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传统传感器 一.电阻式传感器 1.原 理 电阻式传感器的基本原理是将被测的非电量转化成电阻值的变化，再经过转换电路变成电量输出。根据传感器组成材料变化或传感器原理变化，产生了各种各样的电阻式传感器，主要包括应变式传感器及压阻式传感器。 ?????? 电阻传感器可以测量力、压力、位移、应变、加速度和温度等非电量参数。电阻式传感器结构简单，性能稳定，灵敏度较高，有的还可用于动态测量。 灵敏度系数K受两个因素影响 一是应变片受力后材料几何尺寸的变化， 即1+2μ 二是应变片受力后材料的电阻率发生的变化， 即（?ρ/ρ）/ε。 对金属材料：1+2μ＞＞(? ρ/ρ)/ε 对半导体材料：(? ρ/ρ)/ε＞＞1+2μ 大量实验证明，在电阻丝拉伸极限内， 电阻的相对变化与应变成正比，即K为常数。  2.测量电路 直流电桥 交流电桥 load 二.电容式传感器 1.原理 2.分类  两极板相互覆盖面积及极间介质不变，当两极板在被测参数作用下发生位移，引起电容量变化. 变间隙式一般用于微小位移的测量（小至：0.01微米）。 3.测量电路 交流电桥 变压器电桥 二极管式线路 差动脉冲宽度调制线路 运放式线路4.应用 4.应用位移测量 其他应用 指纹识别所需电容传感器包含一个大约有数万个金属导体的阵列，其外面是一层绝缘的表面，当用户的手指放在上面时，金属导体阵列/绝缘物/皮肤就构成了相应的小电容器阵列。它们的电容值随着脊（近的）和沟（远的）与金属导体之间的距离不同而变化。 液位计 三.电感式传感器 1.原理 利用磁路磁阻变化引起传感器线圈的电感（自感L或互感M）变化来检测非电量的机电转换装置。 电感式： L变化 差动变压器式： M变化 电涡流式： L、M变化 ２．测量电路 a）相敏检波电路 b）差动整流电路 ３．应用 电涡流传感器  具有结构简单、抗干扰能力强、非接触测量等特点 转速测量 计数 测厚度 探伤 测振动 测温 测位移 四.压电式传感器 １.原理 顺压电效应：一些电介质，在受到一定方向的外力作用而变形时，内部产生极化现象，而在其表面产生电荷，当去掉外力后，又重新回到不带电状态，这种将机械能转换成电能的现象，称为顺压电效应，又称为压电效应。 逆压电效应：当在电介质极化方向施加电场时，电介质在一定方向上产生机械变形，内部出现机械应力，这种将电能转换成机械能的现象称“逆压电效应”,又称为电致伸缩效应。 　　　压电效应的表达式： 压电效应能量转换的几种基本形式 ２.特点 力敏感传感器，可测如力、压力、加速度等 双向有源传感器（正向和逆向效应） 体积小、重量轻 结构简单、工作可靠 频响宽 ３. 测量电路 压电传感器本身的内阻抗很高, 而输出能量较小, 因此它的测量电路通常需要接入一个高输入阻抗的前置放大器，其作用为: 一是把它的高输出阻抗变换为低输出阻抗; 二是放大传感器输出的微弱信号。压电传感器的输出可以是电压信号, 也可以是电荷信号, 因此前置放大器也有两种形式: 电压放大器和电荷放大器。 １）电压放大器 ２）电荷放大器 ４.应用 振动分析 振动分析 飞机轮子振动分析 五.热电式传感器 １.原理 热电式传感器是利用转换元件的参数随温度变化的特性，将温度和与温度有关的参数的变化转换为电量变化输出的装置。 测量温度通常利用一些材料或元件的性能随温度变化而改变的特性。通过测量该特性，达到测量温度大小的目的。 用来测量温度特性的材料性能有热膨胀、电阻、热电势、半导体PN结特性、导磁率、介电系数、弹性等。 分类: 将温度的变化转换为热电势的变化称为热电偶。 将温度的变化转换为电阻变化的称为热电阻。 如果从感受温度的途径来划分测量温度可分为接触式检测和非接 触式检测。 2.热电阻传感器 热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类，前者简称热电阻，后者简称热敏电阻。 当温度发生变化时，金属热电阻和半导体热电阻的阻值将发生变化。这就构成了热电阻测温传感器的基本原理。 物质的电阻率随温度变化的物理现象称为热阻效应。对于大多数金属来说，温度增加时，自由电子的动能增加，改变了自由电子的运动方式，使之能形成定向运动所需要的能量就增加。这反映在电阻上，阻值就会增加，一般可以描述为： α为热电阻的温度系数，表示单位温度引起的电阻相对变化。 2.热电阻传感器 . 热电阻的结构 2.热电阻传感器 2.2热敏电阻的特点 热敏电阻是用半导体材料制成的热敏器件。按物理特性，可分为三类： 负温度系数热敏电阻(NTC)；多用于温度测量和补偿； 正温度系数热敏电组(PTC)；用于恒温、加热控制或温度开关； 临界温度系数