文档介绍：第一章第一章传感器概论传感器概论1. 传感器的组成2 .传感器的分类3 .传感器的特性4 .传感器的发展趋势5. 传感器的选用原则1 1 传感器的组成传感器的组成辅助电源辅助电源敏感元件敏感元件转换元件转换元件基本转换电路基本转换电路被测量电量敏感元件敏感元件是直接感受被测量,并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。辅助电路辅助电路通常包括电源等。。转换元件转换元件::敏感敏感元件的输出就是它的元件的输出就是它的输入,它把输入转换输入,它把输入转换成电路参量成电路参量。。基本转换电路基本转换电路::上述电路参数接上述电路参数接入基本转换电路入基本转换电路(简称转换电(简称转换电路),便可转换路),便可转换成电量输出。成电量输出。测物体加(角)速度敏感元件输出信号ER转换元件基本基本转换转换电路电路辅助电路辅助电路通常包括电源等。。实际上,有些传感器很简单,有些则较复杂,大多数是开环系统,也有些是带反馈的闭环系统。最简单的传感器由一个敏感元最简单的传感器由一个敏感元件件((兼转换元件兼转换元件))组成组成,它感受被测量时直接输出电量,如热热电偶电偶。有些传感器由敏感元件和转换元件组成,没有转换电路,如压电式加速度传感器,其中质量块m是敏感元件,压电片(块)是转换元件。有些传感器,转换元件不只一个,要经过若干次转换。由于空间的限制或者其他原因,转换电路常装入电箱中。然而,因为不少传感器要在通过转换电路后才能输出电信号,从而决定了转换电路是传感器的组成环节之一。简单的测试系统可以只有一个模块,如玻璃管温度计。它直接将被温度变化转化液面示值。没有电量转换和分析电路,很简单,但精度底,无法实现测量自动化。2 传感器的分类11、按传感器检测的范畴分类,、按传感器检测的范畴分类,分为物理型、化学型、生物型等33、根据传感器的能量转换情况、根据传感器的能量转换情况可分为,,能量控制型传感器和能量转换型传感器44、按照工作原理分类:、按照工作原理分类:可分为电阻、电容、电感、压电、霍尔、光电、热电偶等传感器分类方法较多传感器分类方法较多,,大体有以下几种:大体有以下几种:22、按传感器的结构分类、按传感器的结构分类结构型传感器、物性型传感器、复合型传感器2 传感器的分类55、按照被测物理量分类、按照被测物理量分类::位移、力、速度、温度、流量气体成分传感器位移、力、速度、温度、流量气体成分传感器66、根据传感器输出信号:、根据传感器输出信号:模拟信号、数字信号模拟信号、数字信号77、根据传感器使用电源与否:、根据传感器使用电源与否:有源传感器和无源传感器有源传感器和无源传感器88、按传感器的功能分类、按传感器的功能分类单功能传感器单功能传感器多功能传感器多功能传感器智能传感器智能传感器结构型传感器是利用物理学中场的定律构成的,包括动力场的运动定律,电磁场的电磁定律等。物理学中的定律一般是以方程式给出的。对于传感器,这些方程式就是许多传感器在工作时的数学模型。这类传感器的特点是传感器的工作原理是以传感器中元件相对位置变化引传感器的工作原理是以传感器中元件相对位置变化引起场的变化为基础,而不是以材料特性变化为基础。起场的变化为基础,而不是以材料特性变化为基础。物性型传感器是利用物性型传感器是利用物质定律物质定律构成的构成的,,如虎克定律、欧姆如虎克定律、欧姆定律等。物质定律是表示物质某种客观性质的法则。这定律等。物质定律是表示物质某种客观性质的法则。这种法则,大多数是以物质本身的常数形式给出。这些常种法则,大多数是以物质本身的常数形式给出。这些常数的大小,决定了传感器的主要性能。因此,数的大小,决定了传感器的主要性能。因此,物性型传物性型传感器的性能随材料的不同而异感器的性能随材料的不同而异。如,光电管,它利用了。如,光电管,它利用了物质法则中的外光电效应。显然,其特性与涂覆在电极物质法则中的外光电效应。显然,其特性与涂覆在电极上的材料有着密切的关系。又如,所有半导体传感器,上的材料有着密切的关系。又如,所有半导体传感器,以及所有利用各种环境变化而引起的金属、半导体、陶以及所有利用各种环境变化而引起的金属、半导体、陶瓷、合金等性能变化的传感器,都属于物性型传感器。瓷、合金等性能变化的传感器,都属于物性型传感器。能量控制型传感器,在信息变化过程中,传感器将从被测对象获取的信息能量用于调制或控制外部激励源,使外部激励源的部分能量载运信息而形成输出信号,这类传感器必须由外部提供激励源,如电阻、电感、电容等电路参量传感器都属于这一类传感器。基于应变电阻效应、磁阻效应、热阻效应、光电效应、霍尔效应等的传感器也属于此类传感器。能量转换型传感器,又称有源型或发生器型,传感器将从被测对象获取的信息能量直接转换成输出信号能量,主要由能量变换元件构成,它不需要外电