感知或测量物理量或化学量等信息,并将其转化为可用的电信号输出。

-常见的物理量包括温度、压力、湿度、光照强度、流量等;化学量包括气体浓度、pH值等。

-传感器的工作原理包括电学、热学、光学、化学以及机械等不同的原理。

-传感器的输出信号可以是电压、电流、频率、电阻等形式。

2.传感器的分类-按照感知的物理量或化学量的不同,传感器可以分为温度传感器、压力传感器、光敏传感器、流量传感器等。

-按照测量原理的不同,传感器可以分为电阻传感器、电容传感器、电感传感器、化学传感器等。

-按照输出信号类型的不同,传感器可以分为模拟输出传感器和数字输出传感器。

3.传感器的特性与参数-灵敏度:传感器响应物理量变化的能力,它决定了传感器的测量范围和分辨率。

-精度:传感器测量值与真实值之间的偏差,包括系统误差、随机误差等。

-响应时间:传感器从感知到输出响应所需的时间。

-可靠性:传感器在一定环境条件下长时间稳定工作的能力。

-线性度:传感器输出信号与输入物理量之间的线性关系。

-温度影响:传感器在不同温度下性能的稳定性。

-零点漂移:在长时间使用过程中,传感器输出信号发生的零点偏移。

-跨度漂移:在长时间使用过程中,传感器输出信号的量程偏移。

-电磁兼容性:传感器在干扰条件下的工作能力。

4.传感器的应用领域-工业生产:用于监测和控制工艺过程中的温度、压力、流量等参数,提高生产效率和质量。

-环境监测:用于监测大气污染、水质污染、噪声等环境参数,保护生态平衡和人类健康。

-汽车行业:用于汽车发动机的温度、压力、氧气浓度等参数的监测和控制,提高汽车性能和安全性。

-医疗设备:用于监测病人的体温、心率、血压等生理参数,辅助医疗诊断和治疗。

传感器与检测技术(重点知识点总结)

传感器与检测技术(重点知识点总结)

传感器与检测技术知识总结1:传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。

一、传感器的组成2:传感器一般由敏感元件,转换元件及基本转换电路三部分组成。

①敏感元件是直接感受被测物理量,并以确定关系输出另一物理量的元件(如弹性敏感元件将力,力矩转换为位移或应变输出)。

②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数(电阻,电感,电容)及电流或电压等电信号。

③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输,处理的电量。

二、传感器的分类1、按被测量对象分类(1)内部信息传感器主要检测系统内部的位置,速度,力,力矩,温度以及异常变化。

(2)外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态,它有相对应的接触式(触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器)和非接触式(视觉传感器、超声测距、激光测距)。

2、传感器按工作机理(1)物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的(主要有:光电式传感器、压电式传感器)。

(2)结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的(主要有①电感式传感器;②电容式传感器;③光栅式传感器)。

3、按被测物理量分类如位移传感器用于测量位移,温度传感器用于测量温度。

4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。

5、按传感器能量源分类(1)无源型:不需外加电源。

而是将被测量的相关能量转换成电量输出(主要有:压电式、磁电感应式、热电式、光电式)又称能量转化型;(2)有原型:需要外加电源才能输出电量,又称能量控制型(主要有:电阻式、电容式、电感式、霍尔式)。

6、按输出信号的性质分类(1)开关型(二值型):是“1”和“0”或开(ON)和关(OFF);(2)模拟型:输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量,其输入/输出可线性,也可非线性;(3)数字型:①计数型:又称脉冲数字型,它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比;②代码型(又称编码型):输出的信号是数字代码,各码道的状态随输入量变化。

传感检测技术知识点总结(仅供参考)

传感检测技术知识点总结(仅供参考)

