工程信号-4传感器1
智能传感器简单介绍
1.3.4 复合敏感功能 智能传感器具有复合功能，能够同时测量多种物理量和化学量， 给出能够较全面反映的运动规律信息。如美国加利弗尼亚大学研制 的复合液体传感器，可同时测量介质的温度、流速、压力和密度。 复合力学传感器，可同时测量物体某一点的三维振动加速度（加速 度传感器）、速度（速度传感器）、位移（位移传感器）。 1.3.5 智能传感器的集成化
3.4 促成了传感器多功能化
智能式传感器可以实现多传感器多参数综合测量，并有自适 应能力，根据检测对象或条件的改变，相应地改变量程反输出数 据的形式;具有多种数据输出形式(如Rs232串行输批，PIO并行输 出，IEE-488总线输出及经D/A转换后的模拟量输出等)适配各种应 用系统。
4.智能传感器的应用领域
3.智能传感器的特点：
智能式传感器是一个以微处理器为内核扩展了外围部件的计 算机检测智能系统。与传统的传感器相比，智能式传感器具有如 下显著的特点： 1.提高了传感器的精度 ；
2.提高了传感器的可靠性；
3.提高了传感器的性能价格比； 4.促成了传感器多功能化；
3.1 提高了传感器的精度
智能式传感器具有信息处理功能，通过软件不仅可修正各种 确定性系统误差(如传感器输入输出的非线性误差、服度误差、零 点误差、正反行程误并等)而且还可适当地补偿随机误差、降低噪 声，大大提高了传感器精度。
以智能压力传感器为例,主传感器是压力传感器,测量被测压力参 数,辅助传感器是温度传感器和环境压力传感器。温度传感器检测主 传感器工作时,由于环境温度变化或被测介质温度变化而使其压力敏 感元件温度发生变化,以便根据其温度变化修正和补偿由于温度变化 对测量带来的误差 2.2 智能传感器的实现结构
2.2.1 非集成化实现
由于大规模集成电路的发展使得传感器与相应的电路都集成到 同一芯片上，而这种具有某些智能功能的传感器叫作集成智能传感 器集成智能传感器的功能有个很大的优点：较高信噪比，传感器的 弱信号先经集成电路信号放大后再远距离传送，就可大大改进信噪 比。
传感器实验仪实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解传感器的基本原理及其在实际应用中的重要性。
2. 掌握传感器实验仪的使用方法，包括仪器操作、数据采集和分析。
3. 通过实验验证不同类型传感器的性能和特点。
4. 学习传感器在实际工程中的应用和调试方法。
二、实验原理传感器是一种能够将物理量（如温度、压力、光强等）转换为电信号的装置。
本实验所使用的传感器实验仪包括热电偶、压电式传感器、电感式传感器等，它们分别基于不同的物理原理进行信号转换。
1. 热电偶传感器：利用塞贝克效应，两种不同金属的接触界面会产生电动势，该电动势与温度差成正比。
2. 压电式传感器：利用压电效应，当晶体受到机械振动时，会产生电荷。
3. 电感式传感器：利用电磁感应原理，当线圈中的磁通量发生变化时，会产生感应电动势。
三、实验仪器与设备1. 传感器实验仪2. 热电偶传感器3. 压电式传感器4. 电感式传感器5. 示波器6. 数据采集卡7. 电脑四、实验内容与步骤1. 热电偶传感器实验- 将热电偶传感器与实验仪连接，设置实验参数。
- 对比不同温度下的热电偶输出电压，绘制特性曲线。
- 分析热电偶传感器的线性度、灵敏度等性能指标。
2. 压电式传感器实验- 将压电式传感器与实验仪连接，设置实验参数。
- 通过振动台产生振动，观察压电式传感器的输出电荷量。
- 分析压电式传感器的灵敏度、频率响应等性能指标。
3. 电感式传感器实验- 将电感式传感器与实验仪连接，设置实验参数。
- 通过移动衔铁，观察电感式传感器的输出电压变化。
- 分析电感式传感器的线性度、灵敏度等性能指标。
五、实验结果与分析1. 热电偶传感器实验- 实验结果：绘制了热电偶传感器的特性曲线，曲线呈现良好的线性关系。
- 分析：热电偶传感器具有较好的线性度，灵敏度较高，适用于温度测量。
2. 压电式传感器实验- 实验结果：压电式传感器输出电荷量与振动加速度成正比。
- 分析：压电式传感器具有较高的灵敏度，适用于振动测量。
【全文】智能传感器PPT课件 (1)
7
10.1
智能传感器及无线传感器网络
第10章 1) 研究与开发传感器的自由度大。 (2) 精度高。 (3) 具有一定的可编程自动化能力。 (4) 输出形式多。 (5) 功能价格比大。
8
10.1
智能传感器及无线传感器网络
第10章 智能传感器
• 近几年发展起来的无线传感器网络是智能传感器 的又一深层次研究，是又一个新的飞跃。
22
10.3
智能传感器的结构框图
第10章 智能传感器
10.3.1 μP主机模板
• 因此，在智能传感器设计时，应参照如下原则来选择 μP。
• (1) 根据任务选机型。
• 根据所研制的智能传感器是用于数据处理完成某些测 量任务，还是用于某种系统控制，对于不同的任务， 应选择不同的机型。
23
10.3
智能传感器的结构框图
24
10.3
智能传感器的结构框图
10.3.2 模拟量输入模板
第10章 智能传感器
• 传感器的输出一般为毫伏数量级模拟量。要满足A ／D转换电路的要求，还必须经过模拟量输入模板 上有关电路的放大、处理，再经A／D转换电路传 输到主机板上。
