傳感器及實用檢測技術(shù)（第三版）傳感器基礎(chǔ)知識

傳感器的基礎(chǔ)知識內(nèi)容提要定義組成分類基本術(shù)語一、定義1.顧名思義傳感器傳送傳遞感受感應(yīng)器件2.大眾化：信息的采集者3.簡言之：非電量轉(zhuǎn)換為電量4.國標：

能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。規(guī)定：量程范圍，一定的被測量一定的規(guī)律：被測量與輸出電量之間的函數(shù)關(guān)系（一般要求為線性）可用輸出信號：便于后續(xù)處理、信號隨時間變化緩慢5.傳感器又稱換能器：將信號從一種物理形式變換為另一種不同物理形式的相應(yīng)信號，包括兩種形式，輸入換能器和輸出換能器。輸入換能器：（物理信號/電信號）輸出換能器：（電信號/執(zhí)行、顯示）變送器：輸出標準信號的傳感器，這樣其兼容性和互換性大大提高，使儀表的配套極為方便。轉(zhuǎn)換器：輸出為非標信號的傳感器，靠轉(zhuǎn)換器變?yōu)闃藴市盘?。常用標準信號：電流?~20mA

電壓：0~5V二、組成可用另一種非電量電信號提問：為什么從“非電物理量”到“電信號”中間會有“敏感元件”和“轉(zhuǎn)換元件”？能不能二選一？某種特殊材料，能敏感檢測到被測量。又稱為預(yù)變換器，在完成非電量到電量的變換時，并非所有的非電量都能利用現(xiàn)有手段直接變換為電量，往往是將被測非頂啦預(yù)先變換成另一種易于變成電量的非電量，然后再變成電量。它是直接感受被測量的部分換能元件，將感受的非電量直接轉(zhuǎn)化為電量的器件完成信號處理的功能，將轉(zhuǎn)換元件輸出的電量變成便于顯示、記錄、控制和處理的有用電信號的電路三、分類分類方法種類說明輸入量位移、溫度、壓力等以被測量命名工作原理應(yīng)變片式、熱電式等以工作原理命名物理現(xiàn)象結(jié)構(gòu)型依賴其結(jié)構(gòu)參數(shù)變化實現(xiàn)信息轉(zhuǎn)換物性型依賴其敏感元件物理特性的變化實現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)換復(fù)合型兼有兩者性質(zhì)能量關(guān)系能量轉(zhuǎn)換型（有源型）傳感器直接將被測量的能量轉(zhuǎn)換成輸出量的能量能量控制型（無源型）由外部供給傳感器能量，而由被測量來控制輸出的能量防爆等級普通型不考慮防爆措施，只能用于非易燃易爆場所隔爆型在內(nèi)部電路與周圍環(huán)境間采取了隔離措施，允許在有一定危險的場所使用本安型有特殊設(shè)計的電路，保證正常及故障條件下不引起燃爆事故，可用于十分易燃易爆場所接觸方式有觸點無觸點輸出信號模擬式輸出為模擬量數(shù)字式輸出為數(shù)字量開關(guān)式輸出為開關(guān)量四、基本術(shù)語1.靜態(tài)隨時間呈緩慢變化2.測量范圍它是該儀表按規(guī)定的精度進行測量的被測變量的范圍3.量程測量范圍的上限值與下限值的代數(shù)差4.零點輸出當被測量為零時的輸出值5.零位輸出測量范圍內(nèi)，輸出的絕對值為最小6.滿量程輸出YF·S=Ymax-Ymin7.擬合直線用一條直線近似地表示實際曲線的一段，是傳感器的輸出特性近似線性化8.靈敏度輸出增量與輸入增量之比提問：1.實際工作曲線的靈敏度是多少？是切線的斜率嗎？2.可以嗎？3.K是越大越好嗎？9.線性度線性度是傳感器輸出量與輸入量之間的實際關(guān)系曲線偏離直線的程度，又稱非線性誤差10.遲滯性遲滯現(xiàn)象是傳感器在正向行程（輸入量增大）和反向行程（輸入量減?。┢陂g輸出—輸入曲線不重合的程度與遲滯相關(guān)的一些概念（1）滯環(huán)：由于傳感器內(nèi)部的某些元件具有儲能效應(yīng)，其作用使得檢驗所得的實際上升曲線和實際下降曲線出現(xiàn)不重合的情況，從而使得傳感器的特性曲線形成環(huán)狀。（2）死區(qū)：傳感器輸入在小到一定范圍后不足以引起輸出的任何變化，這一范圍稱為死區(qū)，也稱不靈敏區(qū)。（3）回差：正、反行程曲線間存在的最大差值，也稱變差或來回變差。11.重復(fù)性同一工作條件同一方向同一輸入值N次曲線的不重合程度⊿mmax取⊿

m1、⊿

m2中最大的計算12.精確度傳感器的輸出指示值與被測量約定真值的一致程度，反映了傳感器測量結(jié)果的可靠程度。

工業(yè)上，常用的檔次為0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0、5.0。數(shù)字越小，精度越高。例如，0.5級的儀表表示其允許的最大使用誤差為0.5%。13.分辨力在規(guī)定測量范圍內(nèi)所能檢測的輸入量的最小變化量的能力。提問：靈敏度和分辨力的關(guān)系？傳感器的穩(wěn)定性是指在室溫條件下經(jīng)過一定的時間間隔，傳感器的輸出與起始標定時的輸出之間的差異。14.穩(wěn)定性15.可靠性16.動態(tài)特性傳感器在測量快速變化的輸入信號情況下，輸出對輸入的響應(yīng)特性。傳感器測量動態(tài)信號的能力用動態(tài)特性來表示。

壓力（Kpa）020406080100輸出（mA）(正1)47.1