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1、传感器是能感受规定被测量并根据肯定规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器的组成：1敏感元件，作用：干脆感受被测量并以确定关系输出另一物理量的原件2转换原件，作用：将敏感元件输出的非电量转换成电路参数及电流或电压等信号3基本转换电路，作用：将该电信号换成便于传输，处理的电量。传感器按测量对象分为：1内部信息传感器和外部信息传感器。工作机理;1物性型2结构型按输出信号的性质分为开关型，模拟型和数字型传感器的特性主要是指输出及输入之间的关系，有静态和动态之分。当传感器的输入量为常量或随时间缓慢变更时，传感器的输出及输入之间的关系成为静态特性。输出量随时间变更的输入量的相应特性称为动态特性。传感器
2、是非电量电测的首要环节和关键部件。传感器的性能要求：1高精度，低成本2高灵敏度3工作牢靠4稳定性5抗干扰实力强6动态特性良好7结构简洁，小巧，运用维护便利，通用性强，功耗低等。计算机集成制造系统CIMS柔性制造系统FMS传感器的性能指标评价及选用原则：1测量范围及量程2灵敏度3线性度4稳定性(稳定性即在相同条件下，相当长的时间内，其输入输出特性不发生变更的实力。稳定性一般以诗文条件下经过肯定的时间间隔后，传感器的输出及起始标定时输出的差异来表示)5精确度6重复读7动态特性8环境参数影响传感器稳定性的因素是时间和环境。一般状况下，在不致引起传感器的规定性能指标永久变更的条件下，传感器允许超过其测
3、量范围的实力称为过载实力。线性度是以肯定的拟合直线作基准及校准曲线作比较，用其不一样的最大偏差及理论满量程输出值得百分比进行计算。在明确传感器输入/输出关系的前提下，利用某种标砖器具产生已知的标准非电量输入，确定其输出电量及其输入电量之间关系的过程，称为标定。标定的实质是待标定传感器及标准传感器之间的比较。传感器静态标定：是给传感器输入已知不变的标准非电量，测出其输出，给出标定曲线、标定方程和标定常数。传感器的静态标定指标：灵敏度，线性度，滞差，重复性等。设备：力标定设备，压力标定设备，温度标定设备。静态标定系统的关键在于被测非电量的标准发生器及标准测试系统。标定设备的要求：具有足够的精度，至
4、少应比被标定的传感器搞一个精度等级，并且符合国家计量值传递的规定，或经计量部门鉴定合格，量程范围应及被标定传感器的量程相适应，性能稳定牢靠。运用便利，能适应多种环境。传感器动态标定：通过确定传感器的线性工作范围，频率响应函数，幅频特性和想频特性曲线，阶跃响应曲线，来确定传感器的频率响应范围，幅值误差和相位误差，时间常数，阻尼比等。 动态标定的目的是检测测试传感器的动态性能指标。传感器的标定系统：1被测非电量的标准发生器或被测非电量的标准测试系统2待标定传感器3所配接的信号调整器及显示、记录器等电测法是利用各种传感器将位移变换成电量或电参数，再经过接测量仪器进一步变换完成对位移检测的一种方法。参
5、量位移传感器的工作原理是将被测物理量转化为电参数。电位计还可以将位移或转交变换成及之有某种函数关系的电阻或电压输出，叫函数电位计或是非线性电位计。阶梯误差限制了线绕电位计的精度和辨别力。电感式位移传感器是将被测物理量位移转化成自感L，互感M的变更，并通过测量电感量的变更确定位移量。电感式位移传感器主要有：自感式，互感式，涡流式和压磁式。特点：输出功率大，灵敏度高，稳定性好。差动变压器式电感位移传感器测量精度高，辨别力达0.1um，线性范围大，稳定性好，运用便利。涡流式位移传感器是利用电涡流效应将被测量变换为传感器线圈阻抗Z变更的一种装置。特点：非接触式，结构简洁，灵敏度高。压电式位移传感器的饿