25
10.3
智能传感器的结构框图
10.3.3 IEEE-488标准总线模板
3
第10章 智能传感器
• 迅速发展的微处理机技术推动和影响着其他技术
10.1
领智域能的传变感革器。及把无微线处传理感机器技网术络引入传感器，可以
使传感器实现过去实现不了的功能，具有智能本
领，这就是新一代的传感器——智能传感器
(Intelligent Sensor或Smart Sensor)。
• “Intelligent Sensor”是英国人对智能传感器 的称谓，而“Smart Sensor”是美国人对智能传 感器的俗称。
传感器与测试技术章节测试题
章节测试题第一章 信号及其描述（一）填空题1、 测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来传输的。
这些物理量就是 ，其中目前应用最广泛的是电信号。
2、 信号的时域描述，以 为独立变量；而信号的频域描述，以 为独立变量。
3、 周期信号的频谱具有三个特点： ， ， 。
4、 非周期信号包括 信号和 信号。
5、 描述随机信号的时域特征参数有 、 、 。
6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 对称，虚频谱（相频谱）总是 对称。
（二）判断对错题（用√或×表示）1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。
（ ）2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。
（ ）3、 非周期信号的频谱一定是连续的。
（ ）4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。
（ ）5、 随机信号的频域描述为功率谱。
（ ） （三）简答和计算题1、 求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。
2、 求正弦信号)sin()(0ϕω+=t x t x 的均值x μ，均方值2xψ，和概率密度函数p(x)。
3、 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at 的频谱。
4、 求被截断的余弦函数⎩⎨⎧≥<=Tt T t t t x ||0||cos )(0ω的傅立叶变换。
5、 求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x atω的频谱。
第二章 测试装置的基本特性（一）填空题1、 某一阶系统的频率响应函数为121)(+=ωωj j H ，输入信号2sin)(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω ，幅值=y ，相位=φ 。
2、 试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和2224.141nn ns s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。
3、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、和 。
传感器与信号调理技术(李希文)第1-5章章 (4)
第 4 章 热电式传感器 2. 中间导体定律 在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种导体的两接点 温度相同，则回路中总的热电动势不变。 在热电偶AB回路中接入第三种导体C的情况如图4-3中(a)、 (b)所示。由于第三种导体的引入，给热电偶回路又构成了新的 接点，如图4-3(a)中的点3和点4，图4-3(b)中的点2和点3，这样 引入第三种导体是否会影响热电偶回路的热电势呢？
EABC(t, t0)=eAB(t)+eBC(t0)+eCA(t0)
(4-8)
14
第 4 章 热电式传感器
根据能量守恒原理：多种金属组成的闭合回路中，尽管它们
的材料不同，只要各接点的温度相同，则此闭合回路内的总电势
等于零。若将A、B、C 3种金属组成一个闭合回路，在各接点的
温度相同时(都等于t0)，则回路的总热电势等于零, 即 eAB(t0)+eBC(t0)+eCA(t0)=0
11
第 4 章 热电式传感器
图4-3 热电偶接入第三种导体 12
第 4 章 热电式传感器
先来分析图4-3(a)所示的电路，若3、4点的温度相同(等于 t1)，故总的热电势为
EABC(t, t1, t0)=eAB(t)+eBC(t1)+eCB(t1)+eBA(t0) (4-
4) 因为
eBC(t1)=－eCB(t1)
第 4 章 热电式传感器 第 4 章 热电式传感器
4.1 热电偶传感器 4.2 热电阻式温度传感器 4.3 PN结型测温传感器
1
第 4 章 热电式传感器 4.1 热电偶传感器
4.1.1 热电偶工作原理 1. 热电效应 将两种不同材料的导体A和B组成一个闭合回路，如图
传感技术的作用在利用信息的过程中...
