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1、华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院传感器测量原理传感器测量原理七、七、 半导体敏感元件传感器半导体敏感元件传感器 1 磁电转换元件传感器磁电转换元件传感器 金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。理现象称为霍尔效应。 1)霍尔元件霍尔元件 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院霍尔元件由霍尔片、四根引线和壳体组成，如图所示。霍尔元件由霍尔片、四根引线和壳体组成，如图所示。 3.7 半导体敏感元件传感器半导体敏感元件传感器 华中科
2、技大学机械学院华中科技大学机械学院应用应用 案例：案例：电流传感器电流传感器案例：案例：管道裂纹检测管道裂纹检测 半导体敏感元件传感器半导体敏感元件传感器 原理磁场强度变化检测华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院2) 磁电阻元件磁电阻元件 半导体敏感元件传感器半导体敏感元件传感器 磁阻效应磁阻效应- -+ +lwx特点特点 电阻的增量与磁电阻的增量与磁 场的平方成正比；场的平方成正比； 与磁场的正负无关；与磁场的正负无关； 温度系数影响大；温度系数影响大； 磁感应的范围比霍尔元件大。磁感应的范围比霍尔元件大。 R-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5应用应用 磁头；接近开关和
3、无触点开关。磁头；接近开关和无触点开关。华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院3) 磁感应半导体元件分类磁感应半导体元件分类 半导体敏感元件传感器半导体敏感元件传感器 磁感应半导体元件体元件霍尔IC结型元件霍尔元件磁电阻元件磁敏二极管磁晶体管磁半导体开关其它开关线性华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 半导体敏感元件传感器半导体敏感元件传感器 2 光电转换元件光电转换元件 光电传感器通常是指能敏感到由紫外线到红外线光电传感器通常是指能敏感到由紫外线到红外线光的光能量，并能将光能转化成电信号的器件。其工光的光能量，并能将光能转化成电信号的器件。其工作原理是基于一些物质的光电效应。作原理是基
4、于一些物质的光电效应。 1) 光敏电阻光敏电阻 光电导效应是指半导体材光电导效应是指半导体材料受到光照时会产生电子料受到光照时会产生电子-空空穴对穴对,使其导电性能增强使其导电性能增强,光线光线愈强愈强,阻值愈低阻值愈低,这种光照后电这种光照后电阻率发生变化的现象阻率发生变化的现象,称为光称为光电导效应。基于这种效应的光电导效应。基于这种效应的光电器件有光敏电阻、光敏二极电器件有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管。管、光敏三极管。 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 半导体敏感元件传感器半导体敏感元件传感器 2 )光电池光电池 光光生生伏伏特特效效应应指指半半导导体体材材料料P-N结结受受
5、到到光光照照后后产产生生一一定定方方向向的的电电动动势势的的效效应应。以以可可见见光光作作光光源源的的光光电电池池是常用的光生伏特型器件。是常用的光生伏特型器件。+-PN华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 半导体敏感元件传感器半导体敏感元件传感器 3 ) 应用应用 光光电电传传感感器器在在工工业业上上的的应应用用可可归归纳纳为为吸吸收收式式、遮遮光光式、反射式、辐射式四种基本形式。式、反射式、辐射式四种基本形式。 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 半导体敏感元件传感器半导体敏感元件传感器 案例：案例：光电鼠标就是利用光电鼠标就是利用LED与光敏晶体管组合来测量位移。与光敏晶体管组
