1、会计学1 机械工程测试技术基础传感器分类及静机械工程测试技术基础传感器分类及静 态特性态特性 2. 2. 传感器的构成传感器的构成 传感器由传感器由敏感器件敏感器件与与转换电路转换电路组成 。
敏感器件的作用是感受被测物理量 ， 并对信号进行转换输出 。
转换电路则是对敏感器件输出的电信号进行放大、阻抗匹配 ， 以便于后续仪表接入 。
组成 。
敏感器件的作用是感受被测物理量 ， 并对信号进行转换输出 。
转换电路则是对敏感器件输出的电信号进行放大、阻抗匹配 ， 以便于后续仪表接入 。
d V 第1页/共48页 3. 3. 传感器的分类传感器的分类 1)1)按被测物理量分类按被测物理量分类 常见的被测物理量常见的被测物理量 机械量 。

2、机械量: :长度,厚度,位移,速度,转数,加速度, 旋转角, 质量,重量,力,力矩 热工量热工量: : 温度,热量,比热 ， 压力(真空度),流速, 流量,物位 物理化学量物理化学量: :气体(液体)密度,湿度,黏度,浓度, 盐度,化学成分 生物医学量生物医学量: :血压,眼压,体温,血流,心电, 心音,心博,触觉,听觉 声声,光光,电电,磁磁,热热,机机 第2页/共48页 机械式机械式, ,电气式电气式, ,光学式光学式, ,流体式流体式, ,辐射式辐射式等等. . 2)2)按工作的物理基础分类按工作的物理基础分类: : 第3页/共48页 能量转换型和能量控制型能量转换型和能量控制型. .3)3 。

3、)按信号变换特征按信号变换特征: : 能量转换型能量转换型: :直接由被测对象输入能量使其工作直接由被测对象输入能量使其工作. . ( (无源传感器无源传感器) ) 如如: :热电偶温度计热电偶温度计, ,压电式加速度计压电式加速度计. . 能量控制型能量控制型:从外部供给能量并由被测量控制外部从外部供给能量并由被测量控制外部 (有源传感器有源传感器) 供给能量的变化供给能量的变化. 如如:电阻应变片电阻应变片. 基座 质量 块 压电晶片 弹 簧 第4页/共48页 1）由外部辅助能源供给传感器工作 ， 则被测量来控制能）由外部辅助能源供给传感器工作 ， 则被测量来控制能 量的变化 。
如：电阻应变仪 ， 电感 。

4、测微仪 ， 电容测振量的变化 。
如：电阻应变仪 ， 电感测微仪 ， 电容测振 仪仪 能量控制型可分为两种类型：能量控制型可分为两种类型： 2）由外部能源供给激励信号发生器 ， 激励信号发生器以）由外部能源供给激励信号发生器 ， 激励信号发生器以 信号激励被测对象 ， 传感器接收被测对象对激励信号信号激励被测对象 ， 传感器接收被测对象对激励信号 的响应 。
的响应 。
如超声波探伤 ， 激光散斑测量应变 。
如超声波探伤 ， 激光散斑测量应变 。
测量对象 辅助能源 传感器测量对象 信号发生器 传感器 辅助能源 第5页/共48页 4)4)按敏感元件与被测对象之间的能量关系按敏感元件与被测对象之间的能量关系: : 物性型物性型: :依靠敏感元件 。

5、材料本身物理性质的变化来实现信号变换依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换. .如如: :水银温度计水银温度计. . 结构型结构型: :依靠传感器结构参数的变化实现信号转变依靠传感器结构参数的变化实现信号转变. . 例如例如: :电容式和电感式传感器电容式和电感式传感器. . 第6页/共48页 第7页/共48页 输入 输出 关系 静态特性 动态特性 微分方程描 述 dt tdy btyb dt tdx axa 1010 t 第8页/共48页 23 0123 n n yaa xa xa xa x 第9页/共48页 传感器静态数学模型有三种有用的特殊形式： 1.理想的线性特性 xay 1 。

6、 通常是所希望的传感器应具有的特性 ， 只有具 备这样的特性才能正确无误地反映被测的真值 。
2. 仅有偶次非线性项 4 4 2 21 xaxaxay 其线性范围较窄 ， 线性度较差 ， 灵敏度为该 曲线的斜率 ， 一般传感器设计很少采用这种特性 。
第10页/共48页 3. 仅有奇次非线性项 5 5 3 31 xaxaxay 其线性范围较寛 ， 且相对坐标原点是 对称的 ， 线性度较好 ， 灵敏度为该曲线的 斜率 。
使用时一般都加以线性补偿措施 ， 可 获得较理想的线性特性 。
第11页/共48页 除（a）为理想特性外 ， 其它都存在非线性 ， 都应进行线性处理 。
第12页/共48页 能来描述 。
第13页/共48页 max 100% L 。

7、 FS L Y 第14页/共48页 目前常用的拟合方法有：目前常用的拟合方法有： 理论拟合；理论拟合； 过零旋转拟合；过零旋转拟合； 端点连线拟合；端点连线拟合； 端点连线平移拟合；端点连线平移拟合； 最小二乘拟合；最小二乘拟合； 最小包容拟合等 。

稿源：(未知)

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标题：机械工程|机械工程测试技术基础传感器分类及静态特性PPT学习教案