传感器与变送器的异同？
传感器是能够受规 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的 总称 ,通常由敏感元件和转换元件组成。当 传感器的输出为规定的标准信号时， 则称为变送 器。 变送器的概念是将非标准电信号转换为标准电信号的仪器，传感器则是将物理信号转 换为电信号的器件 ，过去常讲物理信号，现在其他信号 也有了。一次仪表指现场测量仪表 或基地控制表，二次仪 表指利用一次表信号完成其他功能：诸如 控制，显示等功能的仪表。 传感器组成图例 1:一种气体压力传感器的示意图
3
传感器组成图例 2: 热电偶 实际上，有些传感 器很简单， 有些则较复杂 。最 简单 的传感器 由一个敏 感元件（兼 转换元 件）组成， 它感受被测量时直接输出电量，如热 电偶 就是这样。
如图所示，两种不同的金属材料 A 和 B，一端连接在一起，放在被测温度 T 中，另一 端为参考，温度为 T0，则在回路中将产生一个与温度 T、T0 有关的电动势，从而进行温度 测量。
什么叫一次仪表，什么叫二次仪表，两者有什么区别?
① 一次仪表与二次仪表是仪表安装工程的习惯用语。确切名称应为测量仪表和显示仪 表。测量仪表是与介质直接接触，是在室外就地安装 的，显示仪表多在控制室盘上安装的。 为了区分一套系统 中的仪表，把现场就地安装的仪表简 称一次仪表，将盘装的显示仪表简 称二次仪表。
重复 性是指传 感器在输 入量按同 一方向作全 量程连续 多次变化 时，所得特 性曲线 不重合的程度。
重复性误差属于随机误差，常用标准差σ 计算，也可用正、反行程中最大的一个重复 差值Δ Rmax 计算，即
R
(2 ~ 3) YFS
100%
或
R
4-20ma供电电路工作原理
4-20ma供电电路工作原理4-20mA供电电路工作原理一、引言4-20mA供电电路是一种常用的工业控制领域中的传感器供电和信号传输方式。
本文将介绍4-20mA供电电路的工作原理及其在工业控制系统中的应用。
二、工作原理1. 电流模拟量信号4-20mA供电电路是基于电流模拟量信号的传输方式。
在这种方式下，传感器输出的信号被转换成相应的电流值，然后通过电路传输到控制系统中进行处理和分析。
2. 电流变送器为了将传感器的信号转换为电流模拟量信号，通常需要使用电流变送器。
电流变送器通常由电流源、电阻和传感器组成。
电流源为电路提供稳定的电流，而电阻则用于控制电流的大小，使其在4-20mA 范围内变化。
传感器的输出信号通过电阻与电流源相连接，形成了一个闭合的电流回路。
3. 电流传输在4-20mA供电电路中，电流的大小代表了传感器输出信号的大小。
当传感器输出为最小值时，电流为4mA；当传感器输出为最大值时，电流为20mA。
通过改变电流的大小，可以实现对传感器信号的精确传输。
4. 电流计算在控制系统中，接收到电流模拟量信号后，需要进行电流转换以获得对应的传感器信号值。
通常，使用电流计算器进行计算。
电流计算器根据电流模拟量信号的范围和变化规律，将电流转换为相应的传感器信号值。
三、应用场景4-20mA供电电路在工业控制系统中有广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：1. 温度测量在温度测量中，温度传感器通常输出电压信号。
通过将电压信号转换为电流模拟量信号，可以更好地适应工业环境中的干扰和电阻变化。
4-20mA供电电路能够稳定地传输温度信号，保证测量的准确性和可靠性。
2. 压力监测压力传感器通常输出电阻信号。
通过将电阻信号转换为电流模拟量信号，可以减小电阻变化对信号传输的影响。
4-20mA供电电路能够传输精确的压力信号，实现对压力变化的监测和控制。
3. 液位检测液位传感器通常输出电容信号或电阻信号。
通过将电容信号或电阻信号转换为电流模拟量信号，可以提高信号传输的稳定性和可靠性。
传感器概论
第1章概论一传感器的概念与发展1．1 传感器基本概念传感器（transducer/sensor）的定义是：能感受规定的被测量并按一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
其中，敏感元件（sensing element）是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件（transducer element）是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号以及其它某种可用信号的部分。
传感器狭义地定义为：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。
可以预料，当人类跨入光子时代，光信息成为更便于快速、高效地处理与传输的可用信号时，传感器的概念将随之发展成为：能把外界信息转换成光信号输出的器件。
传感器的任务就是感知与测量。
在人类文明史的历次产业革命中，感受、处理外部信息的传感技术一直扮演着一个重要的角色。