6、合来测量位移。案例：案例：亮度传感器：亮度传感器：通过检测周围环境的亮度，再通过检测周围环境的亮度，再与内部设定值相比较，调整光与内部设定值相比较，调整光源的亮度和分布，有效利用自源的亮度和分布，有效利用自然光线，达到节约电能的目的。然光线，达到节约电能的目的。华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 半导体敏感元件传感器半导体敏感元件传感器 3 热敏电阻传感器热敏电阻传感器 半导体热敏电阻的材料是一种由锰、镍、铜、钻、半导体热敏电阻的材料是一种由锰、镍、铜、钻、铁等金属氧化物按一定比例混合烧结而成的半导体，它铁等金属氧化物按一定比例混合烧结而成的半导体，它具有负的电阻温度系数，随温度上升而阻
7、值下降。具有负的电阻温度系数，随温度上升而阻值下降。 典型的热敏电阻元件有圆形、杆形和珠形等，其结典型的热敏电阻元件有圆形、杆形和珠形等，其结构及温度特性如图所示。构及温度特性如图所示。 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 半导体敏感元件传感器半导体敏感元件传感器 应用应用 温控器温控器热敏电阻热敏电阻华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 半导体敏感元件传感器半导体敏感元件传感器 4 气敏电阻传感器气敏电阻传感器 气敏传感器是利用气敏半导体材料，如氧化锡、氧化气敏传感器是利用气敏半导体材料，如氧化锡、氧化锰等金属氧化物制成敏感元件，当它们吸收了气体烟雾，锰等金属氧化物制成敏感元件，当
8、它们吸收了气体烟雾，如一氧化碳、醇等时，会发生还原反应，放出热量，使元如一氧化碳、醇等时，会发生还原反应，放出热量，使元件温度相应增高，电阻发生变化。件温度相应增高，电阻发生变化。 气气敏敏传传感感器器应应用用较较广广泛泛的的是是用用于于防防灾灾报报警警，如如煤煤气气、或或有有毒毒气气体体报报警警，也也可可用用于于对对大大气气污污染染监监测测、CO气气体体测量、酒精浓度探测等方面。测量、酒精浓度探测等方面。烟雾报警器烟雾报警器酒精传感器酒精传感器二氧化碳传感器二氧化碳传感器华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 半导体敏感元件传感器半导体敏感元件传感器 5 CCD固态图象传感器固态图象传感器
9、 MOS(Metal Oxide Semiconductor)光敏元的结构是在光敏元的结构是在半导体半导体(P型硅型硅)基片上形成一种氧化物基片上形成一种氧化物(如二氧化硅如二氧化硅)，在，在氧化物上再沉积一层金属电极，以此形成一个金属氧化物上再沉积一层金属电极，以此形成一个金属-氧化氧化物物-半导体结构元半导体结构元 (MOS)。 在在半半导导体体硅硅片片上上按按线线阵阵或或面面阵阵排排列列MOS单单元元，如如果果照照射射在在这这些些光光敏敏元元上上的的是是一一幅幅明明暗暗起起伏伏的的图图像像，则则这这些些光光敏敏元元上上就就会会感感生生出出一一幅幅与与光照强度相对应的光生电荷图像。光照强度
10、相对应的光生电荷图像。华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 半导体敏感元件传感器半导体敏感元件传感器 01111100光敏管光敏管阵列阵列并联串联转换器运算电路显示电路结束信号驱动脉冲CCD华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 半导体敏感元件传感器半导体敏感元件传感器 特点特点:(1) 非接触检测;(2) 响应快;(3) 可靠性高,为修简便;(4) 测量精度高;(5) 体积小,重量轻; 容易与计算机连接(6) 对被测物体需要强光照射;(7) 受被测物体以外的光的影响.应用应用:(1) 宽度测量; (2) 外径测量; (3) 主轴径向跳动测量.华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院光栅
11、式传感器光栅式传感器结构和基本原理结构和基本原理:光栅式传感器主要由主光栅(a)、指示光栅(b)和光路系统(c)组成。透射长光栅(主光栅)是在一块长条形的光学玻璃上均匀地刻上许多条纹，形成规则排列的明暗线条。图中a 为刻线宽度，b 为刻线间的缝隙宽度，a+bw称为光栅的栅距。通常情况下，abW2，也可以做成“：a:b=1.1:0.9。刻线密度一般为每毫米10、25、50、100线。指示光栅比主光栅短得多，通常刻有与主光栅同样刻线密度的线纹。 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院光栅式传感器光栅式传感器光路系统包括光源、透镜、主光栅、指示光栅和光电元件。光源一般用钨光路系统包括光源、透镜、主
