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文件名称:合工大传感器原理与应用.pptx
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更新时间:2025-10-04
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文档摘要

合工大传感器原理与应用;1.1传感器分类;1灵敏度

灵敏度是指传感器或检测系统在稳态下输出量变化和引起此变化的输入量变化的比值。它是输入与输出特性曲线的斜率,

如右图所示,可表示为:

;2分辨力

指传感器能检出被测信号的最小变化量。当被测量的变化小于分辨力时,传感器对输入量的变化无任何反应。对数字仪表而言,如果没有其他附加说明,可以认为该表的最后一位所表示的数值就是它的分辨力。一般地说,分辨力的数值小于仪表的最大绝对误差。右表的分辨力为多少?;分辨率:将分辨力除以仪表的满量程就是仪表的分辨率,分辨率常以百分比或几分之一表示,是量纲为1的数。;1.3测量误差表示方法及数据处理;相对误差及准确度等级;例某压力表准确度为2.5级,量程为0~1.5MPa,求:;测量误差的分类

静态误差(粗大误差,系统误差,随机误差)

1.粗大误差;在重复性条件下,对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差,称为系统误差。

凡误差的数值固定或按一定规律变化者,多属于系统误差。

系统误差是有规律性的,因此可以通过实验的方法或引入修正值的方法计算修正,也可以重新调整测量仪表的有关部件予以消除。;3.随机误差;1-拉伸前2-拉伸后;金属丝受拉后的电阻变化;电阻相对变化量与力的关系;非平衡电桥的结构;非平衡电桥可以分为单臂、双臂、全桥;非平衡电桥的输出电压;四臂全桥;全桥的温度自补偿原理;应变片的结构;金属丝式应变片的结构;管桩材料的受压应变测量;应变式荷重传感器的外形及应变片的粘贴位置;金属热电阻的正温度系数

温度升高,金属内部原子晶格的振动加剧,从而使金属内部的自由电子通过金属导体时的阻碍增大,宏观上表现出电阻率变大,电阻值增加,称其为正温度系数,即电阻值与温度的变化趋势相同。

;金属丝电阻随温度增高而变大的演示;易提纯、复现性好的金属材料才可用于制作热电阻;金属热电阻材料的主要技术性能;热电阻的阻值Rt与温度t的关系表达式;铂热电阻分度表;被测物体位移等的变化转换为线圈电感量的变化,再将电感量的变化转换为电流??电压或者频率的变化,实现非电量到电量的转换。

电感传感器可分为自感式和互感式两大类。电感式传感器通常是指自感传感器。自感系数常用L来表示,简称自感或电感。

自感的单位是亨利,简称亨,符号是H。常用的较小的单位有毫亨(mH)和微亨(μH)。自感传感器的数值多为mH数量级。;1-线圈绕组2-铁心

3-衔铁;螺线管式电感传感器;当衔铁偏离中间位置时,两个绕组的电感一个增加,一个减小,形成差动形式。;电感传感器的交流电桥;1-衔铁的位移曲线

2-激励源波形

3-交流电桥的输出波形

4-普通检波之后的直流平均值

5-相敏检波之后的直流平均值;采用相敏检波电路的必要性;差动变压器传感器的工作原理;差动变压器式传感器的等效电路及接线;差动变压器的输出波形;第四章:电涡流传感器;趋肤效应(集肤效应);电涡流线圈等效阻抗分析;电涡流线圈的等效阻抗;电涡流效应演示;调频(FM)式电路;并联谐振回路的谐振频率;电涡流表面探伤;手持式裂纹测量仪;轴承滚子涡流探伤机;电容式传感器的工作原理;三种类型的电容传感器;变极距式电容传感器的特性曲线;变面积式电容传感器的特性总结;电容式液位计(可以理解为变面积或变介电原理);电容式传感器的测量转换电路;调频(FM)电路;“三明治”摆式硅微电容加速度传感器结构;休息一下~

Let’shavearest~;

吴喆

2015年6月5日;压电效应(Piezoelectricity);1-正电荷等效中心2-负电荷等效中心;石英晶体的压电效应演示;电荷放大器基本电路;压电传感器的输出电压与等效电容的关系;电荷放大器原理;压电式动态力传感器以及在车床中用于动态切削力的测量;a)原理图b)中心压缩式压电加速度传感器结构

c)环形剪切式压电加速度传感器结构d)外形

1-基座2-引出电极3-压电晶片

4-质量块5-弹簧6-壳体7-固定螺孔;(1)灵敏度K压电式加速度传感器的输出为电荷量,以pC为单位(1pC=10-12C)。而输入量为加速度,单位为m/s2,所以灵敏度以pC/ms-2为单位,或用重力加速度pC/g。灵敏度的范围约为10~100pC/g。

目前许多压电加速度传感器的输出是电压,所以灵敏度单位也可以为mV/g,通常为10~1000mV/g。

(2)频率范围常见的压电加速度传感器的频率范围为0.01Hz~20kHz。

(3)动态范围常用的测量范围为0.1~100g,或1000m/s2。测量冲击振动时应选用100~10000g的高频加速度传感器;而测量