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1、传感器知识传感器的定义国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规 定的被测虽并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装 置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测虽的信息，并能将检测感受到的信息， 按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以 满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的分类目前对传感器尚无一个统一的分类方法，但比较常用的 有如下三种：1、按传感器的物理虽分类，可分为位移、力、速度、 温度、流虽、气体成份等传感器。2、按传感器工作原理分类， 可分为电阻、电容、电感、 电压、霍
2、尔、光电、光栅热电偶等传感器。3、按传感器输出信号的性质分类，可分为：输出为开关虽（“ 1 ”和“ 0 ”或“开”和“关”）的开关型传感器；输出为模拟型传感器；输出为脉冲或代码的数字型传感器。传感器的静态特性传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输 出虽与输入虽之间所具有相互关系。因为这时输入虽和输出 虽都和时间无关，所以它们之间的关系，即传感器的静态特 性可用一个不含时间变虽的代数方程，或以输入虽作横坐标, 把与其对应的输出H作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表 征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、分辨力 和迟滞等。传感器的动态特性所谓动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输
3、出的 特性。在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准 输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的 响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与 它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了 前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正 弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率 响应来表示。传感器的线性度通常情况下，传感器的实际静态特性输出是条曲线而非 直线。在实际工作中，为使仪表具有均匀刻度的读数，常用 一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度（非线性 误差）就是这个近似程度的一个性能指标。拟合直线的选取 有多种方法。如将零输入和满虽程输
4、出点相连的理论直线作 为拟合直线；或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的 理论直线作为拟合直线，此拟合直线称为最小二乘法拟合直传感器的灵敏度灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出H变化y对输入虽变化 x的比值。它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系，则灵敏度 S是一个常数。否则，它将 随输入虽的变化而变化。灵敏度的虽纲是输出、输入虽的虽纲之比。例如，某位移传感器，在位移变化 1mm时，输出电压变化为 200mV则其灵敏度应表示为 200mV/mm当传感器的输出、输入H的H纲相同时，灵敏度可理解 为放大倍数。提高灵敏度，可得到较高的测虽精度。但灵敏度愈高， 测虽范围愈
5、窄，稳定性也往往愈差。传感器的分辨力分辨力是指传感器可能感受到的被测虽的最小变化的能力。也就是说，如果输入虽从某一非零值缓慢地变化。当 输入变化值未超过某一数值时，传感器的输出不会发生变化， 即传感器对此输入虽的变化是分辨不出来的。只有当输入虽 的变化超过分辨力时，其输出才会发生变化。通常传感器在满虽程范围内各点的分辨力并不相同，因 此常用满虽程中能使输出虽产生阶跃变化的输入虽中的最大变化值作为衡H分辨力的指标。上述指标若用满H程的白 分比表小，则称为分辨率。电阻式传感器电阻式传感器是将被测虽，如位移、形变、力、加速 度、湿度、温度等这些物理虽转换式成电阻值这样的一种器 件。主要有电阻应变式、
6、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿 敏等电阻式传感器件。电阻应变式传感器传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应，即在外力 作用下产生机械形变，从而使电阻值随之发生相应的变化。 电阻应变片主要有金属和半导体两类，金属应变片有金属丝 式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高（通常 是丝式、箔式的几十倍）、横向效应小等优点。压阻式传感器压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体 材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为 测虽传感元件，扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受 到外力作用而产生形变时，各电阻值将发生变化，电桥就会 产生相应的不平衡输出。用作压阻式传感器的基片（或称膜片）
7、材料主要为硅片 和钻片，硅片为敏感材料而制成的硅压阻传感器越来越受到 人们的重视，尤其是以测虽压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍热电阻传感器热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测虽温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要 求比较高的场合，这种传感器比较适用。目前较为广泛的热 电阻材料为钳、铜、镣等，它们具有电阻温度系数大、线性 好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测 虽-200 C+500 C范围内的温度。传感器的迟滞特性迟滞特性表征传感器在正向（输入H增大）和反向（输 入虽减小）行程间输出-一输入特性曲线不一致的程度，通 常用这两条曲线之间的最大差值 m
8、AX与满虽程输出 FS的白分比表示，迟滞可由传感器内部元件存在能 H的吸收造成。传感器的选用传感器千差万别，即便对于相同种类的测定虽也可采用 不同工作原理的传感器，因此，要根据需要选用最适宜的传 感器。测虽条件如果误选传感器，就会降低系统的可靠性。为此，要从 系统总体考虑，明确使用的目的以及采用传感器的必要性， 绝对不要采用不适宜的传感器与不必要的传感器。测虽条件 列举如下，即测虽目的，测虽虽的选定，测虽的范围，输入 信号的带宽，要求的精度，测虽所需要的时间，过输入发生 的频繁程度。传感器的性能选用传感器时，要考虑传感器的下述性能，即精度，稳 定性，响应速度，模拟信号或者数字信号，输出H及其电平， 被测对象特性的影响，校准周期，过输人保护。传感器的使用条件传感器的使用条件即为设置的场所，环境，测虽的时间,与显示器之间的信号传输距离，与外设的连接方式，供电电 源容虽。
