傳感器與檢測(cè)技術(shù)主講：楊新軍電話mail：fmarry@163.com第一章概述日常生活中的傳感器電冰箱、電飯煲中的溫度傳感器;空調(diào)中的溫度和濕度傳感器;

煤氣灶中的煤氣泄漏傳感器;

水表、電表、電視機(jī)和影碟機(jī)中的紅外遙控器;

照相機(jī)中的光傳感器;

汽車(chē)中燃料計(jì)和速度計(jì)等等，不勝枚舉。傳感器給我們的生活帶來(lái)了多少便利和幫助呢？第一章概述眼（視覺(jué)）耳（聽(tīng)覺(jué)）鼻（嗅覺(jué)）皮膚（觸覺(jué)）舌（味覺(jué)）感知外界信息大腦肌體人體系統(tǒng)和機(jī)器系統(tǒng)比較第一章概述傳感器的定義根據(jù)GB7665-87，【傳感器】（Transducer／Sensor）的定義為：

能感受規(guī)定的被測(cè)量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)輸出的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。傳感器的其他名稱(chēng)“發(fā)送器”“傳送器”“變送器”傳感器的功用是“一感二傳”，即感受被測(cè)信息并傳送出去第一節(jié)機(jī)電一體化系統(tǒng)常用傳感器一、傳感器的組成敏感元件轉(zhuǎn)換元件基本轉(zhuǎn)換電路被測(cè)量電量敏感元件是直接感受被測(cè)量，并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的某一物理量的元件。轉(zhuǎn)換元件：敏感元件的輸出就是它的輸入，它把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量。基本轉(zhuǎn)換電路：上述電路參數(shù)接入基本轉(zhuǎn)換電路（簡(jiǎn)稱(chēng)轉(zhuǎn)換電路），便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。實(shí)際上，有些傳感器很簡(jiǎn)單，有些則較復(fù)雜，大多數(shù)是開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，也有些是帶反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。最簡(jiǎn)單的傳感器由一個(gè)敏感元件(兼轉(zhuǎn)換元件)組成，它感受被測(cè)量時(shí)直接輸出電量，如熱電偶。有些傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，沒(méi)有轉(zhuǎn)換電路，如壓電式加速度傳感器，其中質(zhì)量塊m是敏感元件，壓電片（塊）是轉(zhuǎn)換元件。有些傳感器，轉(zhuǎn)換元件不只一個(gè)，要經(jīng)過(guò)若干次轉(zhuǎn)換。由于空間的限制或者其他原因,轉(zhuǎn)換電路常裝入電箱中。然而，因?yàn)椴簧賯鞲衅饕谕ㄟ^(guò)轉(zhuǎn)換電路后才能輸出電信號(hào)，從而決定了轉(zhuǎn)換電路是傳感器的組成環(huán)節(jié)之一。第一節(jié)機(jī)電一體化系統(tǒng)常用傳感器二、傳感器的分類(lèi)1.按被測(cè)對(duì)象分內(nèi)部信息傳感器外部信息傳感器檢測(cè)機(jī)電一體化系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的外部環(huán)境狀態(tài)位置、速度、力、力矩、溫度及異常變化接觸式：觸覺(jué)傳感器、滑動(dòng)覺(jué)傳感器、壓覺(jué)傳感器非接觸式：視覺(jué)傳感器、超聲測(cè)距、激光測(cè)距第一節(jié)機(jī)電一體化系統(tǒng)常用傳感器二、傳感器的分類(lèi)3.按被測(cè)物理量分這種分類(lèi)方法明確地表明了傳感器的用途，便于使用者選擇。生產(chǎn)廠家往往此分類(lèi)。如：位移傳感器用于測(cè)量位移溫度傳感器用于測(cè)量溫度第一節(jié)機(jī)電一體化系統(tǒng)常用傳感器二、傳感器的分類(lèi)5.