《传感与检测技术》考试总结第一章:概论(P1)1.1 静态特性(P6):在稳态信号作用下,传感器输出量与输入量的关系,主要指标(线性度,精度,灵敏度,重复性)。

1.1.1线性度(P6):研究传感器线性特性时,有三种特殊情况(图):①理想特性曲线②仅有偶次非线性项时,特性曲线没有对称性,可取的线性范围较小,传感器设计应该避免出现这种曲线③仅有奇次项时,以原点为对称点,可获得较大的线性范围,差动传感器就具有这样的特性拟合直线(P8):“线性化”是指用割线或切线近似地代替实际曲线的一段,是能反映校准曲线的变化趋势且使误差的绝对值最小的直线,大多采用端点连线法得到拟合直线线性度公式(P8)lδ指非线性误差,即线性度;F Sy•指满量程输出量,max∇指最大非线性绝对误差,1.1.2灵敏度(P8):指传感器在稳态下输出增量对输入量之比值,对于线性传感器系统, 灵敏度就是拟合直线的斜率,是个常数,公式对于非线性传感器系统,灵敏度不是常数,公式:1.1.3重复性(P9):是指传感器在输入量按同一方向做全量程连续多次测试时所得输入输入曲线不重合程度,是反映精密度的一个指标,产生原因与迟滞性基本相同,重合性越好,误差越小 )23S y σ⨯z δ——重复性误差;σ——标准误差1.1.4 精 度(精确度)(P10用)相对误差表示精度,公式:S %”所得m δ的值就是仪表的精密等级,如0.05级,1.2 动态特性(P10):反映传感器对于(随时间变化的输入量)的响应特性,为了记录波形参数,传感器要有较好的动态响应特性。

1.2.1数学模型(P10):通常以线性时不变系统来描述传感器的动态特性,就是用常系数微分方程建立传感器输出量y 与输入量x 之间的数学关系,公式:线性时不变系统有两个十分重要性质:叠加性和频率保持性,频率保持性指线性系统稳态响应时输出信号的频率与输入信号的频率保持相同1.2.2时域特性(P11)1.2.2.1一阶传感器单位阶跃响应(P11):1.2.2.2时域特性指标(P13):①时间常数τ——一阶传感器输出量上升到稳态值的0.632倍所需要的时间,τ越小,稳态响应时间越短②上升时间tr ——传感器输出量由稳态值的③延迟时间ts ——传感器输出量达到稳态值的50%所需时间④超调量σ——传感器输出的最大值与稳态值的偏差,公式:()()()y tp yyσ-∞∞=;y(tp)——输出的最大值; y(∞)——输出的稳态值1.2.3频域特性1.2.3.1一阶传感器的正弦响应(P14)1.2.3.2频域特性指标(P15):①通频带:传感器输出量保持在一定值(幅频特性曲线上相对于幅值衰减3dB)内所对应的频率范围;②工作频率:传感器输出幅值误差在±5%(或±10%)所对应的频率范围③相对误差:在工作频带范围内输出量的相位偏差,应小于5°(或10°)1.3测量误差分析基础1.3.1.1系统误差(P18)是指服从于某一确定规律(定值或规律性变化值)的测量误差,产生原因有以下4方面,是可预知的:①测试环境没有达到标准②测试仪表不够完善③测试电路的搭建或系统的安装不正确④测试人员的不良操作或视觉偏差1.3.1.2系统误差消除方法(P19①引入修正值:当系统误差为恒值时,修正值是一个定值;当系统误差为变差时,修正值是一个数表或者曲线或者修正计算式。

《传感器与检测技术》知识点总结

《传感器与检测技术》知识点总结

《传感器与检测技术》(传感器部分)知识点总结第一章 概述1.传感器的定义与组成(1)定义:能感受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。

(2)共性:利用物理定律或物质的物理、化学、生物等特性,将非电量转换成电量。

(3)功能:检测和转换。

(4)组成:5.开展基础理论研究寻找新原理6.传感器的集成化第二章 传感器的基本特性1.线性度(传感器的静态特性之一)(1)定义:传感器的输入、输出间成线性关系的程度。

(2)非线性特性的线性化处理:Y FSy Y FSy Y FSyo(a )切线或割线X mxo(b )过零旋转X mxo(c )端点平移X mx(3)非线性误差:γL = ± Δ L ma xY FS式中,γL ——非线性误差(线性度);ΔL m a x ——输出平均值与拟合直线间的最大偏差绝对 值;Y F S ——满量程输出。

2.灵敏度(传感器的静态特性之二)传感器在稳态信号作用下输出量变化对输入量变化的比值。

0 S n = y x xS n = dy dx (a) 线性测量系统(b) 非线性测量系统 0S n y = f x ) dy dx = C x 0 S n y = f ( )dy x 0 S n y = f (x ) dy dx(c) 灵敏度为常数(d) 灵敏度随输入增加而增加 (e) 灵敏度随输入增加而减小3.分辨率/分辨力(传感器的静态特性之三)分辨率是指传感器能够感知或检测到的最小输入信号增量。

