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* * 传感器的基本概念 传感器的定义 能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。 四层含义： （1）传感器是一种测量器件或装置 （2）“特定的被测量信息”：非电量 物理量 化学量 生物量 电量 （3）“可用信号输出” （4）“转换”：传感器、变换器、变送器、换能器、 转换器、探测器 传感器的组成 二、传感器的物理定律 （1）守恒定律 （2）统计法则 物理量随着空间和时间的移动，其总量保持不变。 能量守恒、动量守恒、电荷守恒 传感器与被测量之间能量转换时必须遵循。 常和传感器的工作状态有关。 运动的微观世界与宏观世界相结合的定律。 如：热力学第二定律 （3）场的定律 描述电场、磁场、物质场、重力场等在空间和时间上的变换规律。 静电场：电容式传感器；电磁感应：电感式传感器 物理方程 传感器工作的数学模型 （4）物质定律 表示各种物质内在客观性质的定律。 虎克定律 F = k x 、欧姆定律 U = R I 半导体物质法则：压敏、热敏、光敏、湿敏 例 大吨位电容式称重传感器 被测非电量： 敏感元件： 有用非电量： 传感元件： 有用电量： 电容量C 弹性体 外界压力 极板间距变化 电容传感器 弹性体 极板支架 绝缘材料 定极板 动极板 三、传感器的分类 电容式、电感式、热电式传感器 位移、速度、温度传感器 分类方法 按输入物理量： 按工作原理： 按能量关系： 按输出信号性质： 按构成原理： 按构成传感器的功能材料： 按高新技术： 能量转换型（有源传感器） 能量控制型（无源传感器） 模拟式、数字式传感器 结构型、物性型传感器 半导体传感器 集成传感器、智能传感器 仿生传感器、机器人传感器 电阻元件 非电量 电阻变化 §2-1 电位器式传感器 一、线绕电位器式传感器 精密电位器 机械位移信号 电信号 转换元件 位移 导电材料 §2-2 应变式电阻传感器 金属电阻应变片 半导体电阻应变片 电容元件 非电量 电容量变化 电感式传感器 电磁感应 被测非电量 自感系数L 互感系数M 测量电路 U、I、f 自感式传感器 互感式传感器 电涡流式传感器 互感式传感器 电涡流式传感器 热电传感器 热能 电能 —— 热电偶 温度 电势 电阻 金属 半导体 热电阻 热敏电阻 —— 压电器件 受力、表面形变 电荷 压电介质 正压电效应 Q(E) 电能 T(S) 机械能 逆压电效应 x1 光源 光通路 光电器件 测量电路 光量 光量 电量 x2 输出 金属 金属氧化物 半导体 光照 电子 —— 光电效应是光电传感器的基本转换原理 光照 半导体 电子在物体内部运动 内光电效应 金属 金属氧化物 光照 电子逸出物体表面 外光电效应 *