按傳感器能量源分無(wú)源型傳感器有源結(jié)構(gòu)型傳感器不需要外加電源，而是將被測(cè)量的相關(guān)能量轉(zhuǎn)換成電量輸出（能量轉(zhuǎn)換型）需要外加電源，才能輸出電量，又稱(chēng)能量控制型壓電式、磁電感應(yīng)式、熱電式、光電式電阻式、電容式、電感式、霍爾式等等第一節(jié)機(jī)電一體化系統(tǒng)常用傳感器二、傳感器的分類(lèi)6.按輸出信號(hào)的性質(zhì)分開(kāi)關(guān)型傳感器的開(kāi)關(guān)就是“1”和“0”或開(kāi)（ON）和關(guān)（OFF）?？梢灾苯铀偷轿C(jī)進(jìn)行處理，比較方便OFF狀態(tài)ON狀態(tài)輸入輸出設(shè)定點(diǎn)第一節(jié)機(jī)電一體化系統(tǒng)常用傳感器二、傳感器的分類(lèi)6.按輸出信號(hào)的性質(zhì)分模擬型傳感器的輸出是與輸入物理量有一定關(guān)系的電量。第一節(jié)機(jī)電一體化系統(tǒng)常用傳感器二、傳感器的分類(lèi)6.按輸出信號(hào)的性質(zhì)分?jǐn)?shù)字型傳感器有計(jì)數(shù)型（a）和代碼型（b）第一節(jié)機(jī)電一體化系統(tǒng)常用傳感器二、傳感器的特性及主要性能指標(biāo)1.傳感器的靜態(tài)特性當(dāng)傳感器的輸入量為常量或隨時(shí)間緩慢變化的量時(shí)，傳感器的輸出與輸入之間的關(guān)系稱(chēng)為靜態(tài)特性，簡(jiǎn)稱(chēng)靜特性。人們總希望輸出與輸入具有確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而且最好呈線性關(guān)系。但一般輸出輸入不會(huì)符合所要求的線性關(guān)系。非線性誤差.同時(shí)由于存在著遲滯、蠕變、摩擦、間隙和松動(dòng)等因素的影響，輸出輸入之間不一定是唯一確定的。傳感器溫度濕度壓力沖擊振動(dòng)電場(chǎng)磁場(chǎng)摩擦間隙松動(dòng)遲滯蠕變變形老化誤差因素外界干擾輸入x輸出y=f(x)第一節(jié)機(jī)電一體化系統(tǒng)常用傳感器二、傳感器的特性及主要性能指標(biāo)1.傳感器的靜態(tài)特性動(dòng)態(tài)測(cè)溫問(wèn)題實(shí)例把一支溫度計(jì)從溫度為t0℃環(huán)境中迅速插入一個(gè)溫度為t℃的恒溫水槽中（插入時(shí)間忽略不計(jì)），這時(shí)溫度計(jì)溫度從t0℃突然上升到t，而溫度計(jì)反映出來(lái)的溫度從t0℃變化到t℃需要經(jīng)歷一段時(shí)間，即有一段過(guò)渡過(guò)程。溫度計(jì)反映出來(lái)的溫度與介質(zhì)溫度的差值就稱(chēng)為動(dòng)態(tài)誤差。造成溫度計(jì)輸出波形失真和產(chǎn)生動(dòng)態(tài)誤差的原因，是溫度計(jì)有熱慣性（由傳感器的比熱容和質(zhì)量大小決定）和傳熱熱阻，使得在動(dòng)態(tài)測(cè)溫時(shí)傳感器輸出總是滯后于被測(cè)介質(zhì)的溫度變化。這種熱慣性是溫度計(jì)固有的，決定了溫度計(jì)測(cè)量快速溫度變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)誤差。動(dòng)態(tài)特性除了與傳感器的固有因素有關(guān)之外，還與傳感器輸入量的變化形式有關(guān)。也就是說(shuō)，我們?cè)谘芯總鞲衅鲃?dòng)特性時(shí)，通常是根據(jù)不同輸入變化規(guī)律來(lái)考察傳感器的響應(yīng)的。動(dòng)態(tài)測(cè)溫問(wèn)題實(shí)例3.傳感器的性能指標(biāo)各種傳感器的變換原理、結(jié)構(gòu)、使用目的、環(huán)境條件雖各不相同，但對(duì)它們的主要性能要求卻是一致的。這些主要性能要求是：高精度、低成本。應(yīng)根據(jù)實(shí)際要求合理確定靜態(tài)精度

