测试技术基础第三章常用传感器.ppt

第三章 常用传感器;3.1 概 述;2. 传感器的分类;工作范围或量程应足够大，具有一定的过载能力 与检测系统匹配性好，转换灵敏度高 精度适当，稳定性高 反应速度快，工作可靠性高 适应性和适用性强;▲ ;电阻式传感器 是把被测量转换为电阻变化的一种传感器。 按工作的原理可分为: ?变阻器式 ?电阻应变式 ?热敏式 ?光敏式 ?湿敏式 ;R—总电阻; Rx —电刷电阻;;2.应变式电阻传感器;比例关系 ;(2)工作原理;推导 ;1 金属应变片（? 不变）;(3)应变片的主要参数;(4)金属应变计;体型;立柱应力 ; 压力传感器 ;压力传感器 ;温度(热量)的变化?电阻的变化 ;圆形热敏电阻 ;▲ ;变换原理 将被测物理量的变化转化为电容量变化。 两平行极板组成的电容器,它的电容量为: 当被测量d、A或 e 发生变化时，都会引起电容的变化。如果保持其中的两个参数不变，而仅改变另一个参数，就可把该参数的变化变换为单一电容量的变化。;2. 分类 ;3. 灵敏度 ;传感器灵敏度;介质常数变化型电容式传感器;振动测量 ;电容式氢液高度传感器 ;;1. 可变磁阻式(自感型);(1).间隙变化型;(2).面积变化型;(3).螺线管型;(4).差动型;当金属板置于变化磁场中或者在磁场中运动时，在金属板中产生感应电流，这种电流在金属体内是闭合的，称为涡流。 涡流的大小与金属板的电阻率r、磁导率m、厚度t，以及金属板与线圈距离、激励电流、角频率等参数有关。 涡流式电感传感器可分为 1）高频反射式 2）低频投射式;原线圈的等效阻抗Z变化：;(2).低频透射式（互感原理）;3.涡流式传感器的应用;其中，n为转轴的转速；f为脉冲频率；z为转轴上的槽数或齿数。;案例： 测厚;案例：无损探伤;3. 变压器式--差动变压器;应用: 厚度,角度,表面粗糙度;拉伸,压缩,垂直度; 压力,流量,液位;张力,重力,负荷量;扭矩, 应力,动力;气压,温度;振动,速度,加速度;等.;3.5 磁电传感器 ;2. 分类 ;3. 动圈式传感器 ;4. 磁阻式传感器 ;5. 磁电传感器的应用;测频数 ;3.6 压电传感器 ;压电效应;ea：开路电压； q:压电晶片表面上的电荷； Ca 为压电晶片的电容。 ;压电式传感器输出电荷q很少，内阻Ra很大，输出信号很弱小，因此要进行处理： ;放大器的输入电压： ;q≈qt+qf= ei(Ca+Cc+Ci)+(ei-ey)Cf= eiC+ (ei-ey)Cf ;3. 压电传感器的应用;压电式压力传感 ;阻抗头的结构原理图 ;3.7 磁敏传感器 ;半导体霍尔元件的结构 ;半导体磁敏电阻 ;磁性体磁敏电阻 ;电磁感应型磁敏传感器 ;2. 磁敏传感器的应用 ;霍尔电动机的结构示意图 ;3.8 传感器选用原则 ;3 响应特性 ;4 稳定性 ;应变片受力后，电阻的变化dR ;对于圆形截面积的导线，若半径为r，则 ;E为导线材料的弹性模量，l为压阻系数，与材料有关。;S由两部分组成：? 前一部分(1+2m)单由金属导线的几何尺寸变化引起的； 后一部分lE是电阻率随应变而引起变化的部分，它除与金属导线几何尺寸有关外，还与金属本身的特性有关。?;当略去传感器的漏电阻Ra时?;ey=-Kei