文档介绍：熊诗波、黄长艺主编
机械工程测试技术基础机械工程测试技术基础
中北大学机电工程学院
2008年4月
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机械工程测试技术基础,第三版
第三章第三章常用传感器与敏感元件常用传感器与敏感元件
传感器的分类 压电式传感器
机械式传感器 热电式传感器
电阻式传感器 光电式传感器
电容式传感器 光纤传感器
电感式传感器
磁电式传感器
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概述概述
传感器定义:能感受规定的被测量并按照一定的规律转换
成可用的输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换
元件组成。
传感器的重要性:
,信息技术的三大支柱是测控技术、
通信技术和计算机技术,而传感器技术是测控技术的基
础。”没有传感器技术就没有现代科学技术”的观点已为全
世界公认。
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,是感知、获取与
检测信息的窗口。
,都要通过传感器
转换成容易传输和处理的电信号。
,其自动化程度愈高,对传感器的依
赖愈大;
传感器技术的发展,又促进工业、农业、宇航、军事、
环卫等技术的发展。
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传感器的分类传感器的分类
分类方法分类举例说明
位移传感器
按被测量分类力传感器
温度传感器等
机械式
电气式
按工作原理分类
光学式
流体式等
物性型依靠敏感材料物性
按信号变换特征
结构型依靠结构参量的变化
按敏感元件与被测对象之间能量转换型无源传感器,从对象吸能
的能量关系能量控制型有源传感器,外部供能
模拟式传感器
输出信号
数字式传感器
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A 物性型与结构型传感器
物性型:依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信
:水银温度计,压电测力计.
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.
B 能量转换型和能量控制型传感器
能量转换型:也称无源传感器,是直接由被测对象输入能量
:热电偶温度计,压电式加速度计.
能量控制型:也称有源传感器,是从外部供给能量使传感器
工作的,并且由被测量来控制外部供给能量的变化.
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机械式传感器机械式传感器
机械式传感器应用很广。在测试技术中,常常以
弹性体作为传感器的敏感元件,故又称之为弹性
敏感元件。它的输入量可以是力、压力、温度等
物理量,而输出为弹性元件本身的弹性形变。这
种变形经放大后可成为仪表指针的偏转,借助刻
度指示出被测量的大小。
机械式传感器的优点:结构简单、可靠、使用方
便、价格低廉、读数直观等特点。
缺点:机械传动较多,受间隙影响,而且惯性大,
固有频率低,只宜于检测缓变或静态测量;弹性
元件有蠕变、弹性后效等现象。
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典型机械式
传感器应用
如图3-3所
示。
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近年来,在自动检测、自动控
制技术中广泛应用的微型探测开
关亦被看作机械式传感器。图3-4
表示这种开关中的一种。
它由两个弹片组成,在常态
下处于断开状态。当它与磁性块
接近时,弹片被磁化而结合,成
为接通状态。
只有当钢制工件通过时,弹
片才会被磁化而结合,从而表达
了有一件工件通过。
这类开关可用于探测物体有
无、位置、尺寸、运动状态等。
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电阻式传感器电阻式传感器
电阻式传感器的基本原理就是将被测物理量
的变化转换成电阻值的变化,再经相应的测量
电路而最后显示或记录被测量值的变化。按其
工作原理可分为变阻器式(电位器式)、电阻应
变式和固态压阻式传感器三种。
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