與成本的關(guān)系，盡量提高精度，降低成本；高靈敏度。應(yīng)根據(jù)需要合理確定靈敏度；工作可靠；穩(wěn)定性好，應(yīng)長(zhǎng)期工作穩(wěn)定，抗腐蝕性好；抗干擾能力強(qiáng)；動(dòng)態(tài)特性良好；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、小巧，使用維護(hù)方便，通用性強(qiáng)，功耗低。表1-2傳感器的主要性能指標(biāo)第二節(jié)傳感檢測(cè)技術(shù)的地位和作用構(gòu)成現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱是：

傳感器技術(shù)（信息采集）；通信技術(shù)（信息傳輸）；計(jì)算機(jī)技術(shù)（信息處理）；它們?cè)谛畔⑾到y(tǒng)中分別起到“感官”、“神經(jīng)”和“大腦”的作用。在利用信息的過(guò)程中首先要解決獲取準(zhǔn)確可靠的信息，而傳感器是獲取信息的主要途徑和手段。傳感器的需求量信息處理電信電話科技測(cè)試設(shè)備控制交通控制輸電系統(tǒng)機(jī)床機(jī)器人家用電器照相機(jī)汽車(chē)飛機(jī)船舶氣象海洋環(huán)境污染醫(yī)療防火光能利用熱能利用土木建筑農(nóng)林機(jī)械能利用貨幣金融食品111551101034736598161277834313147111707693612621242014需要量樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)控制管理的機(jī)電設(shè)備有：空調(diào)制冷、給水排水、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯等等，實(shí)現(xiàn)以上功能使用的傳感器有：溫度、濕度、液位、流量、壓差、空氣壓力。安全防護(hù)――防盜、防火、防燃?xì)庑孤丁CD（電子眼）監(jiān)視器、煙霧傳感器、氣體傳感器、紅外傳感器、玻璃破碎傳感器；第二節(jié)傳感檢測(cè)技術(shù)的地位和作用自動(dòng)識(shí)別――門(mén)禁管理系統(tǒng)、感應(yīng)式IC卡識(shí)別、指紋識(shí)別；遠(yuǎn)程抄收與管理系統(tǒng)――水、電、氣、熱量通過(guò)傳感器設(shè)置遠(yuǎn)程自動(dòng)化抄表；巡更系統(tǒng)――保安管理。第二節(jié)傳感檢測(cè)技術(shù)的地位和作用樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)門(mén)禁系統(tǒng)打破了人們幾百年來(lái)用鑰匙開(kāi)鎖的傳統(tǒng)第二節(jié)傳感檢測(cè)技術(shù)的地位和作用汽車(chē)與傳感器已不只局限于對(duì)行駛速度、行駛距離和發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的監(jiān)控安全監(jiān)控：如汽車(chē)安全氣囊系統(tǒng)、防盜裝置、防滑控制系統(tǒng)、防抱死裝置、電子變速控制裝置、排氣循環(huán)裝置、電子燃料噴射裝置及汽車(chē)“黑匣子”等都得到了實(shí)際應(yīng)用。汽車(chē)與傳感器傳感器與家用電器智能洗衣機(jī)中的傳感器：衣物重量傳感器，衣質(zhì)傳感器，水溫傳感器，水質(zhì)傳感器，透光率光傳感器(洗凈度),液位傳感器，電阻傳感器(衣物烘干檢測(cè))。傳感器與家用電器傳感器在機(jī)器人上的應(yīng)用在勞動(dòng)強(qiáng)度大或危險(xiǎn)作業(yè)的場(chǎng)所，已逐步使用機(jī)器人取代人的工作。一些高速度、高精度的工作，由機(jī)器人來(lái)承擔(dān)也是非常合適的。要使機(jī)器人和人的功能更為接近，這就要給機(jī)器人安裝視覺(jué)傳感器和觸覺(jué)傳感器，使機(jī)器人通過(guò)視覺(jué)對(duì)物體進(jìn)行識(shí)別和檢測(cè)，通過(guò)觸覺(jué)對(duì)物體產(chǎn)生壓覺(jué)、力覺(jué)、滑動(dòng)感覺(jué)和重量感覺(jué)。傳感器在機(jī)器人上的應(yīng)用傳感器在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用可以對(duì)人體的表面和內(nèi)部溫度、血壓、腔內(nèi)壓力、血液及呼吸流量、腫瘤、血液的分析、脈搏及心音、心腦電波等進(jìn)行高難度的診斷在早期診斷、早期治療、遠(yuǎn)距離診斷及人工器官的研制等廣泛的范圍內(nèi)發(fā)揮作用傳感器與環(huán)境保護(hù)環(huán)球的大氣污染、水質(zhì)污濁及噪聲已嚴(yán)重地破壞了地球的生態(tài)平衡和我們賴(lài)以生存的環(huán)境為保護(hù)環(huán)境，利用傳感器制成的各種環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器正在發(fā)揮著積極的作用。傳感器與環(huán)境保護(hù)使用傳感器進(jìn)行速度、加速度和飛行距離的測(cè)量。

