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传感器原理及应用调研报告 学 院： 机械学院 专 业： 机制 班 级： 101 学 号： 10080 学生姓名： 指导教师： 冯治国 2013年 12 月 8 日 一、传感器的定义? 国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 二、传感器的分类? 可以用不同的观点对传感器进行分类：它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。????根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类?。?? 物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。?? 化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。?? 有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。 三、传感器的应用??? 传感器的应用领域涉及机械制造、工业过程控制、汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品和专用设备等。就世界范围而言，传感器市场上增长最快的是汽车市场的需求，占第二位的是过程控制市场，前景看好是通讯市场。 本文主要介绍了光纤传感器、光电传感器和压力传感器。 四、光纤传感器????? ?1、光纤传感器应用背景 近20年来，世界范围内用于光纤通讯和光纤传感器的资金正在不断增长。与传统传感器相比，光纤传感器有一些列独特的优点。它可以在强电磁干扰、高温高压、原子辐射、易爆、化学腐蚀等恶劣条件下使用，高灵敏度及低拐”卧勺优点使其用途广泛，例如能够纰成空间分布列阵及网络，应用于人体医学、城建监控、环境监测等方面。科学家已提出了四十多种测量对象的几百种光纤传感器．同时也指出了乐观的市场前景。光纤传感器种类繁多，能以高分辨率测量许多物理参数，与传统的机电类传感器相比具有很多优势，如：本质防爆、抗电磁干扰、抗腐蚀、耐高温、体积小、重量轻、灵方便等，因此其应用范围非常广泛，并且特别适于恶劣环境中的应用。 2、光纤传感器的应用状况 光纤位移传感器，主要有编码器和光栅尺，主要在车床上起到定位作用，就是X,Y轴的尺寸设定。而速度传感器也是有编码器反馈的信号，主要是数控车床的测速，也是加工中设定的速度? 传感器的小尺寸在医学应用中是非常有意义的，光纤光栅传感器是现今能够做到最小的传感器。光纤光栅传感器能够通过最小限度的侵害方式对人体组织功能进行内部测量，提供有关温度、压力和声波场的精确局部信息。 3、光纤传感器的基本原理? 光纤是利用光的全反射原理来引导光波的。当光波在光纤中传输时，表征光波的特征参量(振幅、相位、偏振态、波长等)，会由于被测叁量(温度、压力、加速度、电场、磁场等)对光纤的作用而搜生变化，从而引起光波的强度、干涉效应、偏振面发生变化，使光波成为被调制的信号光，再经过光探测器和解凋器从而获得被测参量的参数。? 光纤传感器可以按传感原理分为两类，一类称为功能型传感器，它的光纤对被测信号兼有敏感和传输的作用，即它具有传与感台的特点。另一类称为非功能型传感器，它的光纤仅起传输的作用，而对被测信号的感觉则是利用其他光学敏感元件来完成的。光纤传感器还可以按光波在光纤中被调制的原理分为：光强调制型、相位调制型、偏振态凋制型和波长调制型等几种形式。光纤传感器电路图如下： 4、测量物理量和范围? 光纤光栅阵列温度传感器被设计用来测量超声波、温度和压力场，内部实地地研究病变组织的超声和热性质，传感器的分辨率为0，1℃，精度为±0．2C，测量范围为30～60。C。另一个光纤光栅温度传感系统[641被研制用来遥测核磁共振机中的实地温度，探头由四个光纤光栅组成，探头置于核磁共振机中的一个容器中，容器中的磁场约4．7T，用25m长的光纤连接探头和解调仪，系统的分辨率为0．1℃，精度为±O