分辨率可以用增量的绝对值 或增量与满量程的百分比来表示。

4.迟滞/回程误差(传感器的静态特性之四)(1)定义:在相同测量条件下,对应于同一大小的输入信号,传感器正、反行程的输出信 号大小不相等的现象。

开发新材料 采用新工艺 探索新功能具有同样功能的传感器集成化,即将同一类型的单个传感元件用集成工艺在同一平面上 排列起来,形成一维的线性传感器,从而使一个点的测量变成对一个面和空间的测量。

传感器与检测技术基础知识-下载[1]重点

传感器与检测技术基础知识-下载[1]重点

(1)直接测量与间接测量 Ⅰ.直接测量 用事先分度或标定好的测量仪表, 直接读取被测量测量结果的方法称为直接测量。直接 测量是工程技术中大量采用的方法,其优点是直观、 简便、迅速,但不易达到很高的测量精度。 Ⅱ.间接测量 首先,对和被测量有确定函数关系 的几个量进行测量,然后,再将测量值代入函数关系 式,经过计算得到所需结果。这种测量方法,属于间 接测量。测量结果y和直接测量值xi(i=1,2,3…)之 间的关系式为: y=f(x1x2x3…) 。间接测量手续多, 花费时间长,当被测量不便于直接测量或没有相应直 接测量的仪表时才采用。
量程点, 可以得到端基线性度。
4. 迟滞
迟滞特性表明检测系统在正向和反向行程期间,
输入—输出特性曲线不一致的程度。也就是说,对
同样大小的输入量,检测系统在正、反行程中,往
往对应两个大小不同的输出量,如右下图所示。通
过实验,找出输出量的
y
这种最大差值,并以满量程 ymax
输出YFS的百分数表示,
1
ΔH max
1.2.3 检测技术的发展趋势 检测技术的发展趋势主要有以下两个方面: 第一,新原理、新材料和新工艺将产生更多品质优
良的新型传感器。例如光纤传感器、液晶传感器、以高分 子有机材料为敏感元件的压敏传感器、微生物传感器等。
第二,检测系统或检测装置目前正迅速地由模拟式、 数字式向智能化方向发展。带有微处理机的各种智能化仪 表已经出现,这类仪表选用微处理机做控制单元,利用计 算机可编程的特点,使仪表内的各个环节自动地协调工作, 并且具有数据处理和故障诊断功能,成为一代崭新仪表, 把检测技术自动化推进到一个新水平。
指示仪
被测量 传感器
测量 电路
记录仪
电源

(完整版)传感器与检测技术第二版知识点总结

(完整版)传感器与检测技术第二版知识点总结

传感器知识点一、电阻式传感器1) 电阻式传感器的原理:将被测量转化为传感器电阻值的变化,并加上测量电路。

2) 主要的种类:电位器式、应变式、热电阻、热敏电阻 ● 应变电阻式传感器1) 应变:在外部作用力下发生形变的现象。

2) 应变电阻式传感器:利用电阻应变片将应变转化为电阻值的变化a. 组成:弹性元件+电阻应变片b. 主要测量对象:力、力矩、压力、加速度、重量。

c. 原理:作用力使弹性元件形变发生应变或位移应变敏感元件电阻值变化通过测量电路变成电压等点的输出。

3) 电阻值:ALR ρ=(电阻率、长度、截面积)。

4) 应力与应变的关系:εσE =(被测试件的应力=被测试件的材料弹性模量*轴向应变)5) 应力与力和受力面积的关系:(面积)(力)(应力)A F =σ应注意的问题:a. R3=R4;b. R1与R2应有相同的温度系数、线膨胀系数、应变灵敏度、初值;c. 补偿片的材料一样,个参数相同;d. 工作环境一样;二、电感式传感器1) 电感式传感器的原理:将输入物理量的变化转化为线圈自感系数L 或互感系数M的变化。

2) 种类:变磁阻式、变压器式、电涡流式。

3) 主要测量物理量:位移、振动、压力、流量、比重。

● 变磁阻电感式传感器1) 原理:衔铁移动导致气隙变化导致电感量变化,从而得知位移量的大小方向。

2) 自感系数公式:)(2002气隙厚度(截面积)(磁导率)δμA L N=。

3) 种类:变气隙厚度、变气隙面积4) 变磁阻电感式传感器的灵敏度取决于工作使得当前厚度。

5) 测量电路:交流电桥、变压器式交变电桥、谐振式测量电桥。

P56 6)应用:变气隙厚度电感式压力传感器(位移导致气隙变化导致自感系数变化导致电流变化)● 差动变压器电感式传感器1) 原理:把非电量的变化转化为互感量的变化。