飛行的方向，飛行姿態(tài)、飛行環(huán)境、飛行器本身的狀態(tài)及內(nèi)部設(shè)備的監(jiān)控也都要通過(guò)傳感器進(jìn)行檢測(cè)。傳感器與航空及航天傳感器與遙感技術(shù)從飛機(jī)、人造衛(wèi)星、宇宙飛船及船舶上對(duì)遠(yuǎn)距離的廣大區(qū)域的被測(cè)物體及其狀態(tài)進(jìn)行大規(guī)模探測(cè)的一門(mén)技術(shù)。圖為在衛(wèi)星上通過(guò)遙感技術(shù)拍攝的美國(guó)空軍基地。未來(lái)世界是個(gè)充滿傳感器的世界，還會(huì)有：智能房屋（自動(dòng)識(shí)別主人，太陽(yáng)能提供能源）智能衣服（自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度）智能公路（自動(dòng)記錄公路的壓力、溫度、車(chē)流量）智能汽車(chē)（無(wú)人駕駛、衛(wèi)星定位）智能……第二節(jié)傳感檢測(cè)技術(shù)的地位和作用由此可見(jiàn)，傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步方面的重要作用，是十分明顯的。世界各國(guó)十分重視這一領(lǐng)域的發(fā)展。傳感器的輸入/輸出特性，理論上的分析很復(fù)雜，實(shí)際上并非都可用數(shù)學(xué)表達(dá)式描述。目前尚無(wú)全面可行的評(píng)價(jià)傳感器質(zhì)量的指標(biāo)，通常以基本參數(shù)和環(huán)境參數(shù)作為檢驗(yàn)、使用和評(píng)價(jià)傳感器的依據(jù)。傳感器選用時(shí)切忌盲目追求各參數(shù)的高指標(biāo)，應(yīng)在滿足量程的情況下，只保證其主要參數(shù)性能指標(biāo)，放寬對(duì)次要指標(biāo)的要求，以求得到高的性?xún)r(jià)比。第三節(jié)傳感器及檢測(cè)系統(tǒng)基本特性的

評(píng)價(jià)指標(biāo)和選用原則一、測(cè)量范圍及量程測(cè)量范圍：傳感器在允許誤差限內(nèi)，其被測(cè)量值的范圍。量程：傳感器在測(cè)量范圍內(nèi)的上限值和下限值之差。過(guò)載能力：在不致引起傳感器的規(guī)定性能指標(biāo)永久改變的條件下，傳感器允許超過(guò)其測(cè)量范圍的能力。過(guò)載能力通常用其允許超過(guò)測(cè)量上限（或下限）的被測(cè)量值與量程的百分比表示。二、靈敏度（Sensitivity）靈敏度是指?jìng)鞲衅鬏敵龅淖兓颗c引起該變化量的輸入變化量之比。靈敏度誤差為當(dāng)檢測(cè)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)靈敏度分別為時(shí)，總靈敏度為靈敏度表示傳感器或傳感檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)被測(cè)物理量變化的

