重庆大学机械考研-机械工程测试技术-6传感器原理与测量电路1.pdfVIP

华中科技大学机械学院 第6章、传感器原理与测量电路 本章学习要求： 1.了解传感器的分类 2.掌握常用传感器测量原理 3.了解传感器测量电路 华中科技大学机械学院 6.1 概述 1. 传感器定义 传感器是借助检测元件将一种形式的信息转 换成另一种信息的装置。 物理量 电量 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 号转换成电信号的装置。 华中科技大学机械学院 2. 传感器的构成 传感器由敏感器件与辅助器件组成。敏感器件 的作用是感受被测物理量，并对信号进行转换输 出。辅助器件则是对敏感器件输出的电信号进行放 大、阻抗匹配，以便于后续仪表接入。 V 华中科技大学机械学院 3. 传感器的分类 1)按被测物理量分类 常见的被测物理量 机械量:长度,厚度,位移,速度,加速度, 旋转角,转数,质量,重量,力, 压力,真空度,力矩,风速,流速, 流量; 声: 声压,噪声. 磁: 磁通,磁场. 温度: 温度,热量,比热. 光： 亮度，色彩 华中科技大学机械学院 2)按工作的物理基础分类: 机械式,电气式,光学式,流体式等. 华中科技大学机械学院 3)按信号变换特征: 能量转换型和能量控制型. 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. 华中科技大学机械学院 4)按敏感元件与被测对象之间的能量关系: 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.如:水银温度计. 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. 华中科技大学机械学院 传感器是测量装置与被测量之间的接口，处于测 量系统的输入端，其性能直接影响着整个测量系统， 对测量精确度起着主要的作用。 在选择和使用传感器时还应该注意以下几点: 首先应该满足不失真测试的条件。 1)适当的灵敏度 灵敏度高意味着传感器能检测微小的信号，当被测量 稍有变化，传感器就有较大的输出。但高灵敏度的传感器 测量范围也较窄，较容易受噪声的干扰。 2)足够的精确度 传感器的精确度表示其输出电量与被测量的真值的 一致程度。 3)高度的可靠性 4)对被测对象的影响小 传感器与被测物之间的相互作用要小。 华中科技大学机械学院 6.2 电阻式传感器 • 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、电敏式. •1 变阻器式传感器 华中科技大学机械学院 • 等效电路分析: •L-变阻器总长; •x-电