2) 种类:变隙式、变面积式、螺线管式。

3) 测量电路:差动整流电路、相敏捡波电路。

● 电涡流电感式传感器1) 电涡流效应:块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中做切割磁感线的运动,磁通变化,产生电动势,电动势将在导体表面形成闭合的电流回路。

传感器与检测技术-检测技术基本知识

传感器与检测技术-检测技术基本知识
量,其误差很小,因此可选用高灵敏度的偏差 式仪表测量Δ,即使测量Δ的精度较低,但因
Δx值较小,它对总测量值的影响较小,故总
的测量精度仍很高。微差式测量的优点是反应 快,而且测量精度高,特别适用于在线控制参 数的测量。
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1.1.2 测量误差及表达方式
测量误差可用绝对误差表示,也可用相对误差表示。
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3. 按被测信号的变化情况分类
(1)静态测量 静态测量是测量那些不 随时间变化或变化很缓慢的物理量。如 超市中物品的称重属于静态测量,温度 计测气温也属于静态测量。
(2)动态测量 动态测量是测量那些随 时间而变化的物理量。如地震仪测量振 动波形则属于动态测量。
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(3)引用(满度)相对误差 引用相对
误差是指绝对误差与仪表满度值Am的百
分比 , 用表示,即
x
m Am 100

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【实例1】某温度计的量程范围为0~ 500℃,校验时该表的最大绝对误差为 6℃,试确定该仪表的精度等级。
解:根据题意知6℃,500℃,代入式中
检测技术基本知识
1.1 测量与测量误差 1.2 传感器的组成和特性
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1.1 测量与测量误差
1.1.1 测量方法
实现被测量与标准量比较得出比值的方法,称为测量 方法。针对不同测量任务进行具体分析以找出切实可 行的测量方法,对测量工作是十分重要的。
对于测量方法,从不同角度,有不同的分类方法。根 据获得测量值的方法可分为直接测量、间接测量和组 合测量;根据测量的精度因素情况可分为等精度测量 与非等精度测量;根据测量方式可分为偏差式测量、 零位法测量与微差法测量;根据被测量变化快慢可分 为静态测量与动态测量;根据测量敏感元件是否与被 测介质接触可分为接触测量与非接触测量;根据测量 系统是否向被测对象施加能量可分为主动式测量与被 动式测量等。
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.传感器与检测技术知识总结1:传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。

一、传感器的组成2:传感器一般由敏感元件,转换元件及基本转换电路三部分组成。

①敏感元件是直接感受被测物理量,并以确定关系输出另一物理量的元件(如弹性敏感元件将力,力矩转换为位移或应变输出)。

②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数(电阻,电感,电容)及电流或电压等电信号。

③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输,处理的电量。

二、传感器的分类1、按被测量对象分类(1)内部信息传感器主要检测系统内部的位置,速度,力,力矩,温度以及异常变化。

(2)外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态,它有相对应的接触式(触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器)和非接触式(视觉传感器、超声测距、激光测距)。

2、传感器按工作机理(1)物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的(主要有:光电式传感器、压电式传感器)。

(2)结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的(主要有①电感式传感器;②电容式传感器;③光栅式传感器)。

3、按被测物理量分类如位移传感器用于测量位移,温度传感器用于测量温度。

4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。

5、按传感器能量源分类(1)无源型:不需外加电源。

而是将被测量的相关能量转换成电量输出(主要有:压电式、磁电感应式、热电式、光电式)又称能量转化型;(2)有原型:需要外加电源才能输出电量,又称能量控制型(主要有:电阻式、电容式、电感式、霍尔式)。

6、按输出信号的性质分类(1)开关型(二值型):是“1”和“0”或开(ON)和关(OFF);(2)模拟型:输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量,其输入/输出可线性,也可非线性;(3)数字型:①计数型:又称脉冲数字型,它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比;②代码型(又称编码型):输出的信号是数字代码,各码道的状态随输入量变化。

其代码“1”为高电平,“0”为低电平。

三、传感器的特性及主要性能指标1、传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系,有静态特性和动态特性。

2、传感器的静态特性是当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时,传感器的输出与输入之间的关系,叫静态特性,简称静特性。