在18世纪产业革命以前，传感技术由人的感官实现：人观天象而仕农耕，察火色以冶铜铁。
从18世纪产业革命以来，特别是在20世纪信息革命中，传感技术越来越多地由人造感官，即工程传感器来实现。
目前，工程传感器应用如此广泛，以至可以说任何机械电气系统都离不开它。
现代工业、现代科学探索、特别是现代军事都要依靠传感器技术。
一个大国如果没有自身传感技术的不断进步，必将处处被动。
现代技术的发展，创造了多种多样的工程传感器。
工程传感器可以轻而易举地测量人体所无法感知的量，如紫外线、红外线、超声波、磁场等。
从这个意义上讲，工程传感器超过人的感官能力。
有些量虽然人的感官和工程传感器都能检测，但工程传感器测量得更快、更精确。
例如虽然人眼和光传感器都能检测可见光，进行物体识别与测距，但是人眼的视觉残留约为0．1s，而光晶体管的响应时间可短到纳秒以下；人眼的角分辨率为1ˊ，而光栅测距的精确度可达1"；激光定位的精度在月球距离3×104km范围内可达10cm以下；工程传感器可以把人所不能看到的物体通过数据处理变为视觉图像。
电子信息工程技术《传感器基本知识》
模块一传感器概述练习题一、填空题：1、依据传感器的工作原理，通常传感器由、和转换电路三局部组成，是能把外界转换成的器件和装置。
2、传感器的静态特性包含、、迟滞、、分辨力、精确度、稳定性和漂移。
3、传感器的输入输出特性指标可分为和动态指标两大类，线性度和灵敏度是传感器的指标，而频率响应特性是传感器的指标。
4、传感器可分为物性型和结构型传感器，热电阻是型传感器，电容式加速度传感器是型传感器。
5、某传感器的灵敏度为K0，且灵敏度变化量为△K0，那么该传感器的灵敏度误差计算公式为。
6、测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为、和三类。
7、相对误差是指测量的与被测量量真值的比值，通常用百分数表示。
8、噪声一般可分为和两大类。
9、任何测量都不可能，都存在。
10、常用的根本电量传感器包括、电感式和电容式传感器。
11、对传感器进行动态的主要目的是检测传感器的动态性能指标。
12、传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过的能力。
13、传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向方向开展。
14、假设测量系统无接地点时，屏蔽导体应连接到信号源的。
15、如果仅仅检测是否与对象物体接触，可使用作为传感器。
16、动态标定的目的，是检验测试传感器的指标。
17、确定静态标定系统的关键是选用被测非电量或电量的标准信号发生器和。
18、传感器的频率响应特性，必须在所测信号频率范围内，保持条件。
19、为了提高检测系统的分辨率，需要对磁栅、容栅等大位移测量传感器输出信号进行_ 。
2021感器的核心局部是。
21、在反射参数测量中，由耦合器的方向性欠佳以及阻抗失配引起的系统误差是。
22、传感器在输入按同一方向连续屡次变动时所得特性曲线不一致的程度称为。
二、判断题：1、灵敏度高、线性误差小的传感器，其动态特性就好。
〔〕2、测量系统的灵敏度要综合考虑系统各环节的灵敏度。
〔〕3、测量的输出值与理论输出值的差值即为测量误差。
传感器接线1
订货时，请注明产品名称及型号，例如： 浸入式温度传感器QAE2164.010
能够获取和处理传感器输出信号（DC 0...10 V 或 4...20 mA）的所有系统或设备。
西门子楼宇科技 HVAC 产品
功能 构造设计 设定元件
传感器通过传感元件的阻值随温度变化而成函数方式变化来获取介质温度值。 根据传感 器类型，这些温度变化转化为DC 0...10 V 或 4...20 mA输出信号，输出信号符合被选定 的温度范围。
传感器用于通风及空调设备中的以下用途： z 控制和限定供水温度 z 限定回水温度 z 控制 生活热水温度
型号 QAE2164.010 QAE2164.015
QAE2174.010
QAE2174.015
配件 包括保护包带有螺
纹接头G ½ A 包括保护包带有螺
纹接头 G ½ A 包括保护包带有螺
纹接头 G ½ A 包括保护包带有螺
大约0.22 kg 大约0.24 kg 大约0.22 kg 大约0.24 kg
工作电压AC 24 V (SELV) 或 DC 13.5...35 V 信号输出DC 0...10 V 量程-10...+120 °C (出厂设置), 0...100 °C 或 0...70 °C
工作电压DC 13.5...35 V 信号输出4...20 mA 量程-10...+120 °C (出厂设置), 0...100 °C 或 0...70 °C
输出信号将在60秒后达到0V
名称 保护包 保护包 保护包 保护包
材料 V4A (1.4571) V4A (1.4571) V4A (1.4571) V4A (1.4571)
额定压力 PN16 PN16 PN40 PN40