12、光栅、指示光栅和光电元件。光源一般用钨丝灯泡，它有较大的输出功率，较高的工作温度范围，可以从丝灯泡，它有较大的输出功率，较高的工作温度范围，可以从-40到到+130。但是它与光电元件相组合的转换效率低，在机械振动和冲击条件。但是它与光电元件相组合的转换效率低，在机械振动和冲击条件下工作时，使用寿命将降低。近年来固态电源有很大的发展。如砷化镓二下工作时，使用寿命将降低。近年来固态电源有很大的发展。如砷化镓二极管可以在极管可以在-66到到+100的温度下工作，发出的光为近红外光的温度下工作，发出的光为近红外光(9100一一9400A)，接近硅光敏三极管的敏感波长。虽然砷化镓二极管的输出功率比，接近
13、硅光敏三极管的敏感波长。虽然砷化镓二极管的输出功率比钨丝灯泡低但是它与硅光敏三极管相结合，有很高的转换效率，最高可钨丝灯泡低但是它与硅光敏三极管相结合，有很高的转换效率，最高可达达30左右。此外砷化镓二极管的脉冲响应速度约为几十纳秒，与光敏三左右。此外砷化镓二极管的脉冲响应速度约为几十纳秒，与光敏三极管组合起来可以得到极管组合起来可以得到2um的可实用的响应速度，这样快速的响应特性，的可实用的响应速度，这样快速的响应特性，可以使光源只在被应用时才被触发，从而可以减少功率消耗和热耗散。可以使光源只在被应用时才被触发，从而可以减少功率消耗和热耗散。 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院光栅式传
14、感器光栅式传感器 光电元件有光电池和光敏三极管。在采用固态光源时，需要选用敏感波长与光源相接近的光敏元件，以获得大的转换效率。在光敏元件的输出端，常常紧挨着接有一个放大器。因为光敏元件的输出比较弱，通过放大器可以得到足够大的信号输出，以防止信号传输途中的噪声干扰。华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院光栅式传感器光栅式传感器莫尔条纹的几何持性莫尔条纹的几何持性：光栅是利用它的莫尔条纹现象来进行测量的。所谓莫尔条纹就是指两块光栅叠合时，出现光的明暗条纹的波纹。两块栅距相等(W 1W2)的光栅叠合在一起，并使它们刻线之间的夹角为角，这时光栅上就会出现若干条明暗条纹。在刻线重合处，光从缝隙透过，形
15、成亮带。如图319中hh所示；两块光栅的纹线彼此错开处，由于挡光作用而形成黑带，如图中gg所示。这种亮带、黑带所形成的条纹，称为莫尔条纹。莫尔条纹方向与刻线方向垂直，故又称横向莫尔条纹。华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院光栅式传感器光栅式传感器 当两块光栅沿刻线垂直的方向作相对运动时，莫尔条纹沿着夹角平分线的方向移动。当光栅作相反方向移动时，莫尔条纹的移动方向也随着改变。莫尔条纹移动的方向与光栅运动方向和光栅间夹角的关系见表33。华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院光栅式传感器光栅式传感器辨向原理：辨向原理：在实际应用中，被测物体的移动方向往往不是固定的。无论主光栅向前或向后移动，在
16、一固定点观察时，莫尔条纹都是作明暗交替变化。因此，只根据一条莫尔条纹信号、就无法辨别光栅移动的方向，也就不能正确测量往复移动时的位移。为了辨向，需要两个有一定相位差的莫尔条纹信号。 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院光栅式传感器光栅式传感器辨向原理：辨向原理：图320为辨向的工作原理和它的逻辑电路。在相隔l4条纹间距的位置上安放两个光电扫描装置，得到了两个相位差2的电信号u01和u02，经过整形后得到两个方波信号u01和。从图中波形的对应关系可以看出，在光栅作A方向移动时u01经微分电路后产生的脉冲(如图中实线所示)正好发生在u02 的“1”电平时，从而经与门Y1输出一个计数脉冲。而u0
17、1 经反相微分后产生的脉冲(如图中虚线所示)则与u02 的“0”电平相遇，与门Y2被阻塞，没有脉冲输出。在光栅作A方向移动时，u01的微分脉冲发生在u02 的“0”电平时，故与门Yl无脉冲输出；而u01反相微分所产生的脉冲则发生在u02的“1”电平时，与门Y2输出一个计数脉冲。因此，由u02 的电平状态作为与门的控制信号，来控制u01所产生的脉冲输出，就可以根据运动的方向正确地给出加计数脉冲或减计数脉冲。华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院光栅式传感器光栅式传感器华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院光栅式传感器光栅式传感器图示辨向逻辑电路还可以抑制由于振动等原因所产生的瞬间干扰对测量结
