传感器技术基础知识教材共72页文档
传感器技术课件ch011技术基础
（1）电容式传感器——结构型传感器
C 0 0rl b
d
固定极板 b
C C0 C 0r（l l） b d
L
△L
d
化简得： C 1 l l l 活动极板
C0
l
l
输出灵敏度 S C C 0 0rb
l l
d
结构型传感器的特性主要由其结构参数决定，
与构成传感器的物质的性质无关。
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电源
L 线圈
永久磁铁
动铁芯（衔铁）
特点：通过带外电源的 变换电路，才能获得有 用的电量输出 能量控制型
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四、传感器的分类
按输入物理量：位移、速度、温度传感器
按工作原理：电容式、电感式、热电式传感器
分类方法
按能量关系： 能量转换型（有源传感器） 能量控制型（无源传感器）
按输出信号性质：模拟式、数字式传感器
传感
有用 电量
信号调节
电量
元件
元件
转换电路
辅助电路
物性型 传感器
被测非电量 传感元件 有用电量
结构型 传感器
被测非电量 敏感 有用非电量 传感 有用电量
元件
元件
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例1-2 大吨位电容式称重传感器
C 0 A 0 r
d
C A 0 r
d
弹性体
极板 支架
被测非电量： 外界压力
敏感元件： 弹性体
（2）压敏传感器——物性型传感器
压阻效应
压力 P
压力大小 电阻率的变化来自材料性质半导体材料物性型传感器主要由构成传感器的物质的性质决定。
特性 性能 成本 应用
结构型传感器
结构参数决定 稳定 较高 广泛
物性型传感器
传感器知识课件.doc
传感器知识一、传感器简介传感器是一种能够感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，其输入信号（被测量）往往是非电量，输出信号常常为易于处理的电量，比如电压或电流。
传感器种类很多，分类标准不一样，叫法也不一样，常见的有电阻传感器、电感式传感器、电容式传感器、温度传感器、压电式传感器、霍尔传感器、热电偶传感器、光电传感器、数字式位置传感器等。
在水电厂应用的传感器主要有电流传感器、电压传感器、光电编码器、压力传感器、液位传感器、温度传感器、流量传感器等，主要用来检测位置、直线位移、压力、温度、流量等。
在现代自动化生产过程中，需要要用各种传感器來监视和控制生产过程中的各个参数, 使设备工作在正常状态或最佳状态，因此优良的传感器是现代化生产的基础。
二、电厂对传感器的要求现代化大型水电厂一般具有“无人值班，少人值守”的要求，为提高整体效率和设备工作的可靠性，对传感器就有很高的要求：（1）可靠性高、有很强的抗干扰能力；（2）满足精度和速度的要求；（3）使用和维护方便，适合电厂的特殊环境；（4）成本低。
三、温度的检测温度传感器是一种将温度高低转变成电阻值大小或其他电信号的装置。
常见的有以钳、铜为主的热电阻传感器、以半导体材料为主的热敏电阻传感器和热电偶传感器等。
PT100钳热电阻在黑麋峰电厂得到了广泛的应用，温度传感器不仅用来检测水轮发电机组的上导、推力、下导、水导轴承的温度以及四部导轴承油槽屮的油温，还主要测量发电机定子和转子的温度以及用来冷却它们的空气冷却器中水的温度。
在实际的工作中，由于水轮发电机组的四部导轴承坏境恶劣，经常出现钳电阻导线断裂的情况，因此需要对钳电阻的根部导线进行特殊的防护，以防止发电机组在转动过程屮，油槽中的杂质对其进行不断的冲击。
此外，盘柜的安装位置与传感器位置有相当的距离，为防止导线引起测呈误差需要采用三线制接法。
四、压力的检测压力传感器是一种将压力信号转变成电信号的传感器。
第1章 传感器的基本知识
电势型传感器主要用于温度、磁通量、电流、 速度(sùdù)、光通量及热辐射等参数的测量。
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5. 电荷(diànhè)型传感器
电荷型传感器是利用压电效应原理而制成。 主要(zhǔyào)用于力及加速度的测量。 （动态力测量）
这种分类方法把种类繁多的被测量分为基本被测量和派生被测量。 例如力可视为基本被测量，从力可派生出压力、重量、应力(yìnglì) 和力矩等派生被测量。当需要测量这些被测量时，只要采用力传感 器就可以了。
这种分类的优点：比较明确地表达了传感器的用途，便于使用者根 据其用途选用。
缺点：没有区分每种传感器在转换机理上有何共性和差异，不便于 使用者掌握其基本原理及分析方法。
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1.4 传感器的分类(fēn lèi)
常用的分类方法有两种： 一种是按被测输入量来分. 另一种是按传感器的工作(gōngzuò)原理来分.
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1.4.1 按被测物理量分类(fēn lèi)
这一种方法是根据被测量的性质进行分类，如温度传感器、湿度传 感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传 感器、加速度传感器及转距传感器等。
缺点是不便于使用者根据用途选用。
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1. 电学式传感器
电学式传感器常用的有: 电阻式传感器——利用变阻器将被测非电量转换成电阻信号的原
理(yuánlǐ)制成。 电容式传感器——利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性质和
含量，从而使电容量发生变化的原理(yuánlǐ)制成的。 电感式传感器——利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变电感
传感器技术——第一章教材
传感器与传感器技术的发展水平是衡量一个国家综 合实力的重要标志，也是判断一个国家科学技术现代 化程度与生产水平高低的重要依据。
3、现代信息产业的三大支柱
通讯技术、计算机技术、传感器技术
既是现代信息产业的源头，又是信息社会赖以 存在和发展的物质与技术基础。
如果没有高度保真和性能可靠的传感器，没有 先进的传感器技术，信息的准确获得与精密检测 就成了一句空话，通讯技术和计算机技术也就成 了无源之水，无本之木，现代测量与自动化技术 随之变成水中之月、镜中之花。
1.2 传感器的定义：
根据中华人民共和国国家标准（GB7665-87） 传感器（Transducer/Sensor）：能感受规定的
被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的 器件和装置。
概念的要点：
① 传感器是测量装置，能完成检测任务； ② 能感受被测量：它对被测量有较高的灵敏度或敏感度，
当被 测量变化时它转化为的电量有较大的变化。 如：温度升高导致：金属的阻值有明显的升高；半导体 材料电阻 阻值呈线性下降；二极管的PN结电压呈线性下降等。
人机系统的机能对应关系
人体系统
外
感官
人脑
肢体
界
信
息
传感器
计算机 执行器
“机电五官” 机 器 系 统
Sensor、Transducer
传感器性能凌驾于人的感官之上：
（1）测量人体无法感知的量 （2）恶劣环境下工作 （3）测量范围宽、精确高、可靠性好
➢ 温度传感器：-196℃ ~ 1800℃ ➢ 压力传感器：0.01pa ~ 10000pa ➢ 精度：0.1% ~ 0.01% ➢ 可靠度：8 ~ 9 级
按能量关系： 能量转换型（有源传感器） 能量控制型（无源传感器）
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11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