6、工作原理是将位移转化成力的变更，然后利用压电效应将力的变更转换为电信号。大位移传感器：磁栅式位移传感器，光栅式位移传感器，感应同步器，激光位移传感器感应同步器是利用电磁感应原理将线位移和角位移转换成电信号的一种装置。特点：精度较高，对环境要求较低，可测大位移，工作牢靠，抗干扰实力强维护简洁，寿命长。参量性测力传感器有电阻应变式，电容式，电感式等，发典型有压电式，压磁式弹性元件形式：柱型，薄壁环型，梁型金属丝的作用是感受机械试件的应变变更，对金属丝要求：1具有较高的电阻系数2具有尽可能大的电阻应变灵敏度系数，而且要求电阻应变灵敏度系数在尽可能大的应变范围内保持为常数。3具有较小的温度系数4具有较
7、高的弹性极限，以便得到较宽的应变测量范围5良好的加工型和焊接性6对铜的电动势要小底基的作用是将试件的应变精确的专递给敏感栅，所以底基具有较低的弹性模量，高绝缘电阻，良好的抗湿抗热性能。纸基制作简洁，价格便宜，比较松软，应变极限大，耐潮湿耐热差，胶基具有较好的绝缘性箔式电阻应变片优点：1金属箔很薄，因而所感受的应力状态及试件表面的应力状态更接近，2箔式敏感栅面积大，散热条件好，允许通过较大的电流，灵敏度高，输出功率大3箔式敏感栅的尺寸可以做的很精确基长可以很短，制成随意形态，扩大运用范围4便于批量生产压阻效应是指固体受到应力作用时，其电阻率发生变更，这种现象叫压阻效应。正压电效应：当某些晶体沿肯
8、定方向受外力作用而变形时，在其相应的两个相对表面产生极性相反的电荷，当外力去掉后，又复原到不带电状态，这种物理现象称为正压电效应。电荷的极性取决去变形的形式。逆压电效应：在某些晶体的极化方向（受力能产生电荷的方向）施加外电场，晶体本身将产朝气械变形，当外电场撤去后变形也随之消逝。称为逆压电效应。压电力传感器的性能指标及选用原则:量程和频带的选择2电荷放大器的选择3电缆的选择在机械力作用下，铁磁材料内部产生应力或应力变更，使导磁率发生变更，磁阻相应也变更的现象称为压磁效应。集流环按工作原理分为电刷滑环式，水银式 ，感应式电感式压力传感器适用于静态或是变更缓慢压力的测试。机电一体化系统对测速发电机
9、的主要要求：1输出电压对转速应保持较精确的正比关系2转动惯量要小3灵敏度要高直流测速发电机工作中，输出电压及转速之间不能保持比例关系，缘由：1有负载时，点数反应去磁作用的影响，使输出电压不再及转速承正比，要到这种状况可以砸定子磁极上安装补偿绕组，或使负载电阻大于规定值2电刷接触压降的影响，这是因为电刷接触电阻是非线性的，即当点击钻苏较低，相应的电枢电流较小时，接触电阻较大，从而使输出电压很小，只有高速电枢电流较大时，电刷压降才可以认为是常数，为了减小电刷接触压降的影响，即缩小不灵敏区，应采纳接触压降较小的同-石墨点击或是铜电极，并在它及换向器上镀银3温度的影响，励磁绕组中长期流过电流易发热，其
10、电阻值也相应增大，从而使励磁电流减小的原因。，可串联一电阻值较大的附加电阻，再接到励磁电源上。压电陀螺利用压电晶体的压电效应工作。有振梁型，双晶片型和圆管型陀螺激光式角速度传感器利用环形干涉原理。光纤陀螺利用两路相干光温差及其连线方向上的流速重量的平方根成正比。电压放大器的输入阻抗大于1000M，输出阻抗小于100一般加速度传感器的尺寸越大，固有频率越低。闭环传感器可以提高精度，扩大量程视觉传感器在机电一体化系统中的作用1进行位置检测2进行图像识别 ，通过图像识别理解对象物得特征以及同其他对象的区分3进行物体形态，尺寸缺陷的检测。视觉传感器以光电变换为基础，组成包括1照明部：为了从被测物体得到
11、光学信息须要照明，充分发挥传感器性能的重要条件2接受部:具有聚成光学图像或抽出有效信息的功能3观点转换部：将光学图像转化成电信号4扫描部：将二维图像的电信号转换为时间序列的一维信号。红外线利用热电效应。人工视觉系统由图像输入，图像处理，图像存储和图像输出组成。编码的作用是用最少量得编码位来表示图像，以便有效的传输和存储。图像处理的驻澳目的是改善图像质量，以利于进行图像识别。输入的图像信息含有噪声，且并非每个像素都具有实际意义，因此，必需消退噪声，将全部像素的集合进行再处理，以构成为线段或区域等有效的像素组合，从所需的物体图像中去掉不必要的像素，这就是图像的前处理。方法：局部并列型，完全并列型，
