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第二章：在线监测故障信号采样 信号的获取与调理是测试系统中非常重要的组成部分，其性能直接影响测试系统的工作效能。在整个测试系统中，传感器承担着信号的获取功能，它是整个测量系统的首要环节，而其输出信号一般是很微弱的，需要进行某些调整和处理，并把信号转换成便于进行处理、接收和显示的形式。 2.1传感器的定义： 传感器是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或装置。通常由敏感元件和转换元件组成。 目前，传感器转换后的信号大多为电信号。因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信号转换成电信号的器件或装置。 2.1.1传感器的分类： 1)按被测物理量分类: 位移传感器,流量传感器,温度传感器等. (2)按传感器元件的变换原理分类: 物性型:依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换. 例如:水银温度计,压电测力计. 结构型:依靠传感器结构参数的变化实现信号转变. 例如:电容式和电感式传感器. (3)按传感器的能量传递方式分类: 能量转换型:直接由被测对象输入能量使其工作. 例如:热电偶温度计,压电式加速度计. 能量控制型:从外部供给能量并由被测量控制外部供给能量的变化. 例如:电阻应变片. 能量传递型:从某种能量发生器与接受器进行能量传递过程中实现敏感检测. 例如:超声波发生器和接受器. 表2.1传感器的分类及结构类型 按基本效应分类 物理型 化学型 生物型 采用物理效应进行转换 采用化学效应进行转换 采用生物效应进行转换 按构成原理分类 结构型 物性型 以转换元件结构参数变化实现信号转换 以转换元件物理特性变化实现信号转换 按能量关系分类 能量转换型 能量控制型 传感器输出量直接由被测量能量转换而来 传感器输出量能量由外部能源提供，但受输入量控制 按工作原理分 电阻式 电容式 电感式 压电式 磁电式 热电式 光电式 光纤式 利用电阻参数变化实现信号转换 利用电容参数变化实现信号转换 利用电感参数变化实现信号转换 利用压电效应实现信号转换 利用电磁感应原理实现信号转换 利用热电效应实现信号转换 利用光电效应实现信号转换 利用光纤特性参数变化实现信号转换 按输入量分类 长度、角度、振动、位移、压力、温度、流量、距离、速度等 以被测量命名（即按用途分类） 按输出量分类 模拟式 数字式 输出量为模拟信号（电压、电流、……） 输出量为数字信号（脉冲、编码、……） 2.1.2几种常见传感器 1．电学式传感器 ????电学式传感器是非电量电测技术中应用范围较广的一种传感器，常用的有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传感器等。 电阻式传感器是利用变阻器将被测非电量转换为电阻信号的原理制成。电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变片式及压阻式传感器等。电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。 ?电容式传感器是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制成。主要用于压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。 ?电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变电感或互感的电感量或压磁效应原理制成的。主要用于位移、压力、力、振动、加速度等参数的测量。 磁电式传感器是利用电磁感应原理，把被测非电量转换成电量制成。主要用于流量、转速和位移等参数的测量。 ???电涡流式传感器是利用金屑在磁场中运动切割磁力线，在金属内形成涡流的原理制成。主要用于位移及厚度等参数的测量。 2．磁学式传感器 ????磁学式传感器是利用铁磁物质的一些物理效应而制成的，主要用于位移、转矩等参数的测量。 ??3．光电式传感器 ????光电式传感器在非电量电测及自动控制技术中占有重要的地位。它是利用光电器件的光电效应和光学原理制成的，主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。 ??4．电势型传感器 ????电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍尔效应等原理制成，主要用于温度、磁通、电流、速度、光强、热辐射等参数的测量。 ??5．电荷传感器 ????电荷传感器是利用压电效应原理制成的，主要用于力及加速度的测量。 6．半导体传感器 ????半导体传感器是利用半导体的压阻效应、内光电效应、磁电效应、半导体与气体接触产生物质变化等原理制成，主要用于温度、湿度、压力、加速度、磁场和有害气体的测量。 7．谐振式传感器 ????谐振式传感器是利用改变电或机械的固有参数来改变谐振频率的原理制成，主要用来测量压力。 8．电化学式传感器? 电化学式传感器是以离子导电为基础制成，根据其电特性的形成