18、果的影响。因为一个干扰脉冲在电路中产生两个脉冲，在u02的电平状态不变的情况下，或者是阻塞与门电路，不计干扰脉冲影响计数器的工作状态，或者开启与门电路，允许干扰脉冲进入计数器，但这时干扰脉冲经微分后产生两个脉冲，一个令计数器作加汁数，月一个令计数器作减计数，从而使计数器的工作状态不变。利用莫尔条纹测量位移的电路方框图如图321所示。 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院角数字编码器角数字编码器 角数字编码器又称码盘，它是测量转轴角位置和位移的方法之一。具有很高的精确度、分辨率相可靠性。角数字编码器有两种类型：绝对式编码器和增量式编码器。增量式编码器需要一个计数系统，旋转的码盘通过敏感元件给
19、出一系列脉冲，在计数器中对某一个基数进行加或减，从而记录了旋转的角位移量。绝对式编码器可以在任意位置给出一个固定的与位置相对应的数字码输出。如果需要测量角位移量，它也不一定需要计数器，只要把前后两次位置的数字码相减就可以得到要求测量的角位移值。它们的敏感元件可以是光电式的、磁电式的或接触式的等等。华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院角数字编码器角数字编码器光电增量式编码器的原理与前述光栅传感器类似。其主要技术参数如下：脉冲系列：60，100，200240，250，300，360，500，600， 720，800，900，1000，1020，1200，1250，华中科技大学机械学院华中科技大
20、学机械学院传感器测量原理传感器测量原理八、其它类型的传感器八、其它类型的传感器 1、热辐射检测传感器、热辐射检测传感器 绝绝对对零零度度以以上上的的物物体体都都有有辐辐射射，其其强强度度依依赖赖于于物物体体的的温温度度(K)，在在此此仅仅考考虑虑黑黑体体也也称称全全辐辐射射体体的的辐辐射射能能和和波波长的关系。根据普朗克辐射定律有以下表达式：长的关系。根据普朗克辐射定律有以下表达式：华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院应用：应用： 冶金、轧制、磨削加工以及各种热加工过程中都涉冶金、轧制、磨削加工以及各种热加工过程中都涉及到动态温度场的检测问题。及到动态温度场的检测问题。 其它类型的传感器其
21、它类型的传感器 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院2、超声波检测传感器、超声波检测传感器 其它类型的传感器其它类型的传感器 1)声波及其分类声波及其分类(1)次声波，振动频率低于次声波，振动频率低于l6Hz的机械波。的机械波。(2)声波声波:振动频率在振动频率在16Hz20KHz之间的机械波。之间的机械波。(3)超声波超声波:高于高于20KHz的机械波。的机械波。2）超声波的物理性质）超声波的物理性质 超声波与一般声波比较，振动频率高，波长短，因超声波与一般声波比较，振动频率高，波长短，因而具有束射特性，方向性强，可以定向传播，其能量远而具有束射特性，方向性强，可以定向传播，其能量远远大
22、于振幅相同的一般声波，并具有很高的穿透能力。远大于振幅相同的一般声波，并具有很高的穿透能力。 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院3) 超声波传感器及应用超声波传感器及应用 其它类型的传感器其它类型的传感器 (1)超声波传感器对超声波传感器对(2)超声波探伤超声波探伤tA华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 其它类型的传感器其它类型的传感器 案例：案例：输油管检测检测机器人华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院3、声发射检测传感器、声发射检测传感器 其它类型的传感器其它类型的传感器 材材料料或或结结构构受受外外力力或或内内力力作作用用产产生生变变形形或或断断裂裂，以以弹弹性性波波形形
23、式式释释放放出出应应变变能能的的现现象象称称无无声声发发射射。各各种种材材料料声声发发射射的的频频率率范范围围很很宽宽，从从次次声声频频、声声频频到到超超声声频频，但但多多数数金金属属(如钢、铁等如钢、铁等)的声发射频带，均在超声范围内。的声发射频带，均在超声范围内。 声声发发射射分分:1）连连续续发发射射;2）突突发发发发射射。由由于于结结构构和和传传感感器器的的谐谐振振，检检测测到到的的发发射射信信号号像像衰衰减减的的正正弦弦波波，检检测测到到的两类信号如图所示。的两类信号如图所示。华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院案例：案例： 材料断裂等结构监测。材料断裂等结构监测。 其它类型的传