12、流水线型，多处理器型。图像处理的方法有微分法和区域法。最简洁也是最早得到运用的接触觉 传感器是微动开关。当两种不同的金属导体两端紧密的链接在一起组成一个闭合电路时，由于两个接触点温度不同，回路中将产生热电动势，并有电流流过，这种把热能转换成电能的现象叫做热电效应。热电动势有接触电动势和温差电动势两部分组成。接触电动势是由于两种不同的导体材料的自由电子密度不同而在接触处形成的电动势。温差电动式是在同一根导体中由于两端温度不同而产生的电动势。热电动势的大小及两种金属材料及热锻及冷端的温度有关。薄膜热电偶主要用于测量固体表面小面积瞬时变更的温度，并联热电偶用于测量平均温度。串联热电偶输出电动势是每个
13、热电动势之和。恒温法、温度修正法、电桥补偿法、冷端补偿法、点位补偿法等。金属热电阻式温度传感器机理：在金属导体两端加电压后，使其内部杂乱无章运动的自由电子形成有规律的定向运动，而使导体到导电。当温度上升时，由于自由电子获得较多能量，能从定向运动中摆脱出来，从而定向运动被减弱，导电率降低，电阻增大。电桥测量法有平衡法和不平衡法为了避开通过沟通电时产生感抗，或有交变磁场时产生感应电动势，在绕制时要采纳双线无感绕制法。热敏电阻式温度传感器机理：在低温下，电子-空穴浓度很低，故电阻率很大，随着温度的上升，电子-空穴的浓度按指数规律增加，电阻率快速减小。非接触式温度传感器分为：全辐射式温度传感器，亮度式
14、和比色式温度传感器。全辐射式温度传感器利用物体在全光谱范围内总辐射量及温度的关系测量温度。亮度式温度传感器利用物体的单色辐射亮度随温度变更的原理，并以被测物体光谱的一个狭窄域内的亮度及标准辐射体得亮度进行比较。半导体传温度感器以半导体P-N结的温度特性为理论基础。气敏传感器是一种将检测到气体的成分和浓度转换成电信好号得传感器。气敏半导瓷材料氧化锡（SnO2）是以N型半导体，导电机理用吸附效应。气敏元件的分类：烧结型，薄膜型和厚膜性煤气传感器有半导体式和接触燃烧式湿敏元件利用湿敏材料汲取空气中的水分而导致本身电阻发生变更的原理。肯定湿度是指肯定大小空间中水蒸气的肯定含量。相对湿度为某一被测蒸汽压
15、及相同温度下饱和蒸汽压比值的百分数。半导体湿敏元件特点：较好的热稳定性，较强的抗污实力，能在恶劣、易污染的环境中测得精确的湿度数据，响应快，运用温度范围宽，可加热清洗等。烧结型半导体瓷湿敏元件在500度左右的高温短期加热时可去除油污、有机物和尘埃等污染物。热敏式电阻式湿敏元件工作原理：给两个珠形热敏电阻通以电流，自身加热至200度左右，一个封入干燥空气中（封闭式）另一个作为湿敏元件(开启式)，共同组成湿度传感器。热敏电阻式湿敏元件测肯定湿度。高分子膜湿敏元件测相对湿度。热敏电阻式湿敏元件特点：1灵敏度高且相应速度快2无滞后现象3不像干湿球温度计须要水和纱布及其它修理保养4可连续测量5抗受风、油
16、、尘埃实力强。 高分子膜湿度传感器是以随高分子膜汲取或放出水分而引起电导率或电容变更测量环境相对湿度的装置。结露传感器原理：汲取水分后，导电粒子的间隔扩大，电阻增大，具有开关特性结露传感器的特点：1实际运用时，传感器特性并不因表面的垃圾和尘埃以及其它气体的污染而受影响2可以用于高湿状态3具有快速开关特性工作点变动小4工作电流可用直流电压传感检测系统成：传感器、中间转换电路、微机接口电路、分析处理及限制显示电路等传感器处于被测对象及检测系统的界面位置构成了信号输入的主要窗口，为检测系统系统供应必需的原始信号。中间转换电路的输出信号转换成易于测量或处理的电压或电流信号。转换电路的种类和构成有传感器的类型确定、显示：模拟显示，数字显示和图像显