表征传感器静态特性的指标有线性度,敏感度,重复性等。

3、传感器的动态特性是指传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为动态特性,简称动特性。

传感器的动态特性取决于传感器的本身及输入信号的形式。

传感器按其传递,转换信息的形式可分为①接触式环节;②模拟环节;③数字环节。

评定其动态特性:正弦周期信号、阶跃信号。

4、传感器的主要性能要求是:1)高精度、低成本。

2)高灵敏度。

3)工作可靠。

4)稳定性好,应长期工作稳定,抗腐蚀性好;5)抗干扰能力强;6)动态性能良好。

7)结构简单、小巧,使用维护方便等;四、传感检测技术的地位和作用1、地位:传感检测技术是一种随着现代科学技术的发展而迅猛发展的技术,是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一。

2、作用:能够进行信息获取、信息转换、信息传递及信息处理等功能。

应用:计算机集成制造系统(CIMS)、柔性制造系统(FMS)、加工中心(MC)、计算机辅助制造系统(CAM)。

五、基本特性的评价1、测量范围:是指传感器在允许误差限内,其被测量值的范围;量程:则是指传感器在测量范围内上限值和下限值之差。

2、过载能力:一般情况下,在不引起传感器的规定性能指标永久改变条件下,传感器允许超过其测量范围的能力。

过载能力通常用允许超过测量上限或下限的被测量值与量程的百分比表示。

3、灵敏度:是指传感器输出量Y与引起此变化的输入量的变化X之比。

4、灵敏度表示传感器或传感检测系统对被测物理量变化的反应能力。

灵敏度越高越好,因为灵敏度越高,传感器所能感知的变化量越小,即被测量稍有微小变化,传感器就有较大输出。

K值越大,对外界反应越强。

5、反映非线性误差的程度是线性度。

线性度是以一定的拟合直线作基准与校准曲线作比较,用其不一致的最大偏差△Lmax与理论量程输出值Y(=ymax—ymin)的百分比进行计算。

6、稳定性在相同条件,相当长时间内,其输入/输出特性不发生变化的能力,影响传感器稳定性的因素是时间和环境。

7、温度影响其零漂,零漂是指还没输入时,输出值随时间变化而变化。

长期使用会产生蠕变现象。

8、重复性:是衡量在同一工作条件下,对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的不一致程度的指标;(分散范围小,重复性越好).9、精确度:简称精度,它表示传感器的输出结果与被测量的实际值之间的符合程度,是测量值的精密程度与准确程度的综合反映。

10、分辨力是指传感器能检出被测量的最小变化量。

11、动态特性:反映了传感器对于随时间变化的动态量的响应特性,传感器的响应特性必须在所测频率范围内努力保持不失真测量条件。

一般地,利用光电效应、压电效应等物性型传感器,响应时间快,工作频率范围宽。

12、环境参数:指传感器允许使用的工作温度范围以及环境压力、环境振动和冲击等引起的环境压力误差,环境振动误差和冲击误差。

六、传感器的标定与校准1、标定(计量学称之为定度)是指在明确传感器输入/输出变换关系的前提下,利用某种标准器具产生已知的标准非电量(或其它标准量)输入,确定其输出电量与其输入量之间的过程。

2、校准是指传感器在使用前或使用过程中或搁置一段时间再使用时,必须对其性能参数进行复测或作必要的调整与修正,以确保传感器的测量精度。

3、标定系统的组成:①被测非电量的标准发生器;②待标定传感器;③它所配接的信号调节显示、记录器等。

4、静态标定是给传感器输入已知不变的标准非电量,测出其输出,给出标定方程和标定常数,计算其灵敏度,线性度,滞差,重复性等传感器的静态指标。

5、传感器的静态标定设备有力标定设备,压力标定设备,温度标定设备等。

6、对设备要求:①具有足够的精度;②量程范围应与被标定传感器的量程相适应;③性能稳定可靠,使用方便,能适应多种环境。

7、传感器的动态标定的目的是检验测试传感器的动态性能指标。

8、动态标定指标是通过确定其线性工作范围,频率响应函数,幅频特性和相频特性曲线,阶跃响应曲线,来确定传感器的频率响应范围,幅值误差和相位误差,时间常数,阻尼比,固有频率等。

9、常用的标准动态激励设备有激振器、激波管、周期与非周期函数压力发生器;(其中激振器可用于位移、速度、加速度、力、压力传感器的动态标定)10、传感器与检测技术的发展方向:⑴开发新型传感器。