24、感器其它类型的传感器 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院4、光纤传感器简介、光纤传感器简介 其它类型的传感器其它类型的传感器 物物性性型型光光纤纤传传感感器器是是利利用用光光纤纤对对环环境境变变化化的的敏敏感感性性，将输入物理量变换为调制的光信号。将输入物理量变换为调制的光信号。 1）物性型光纤传感器）物性型光纤传感器华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 其它类型的传感器其它类型的传感器 光纤流速传感器光纤流速传感器华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 其它类型的传感器其它类型的传感器 结结构构型型光光纤纤传传感感器器是是由由光光检检测测元元件件与与光光纤纤传传输输回回路路及及测
25、测量量电电路路所所组组成成的的测测量量系系统统。其其中中光光纤纤仅仅作作为为光光的的传传播播媒质，所以又称为传光型或非功能型光纤传感器。媒质，所以又称为传光型或非功能型光纤传感器。2）结构型光纤传感器）结构型光纤传感器华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院灵敏度灵敏度 当当测测试试装装置置的的输输入入x有有一一增增量量x，引引起起输输出出y发发生生相相应应的变化的变化y时，则定义时，则定义: S=y/x 八、传感器选用原则八、传感器选用原则 传感器的主要特性传感器的主要特性 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院灵敏度灵敏度 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院b)非线性度非线性度 标
26、定曲线与拟合直线的偏离程度就是非线性度。标定曲线与拟合直线的偏离程度就是非线性度。 非线性度非线性度=B/A100% 传感器的主要特性传感器的主要特性 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院传感器理想的输入一输出特性应该是线性的，但实际上许多传传感器理想的输入一输出特性应该是线性的，但实际上许多传感器的输入一输出特性是非线性的。如果不考虑迟滞和蠕变效感器的输入一输出特性是非线性的。如果不考虑迟滞和蠕变效应，一般可用下列多项式表示其输出一输入特性。应，一般可用下列多项式表示其输出一输入特性。理想的线性特性是：理想的线性特性是：实际传感器由于输出一输入特性中包含高次项，因此它的特性实际传感器由于
27、输出一输入特性中包含高次项，因此它的特性是非线性的是非线性的. 传感器的主要特性传感器的主要特性 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院c)回程误差回程误差 测测试试装装置置在在输输入入量量由由小小增增大大和和由由大大减减小小的的测测试试过过程程中中，对对于于同同一一个个输输入入量量所所得得到到的的两两个个数数值值不不同同的的输输出出量量之之间间差差值最大者为值最大者为hmax，则定义回程误差为，则定义回程误差为 回程误差回程误差=(hmax/A)100% 传感器的主要特性传感器的主要特性 产生这种现象的主要原因是产生这种现象的主要原因是:机械的间隙、机械的间隙、摩擦摩擦或电子方面的磁滞等因
28、素。或电子方面的磁滞等因素。华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院c)重复性重复性 重重复复性性表表示示传传感感器器在在输输入入量量按按同同一一方方向向作作全全量量程程多多次次测测试试时时所所得得特特性性曲曲线线不不一一致致性性程程度度。多多次次重重复复测测试试的的曲曲线线越重合说明重复性好，误差小。越重合说明重复性好，误差小。 传感器的主要特性传感器的主要特性 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院d) 静态响应特性的其他描述静态响应特性的其他描述 精度：精度：是与评价测试装置产生的测量误差大小有关的指是与评价测试装置产生的测量误差大小有关的指 标。标。 灵敏阀：灵敏阀：又称为死区，用来
