1、學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo) 掌握傳感器的定義組成和作用；了解傳感器的分類；了解傳感器的動態(tài)特性和靜態(tài)特性；掌握傳感器的技術(shù)指標(biāo)。第一節(jié)第一節(jié) 傳感器簡介傳感器簡介一、傳感器的定義一、傳感器的定義 傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系的、便于應(yīng)用的另一種量的測量裝置。 二、傳感器的組成與作用二、傳感器的組成與作用1.傳感器的組成 傳感器一般由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件兩大部分組成。 2.傳感器的作用 傳感器的作用包括信息的收集、信息數(shù)據(jù)的交換和控制信息的采集。 第二節(jié)第二節(jié) 傳感器的分類傳感器的分類一、按傳感器工作原理分類一、按傳感器工作原理分類可分為： 電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳

2、感器、壓電式傳感器、霍爾式傳感器、光電式傳感器、光柵式傳感器、熱電偶式傳感器。 二、按被測量（或傳感器的用途）二、按被測量（或傳感器的用途）分類分類可分為： 位移傳感器、力傳感器、速度傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、氣體傳感器、物位傳感器、成份傳感器。 三、按輸出信號的性質(zhì)分類三、按輸出信號的性質(zhì)分類可分為：開關(guān)型傳感器模擬傳感器數(shù)字式傳感器第三節(jié)第三節(jié) 傳感器的特性及其主傳感器的特性及其主要技術(shù)指標(biāo)要技術(shù)指標(biāo) 一、傳感的靜態(tài)特性和動態(tài)特性一、傳感的靜態(tài)特性和動態(tài)特性（一）傳感器的靜態(tài)特性 傳感器變換的被測量的數(shù)值處在穩(wěn)定狀態(tài)時，傳感器的輸出-輸入的關(guān)系稱傳感器的靜態(tài)特性。 描述傳感器靜態(tài)特性

3、的技術(shù)指標(biāo) ：1.靈敏度 傳感器在穩(wěn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下，輸出變化對輸入變化的比值稱靈敏度，用K表示： dxdyK輸入量的變化量輸出量的變化量2.線性度 實(shí)際曲線與擬合直線之間的偏差稱為傳感器的非線性誤差或線性度，取其中最大值與輸出滿度值之比作為評價線性度（或非線性誤差）的指標(biāo)： %100maxmLyL圖1-1 幾種直線擬合方法(a)理論擬合，(b)過零旋轉(zhuǎn)擬合，(c)端點(diǎn)連線擬合，(d)端點(diǎn)平移擬合3.遲滯 遲滯是指在相同工作條件下，傳感器正行程特性和反行程特性的不一致程度，如圖1-2所示，其數(shù)值為對應(yīng)同一大小的輸入量，因采用的行程方向不同，傳感器的輸出量值不相等，這就是遲滯現(xiàn)象。 圖1-2 遲滯特

4、性4.重復(fù)性 傳感器的輸入量在同一方向（增加或減少）變化時，在全量程內(nèi)連續(xù)進(jìn)行重復(fù)測量所得到的輸出-輸入特性曲線不一致的程度，如圖1-3所示。 圖1-3 重復(fù)性（二）傳感器的動態(tài)特性1.動態(tài)特性的定義 動態(tài)特性是指傳感器測量動態(tài)信號時，輸出對輸入的響應(yīng)特性。2.研究動態(tài)特性的方法 (1)階躍響應(yīng)法： 當(dāng)輸入信號為階躍函數(shù)時,因?yàn)樗菚r間的函數(shù),故傳感器的響應(yīng)是在時域里發(fā)生的，因此稱它為階躍響應(yīng)法。(2) 頻率響應(yīng)法： 當(dāng)輸入信號是正弦函數(shù)時，因?yàn)樗穷l率的函數(shù)，故傳感器的響應(yīng)是在頻域內(nèi)發(fā)生的，因此稱它為頻率響應(yīng)法。3.傳感器的階躍響應(yīng)特性 階躍響應(yīng)特性是指在輸入為階躍函數(shù)時，傳感器的輸出隨時間

5、的變化特性。主要參數(shù)有時間常數(shù)(T)、上升時間（tr）、響應(yīng)時間（ts）、超調(diào)量（）等參數(shù)作為評定指標(biāo),如圖1-4所示 。 圖1-4 階躍響應(yīng)曲線圖4. 傳感器的頻率響應(yīng)特性 頻率響應(yīng)特性是指將各種頻率不同而幅值相等的正弦信號輸入傳感器，其輸出正弦的幅值、相位與頻率之間的關(guān)系。頻率響應(yīng)特性常用的評定指標(biāo)有： 1）通頻帶WB 是指傳感器的增益保持在一定之內(nèi)的頻率范圍，對應(yīng)有上、下截止頻率。 2）時間常數(shù) 是用來表征一階傳感器的動態(tài)特性的，越小，頻帶越寬。 3）固有頻率0 是用來表征二階傳感器的動態(tài)特性的，0越大，快速性越好。表表1-1 傳感器技術(shù)指標(biāo)傳感器技術(shù)指標(biāo)二、傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)二、傳感器的主要技術(shù)指標(biāo) 本章小結(jié)本章小結(jié) 傳感器是檢測中首先感受被測量，并將它轉(zhuǎn)換成與被測量有確定對應(yīng)關(guān)系的電量的器件，它是檢測和控制系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部分。傳感器的性能由傳感器的靜特性和動特性來評價。 傳感器的靜態(tài)特性是指傳感器變換的被測量的數(shù)值處在穩(wěn)定狀態(tài)時，傳感器的輸出與輸入的關(guān)系。傳感器靜態(tài)特性的主要技術(shù)指標(biāo)包括靈敏