⑵传感检测技术的智能化。

⑶复合传感器⑷研究生物感官,开发仿生传感器。

11、开发新型传感器:①利用新材料制作传感器;②利用新加工技术制作传感器;③采用新原理制作传感器。

12、传感检测技术的智能化:传感检测系统目前迅速地由模拟式、数字式向智能化方向发展。

功能:①自动调零和自动校准;②自动量程转换;③自动选择功能;④自动数据处理和误差修正;⑤自动定时测量;⑥自动故障诊断。

第二章位移检测传感器1、移可分为线位移和角位移两种,测量位移常用的方法有:机械法,光测法,电测法。

2、位移传感器的分类:参量型位移传感器,发电型位移传感器,大位移传感器。

一、参量型位移传感器1、参量位移传感器的工作原理:将被测物理量转化为电参数,即电阻,电容或电感等。

2、电阻式位移传感器的电阻值取决于材料的几何尺寸和物理特征,即R=p L/S(1)电位计由骨架、电阻元件、电刷等组成;(2)电位计优点:结构简单,输出信号大,性能稳定,并容易实现任意函数关系,缺点:是要求输入量大,电刷与电阻元件之间有干摩擦,容易磨损,产生噪声干扰。

3、⑴线性电位计的空载特性:Rx=RX/L=KrX(Kr——电位计的电阻灵敏度)。

电位计输出空载电压为Uo=UiX/L=KuX(Ku——电位计的电压灵敏度)⑵非线性电位计空载特性:其电阻灵敏度Kr=DR/Dx,电压灵敏度Ku=Duo/Dx4、电阻应变式位移传感器:是将被测位移引起的应变元件产生的应变,经后续电路变换成电信号,从而测出被测位移。

5、电容式位移传感器:是利用电容量的变化来测量线位移或角位移的装置。

(1)变极距型的电容位移传感器:有较高的灵敏度,但电容变化与极距变化之间为非线性关系,其它两种类型的位移传感器具有比较好的线性,但敏度比较低。

(2)变极板面积型电容位移传感器:用于线位移测量,也可用于角位移测量。

(3)变介质型电容式位移传感器:用于位移或尺寸测量的改变介质型电容位移传感器,一般都具有较好的线性特性,但也有输入/输出呈非线性关系。

(4)容栅式电容位移传感器是在面积型电容位移传感器的基础上发展来的,可分为长容栅和圆容栅。

(特点:因多极电容及平均效应,分辨力高,精度高,量程大对刻划精度和安装精度要求可有所降低,一种很有发展前途的传感器。

6、电容式位移传感器的绝缘和屏蔽(1)若绝缘材料性能不佳,绝缘电阻随环境温度和湿度而.变化,还会使电容位移传感器的输出产生缓慢的零位漂移;(2)绝缘材料应具有高的绝缘电阻、低的膨胀系数、几何尺寸的长期稳定性和低的吸潮性;(3)通常对电容位移传感器及其引线采取屏蔽措施,即将传感器放在金属壳内,接地应可靠;(4)可以消除不稳定的寄生电容,还可以消除外界静电场和交变磁场的干扰。

7、电感式位移传感器:将被测物理量位移转化为自感L,互感M的变化,并通过测量电感量的变化确定位移量。

主要类型有自感式、互感式'、涡流式和压磁式。

输出功率大,灵敏度高,稳定性好等优点。

(1)自感式电感位移传感器原理:缠绕在铁心的线圈中通以交变电流,产生磁通,形成磁通回路。

为了提高自感位移传感器的精度和灵敏度,增大特性的线性度,实际用的传感器大部分都作为差动式改善其性能考虑的因素有:1)损耗问题,2)气隙边缘效应的影响,3)温度误差,4)差动式电感位移传感器的零点剩余电压问题。

(2)互感式位移传感器(测量范围最大):将被测位移量的变化转换成互感系数的变化,基本结构原理与常用变压器类似,故称为变压器式位移传感器。

(3)涡流式位移传感器:利用电涡流效应将被测量变换为传感器线圈阻抗Z变化的一种装置。

只要分为高频反射和低频透射两类。

二、发电型位移传感器1、发电型位移传感器(压电位移传感器)是将被测物理量转换为电源性参量。

2、压电式位移传感器的基本工作原理是将位移量转换为力的变化,然后利用压电效应将力的变化转换为点信号。

三、大位移传感器1、磁栅式位移传感器是根据用途可分为长磁栅和圆磁栅位移传感器,分别用于测量线位移和角位移。

磁头分动态和静态。

2、当磁头不动时,输出绕组输出一等幅的正弦或余弦电压信号,其频率仍为励磁电压的频率,其幅值与磁头所处的位置关系。

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