傳感器應(yīng)用技術(shù)課件：傳感器基本知識

傳感器技術(shù)基礎(chǔ)傳感器基本知識一、傳感器的定義及組成傳感器是一種能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用的輸出信號的器件。傳感器通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和接口電路等組成。傳感器的概念的含義：（1）傳感器是測量器件或裝置，能夠完成信號獲取任務(wù)。（2）傳感器的輸入量是一個被測量，可以是物理量、也可以是生物量或者化學量等。（3）傳感器輸出量是某種物理量，主要是以電量的形式輸出。（4）輸出與輸入有對應(yīng)關(guān)系，并且應(yīng)該具有一定的精度，否則會因檢測誤差大，無法滿足控制指標的要求，嚴重時還可能出現(xiàn)安全事故。二、傳感器的分類1、按被測物理量（被測輸入量）的性質(zhì)可分為：溫度傳感器、濕敏傳感器、位置傳感器、力傳感器、氣敏傳感器、流量傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、震動傳感器等。按傳感器的工作原理可分為：電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、光電傳感器、紅外線傳感器、磁敏傳感器、霍爾傳感器、電渦流傳感器、壓電式傳感器等。2、按使用材料可分：為金屬傳感器、半導體傳感器、光纖傳感器、陶瓷傳感器、復合材料傳感器等。3、按能量關(guān)系可分為：有源傳感器和無源傳感器。4、按輸出信號的性質(zhì)可分為：模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器。三、傳感器特性與選用1.傳感器的特性傳感器的特性一般指輸入、輸出特性，它有靜態(tài)、動態(tài)之分。傳感器的靜態(tài)特性是被測量處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸入--輸出特性，衡量靜態(tài)特性的重要指標是線性度、靈敏度、遲滯、重復性、分辨力、漂移、穩(wěn)定性等。傳感器的動態(tài)特性是被測量是一個快變信號，表示測量系統(tǒng)對于時間變化的輸入響應(yīng)特性。三、傳感器特性與選用（1）靜態(tài)特性1）線性度線性度指傳感器輸出量y與輸入量x之間的實際關(guān)系曲線（靜特性曲線）偏離直線的程度，又稱為非線性誤差。在實際應(yīng)用中，大多數(shù)傳感器的靜特性曲線都是非線性的。為了得到線性關(guān)系，常引入各種非線性補償環(huán)節(jié)。2）靈敏度靈敏度指傳感器的輸出增量Δy與引起輸出增量的輸入增量Δx的比值，用K表示。對于線性傳感器來說，它的靈敏度K是個常數(shù)。三、傳感器特性與選用3）遲滯遲滯指傳感器在正向(輸入量增大)和反向(輸入量減小)行程期間，輸出—輸入特性曲線不重合的現(xiàn)象。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因在于傳感器敏感元件材料的物理性質(zhì)和機械零部件的缺陷。4）重復性重復性指傳感器在同一條件下，被測輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次重復測量時，所得特性曲線不一致的程度。多次按相同輸入條件測試的輸出特性曲線越重合，重復性就越好，誤差越小。5）分辨力分辨力指在規(guī)定測量范圍內(nèi)傳感器所能檢測到的輸入量的最小變化量Δxmin。有時也用該值相對滿量程輸入值的百分數(shù)來表示，稱為分辨率。三、傳感器特性與選用6）漂移漂移指由于傳感器內(nèi)部因素或外界干擾，傳感器的輸出量發(fā)生與輸入量無關(guān)的變化的現(xiàn)象。漂移包括零點漂移和靈敏度漂移。7）穩(wěn)定性傳感器的穩(wěn)定性一般是指長期穩(wěn)定性，是在室溫條件下，經(jīng)過相當長的時間間隔，如一天、一月或一年，傳感器的輸出與起始標定時的輸出之差的差異，因此，通常又用其不穩(wěn)定度來表征傳感器的穩(wěn)定程度。三、傳感器特性與選用（2）動態(tài)特性傳感器的動態(tài)特性是指其輸出對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。一個動態(tài)特性好的傳感器，其輸出將再現(xiàn)輸入量的變化規(guī)律，即具有相同的時間函數(shù)。2.傳感器的選用（1）根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定傳感器類型（2）靈敏度的要求（3）線性范圍的要求（4）穩(wěn)定性的要求（5）精度的要求四、傳感器的保養(yǎng)與維護1.傳感器的使用保養(yǎng)在傳感器使用過程中，應(yīng)注意以下問題：（1）精度較高的傳感器都需要定期校準，一般每3-6個月校準一次。（2）傳感器通過插頭與供電電源和儀表連接時，應(yīng)注意引線不能接錯。（3）各種傳感器都有一定的過載能力，但使用時盡量不要超過量程。（4）在搬運和使用過程中，注意不要損壞傳感器探頭。（5）傳感器不使用時，應(yīng)存放于溫度為10℃-35℃、相對濕度不大于85%、無酸、無堿、無腐蝕性氣體的室內(nèi)。四、傳感器的保養(yǎng)與維護2.傳感器的常用檢查方法（1）調(diào)查法（2）直觀檢