29、衡量测量起始点不灵敏的程又称为死区，用来衡量测量起始点不灵敏的程 度。度。 分辨率：分辨率：指能引起输出量发生变化时输入量的最小变化指能引起输出量发生变化时输入量的最小变化 量，表明测试装置分辨输入量微小变化的能力。量，表明测试装置分辨输入量微小变化的能力。 测量范围：测量范围：是指测试装置能正常测量最小输入量和最大是指测试装置能正常测量最小输入量和最大 输入量之间的范围。输入量之间的范围。 稳定性：稳定性：是指在一定工作条件下，当输入量不变时，输是指在一定工作条件下，当输入量不变时，输 出量随时间变化的程度。出量随时间变化的程度。 可靠性：可靠性：是与测试装置无故障工作时间长短有关的一种描是
30、与测试装置无故障工作时间长短有关的一种描 述。述。 传感器的主要特性传感器的主要特性 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院基本参数指标：基本参数指标：量程指标：量程范围、过载能力等；量程指标：量程范围、过载能力等；灵敏度指标：灵敏度、满量程输出、分辨率、输入输出灵敏度指标：灵敏度、满量程输出、分辨率、输入输出 阻尼等；阻尼等；精度有关指标：精度、线性度、重复性、迟滞等；精度有关指标：精度、线性度、重复性、迟滞等；动态性能指标：固有频率、阻尼系数、衰减率、频率响动态性能指标：固有频率、阻尼系数、衰减率、频率响应范围等应范围等传感器选用原则传感器选用原则 环境参数指标：环境参数指标：温度指标：
31、工作温度范围、温度误差、温漂等；温度指标：工作温度范围、温度误差、温漂等；抗冲指标：容许各向抗冲振的频率、振幅及加速度，抗冲指标：容许各向抗冲振的频率、振幅及加速度， 冲振所引入误差数值；冲振所引入误差数值；其它环境参数：抗潮湿、抗介质腐蚀能力其它环境参数：抗潮湿、抗介质腐蚀能力 及抗电磁场干扰等。及抗电磁场干扰等。华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院可靠性指标：可靠性指标： 工作寿命：平均无故障时间、保险期、疲劳性能、绝缘工作寿命：平均无故障时间、保险期、疲劳性能、绝缘 电阻、耐压及抗电弧等。电阻、耐压及抗电弧等。其它指标：其它指标：使用有关指标：内阻、供电方式使用有关指标：内阻、供电方
32、式(直流、交流及波形等直流、交流及波形等)、各项分布参数值，外形尺寸、重量、壳体材质及结构特各项分布参数值，外形尺寸、重量、壳体材质及结构特点。安装方式、馈线电缆等。点。安装方式、馈线电缆等。 传感器选用原则传感器选用原则 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 选择传感器主要考虑灵敏度、响应特性、线性范围、选择传感器主要考虑灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、精确度、测量方式等六个方面的问题。稳定性、精确度、测量方式等六个方面的问题。 1、灵敏度、灵敏度 一一般般说说来来，传传感感器器灵灵敏敏度度越越高高越越好好，但但在在确确定定灵灵敏敏度时，要考虑以下几个问题。度时，要考虑以下几个问题。
33、 a)灵敏度过高引起的干扰问题；灵敏度过高引起的干扰问题； b)量程范围。量程范围。 c)交叉灵敏度问题。交叉灵敏度问题。传感器选用原则传感器选用原则 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院传感器选用原则传感器选用原则 2 响应特性响应特性 传传感感器器的的响响应应特特性性是是指指在在所所测测频频率率范范围围内内，保保持持不不失真的测量条件。失真的测量条件。 实实际际上上传传感感器器的的响响应应总总不不可可避避免免地地有有一一定定延延迟迟，但但总希望延迟的时间越短越好。总希望延迟的时间越短越好。 3 线性范围线性范围 任任何何传传感感器器都都有有一一定定的的线线性性工工作作范范围围。在在线线
34、性性范范围围内内输输出出与与输输入入成成比比例例关关系系，线线性性范范围围愈愈宽宽，则则表表明明传传感感器器的的工工作作量量程程愈愈大大。传传感感器器工工作作在在线线性性区区域域内内，是是保保证证测量精度的基本条件。测量精度的基本条件。 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院传感器选用原则传感器选用原则 4 稳定性稳定性 稳稳定定性性是是表表示示传传感感器器经经过过长长期期使使用用以以后后，其其输输出出特特性性不不发发生生变变化化的的性性能能。影影响响传传感感器器稳稳定定性性的的因因素素是是时时间间与环境。与环境。5 精确度精确度 传传感感器器的的精精确确度度是是表表示示传传感感器器的的输输出出与与被被测测量量的的对对应程度。应程度。 6 测量方式测量方式 传传感感器器工工作作方方式式，也也是是选选择择传传感感器器时时应应考考虑虑的的重重要要因因素素。例例如如，接接触触与与非非接接触触测测量量、破破坏坏与与非非破破坏坏性性测测量量、在线与非在线测量等。在线与非在线测量等。