反應(yīng)能力。一般，靈敏度越高越好，但這樣與測(cè)量無(wú)關(guān)的外界

噪聲也容易混入。為此往往要求信噪比越大越好，即要求傳感

器本身噪聲小，且魯棒性好即抗干擾能力強(qiáng)。二、靈敏度（Sensitivity）

線性傳感器靈敏度是它的靜態(tài)特性的斜率，即K0為常數(shù)。非線性傳感器它的靈敏度K0為一變量，用下式表示。三、線性度線性度指其輸出量與輸入量之間的關(guān)系曲線偏離理想直線的程度。在非線性誤差不太大的情況下，通常采用直線擬合的方法來(lái)線性化。這樣，線性度就用輸入-輸出關(guān)系曲線與擬合直線之間最大偏差與滿量程輸出的百分比來(lái)表示。常用的直線擬合方法有理論擬合、端點(diǎn)擬合和端點(diǎn)平移擬合等，如圖所示。采取不同的方法選取擬合直線，可以得到不同的線性度。(a)理論擬合；(b)過(guò)零旋轉(zhuǎn)擬合；(c)端點(diǎn)連線擬合；(d)端點(diǎn)平移擬合

即使是同類(lèi)傳感器擬合直線不同其線性度也是不同的三、線性度四、重復(fù)性重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟谳斎肓堪赐环较蜃魅砍踢B續(xù)多次變動(dòng)時(shí)所得特性曲線間不一致的程度。

五、穩(wěn)定性穩(wěn)定性即在相同條件、相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，其輸入/輸出特性不發(fā)生變化的能力。穩(wěn)定性一般以室溫條件下經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間間隔后，傳感器的輸出與起始標(biāo)定時(shí)輸出的差異來(lái)表示。影響傳感器穩(wěn)定性的因素是時(shí)間和環(huán)境。零漂：傳感器無(wú)輸入（或某一輸入值不變）時(shí)，每隔一段時(shí)間進(jìn)行讀數(shù)，其輸出偏離零值（或原指示值），即為零點(diǎn)漂移，五、穩(wěn)定性穩(wěn)定性即在相同條件、相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，其輸入/輸出特性不發(fā)生變化的能力。穩(wěn)定性一般以室溫條件下經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間間隔后，傳感器的輸出與起始標(biāo)定時(shí)輸出的差異來(lái)表示。影響傳感器穩(wěn)定性的因素是時(shí)間和環(huán)境。溫漂：表示溫度變化時(shí)，傳感器輸出值的偏離程度。一般以溫度變化1℃時(shí)，輸出最大偏差與滿量程的百分比表示。六、精確度精確度有時(shí)簡(jiǎn)稱(chēng)精度。它表示傳感器的輸出結(jié)果與被測(cè)量的實(shí)際值之間的符合程度，是測(cè)量值的精密程度與準(zhǔn)確程度的綜合反映。傳感器的精度表示傳感器在規(guī)定條件下允許的最大絕對(duì)誤差相對(duì)于傳感器滿量程輸出的百分比，在應(yīng)用中，為了簡(jiǎn)化傳感器的精度的表示方法，引用了精度等級(jí)的概念，分為：0.05、0.1、0.2、0.3、0.5、1.0、1.5、2.0。精度等級(jí)越小精度越高七、動(dòng)態(tài)特性傳感器的動(dòng)態(tài)特性反映了傳感器對(duì)于隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)量的響應(yīng)特性。傳感器的響應(yīng)特性必須在所測(cè)頻率范圍內(nèi)努力保持不失真。此外，實(shí)際傳感器的響應(yīng)總有一定延遲，但總希望延遲時(shí)間越短越好。一般地，利用光電效應(yīng)、壓電效應(yīng)等物性傳感器，響應(yīng)時(shí)間短，工作頻率范圍寬。而結(jié)構(gòu)型，如電感、電容、磁電式傳感器等，由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，往往由于機(jī)電一體化系統(tǒng)慣性質(zhì)量的限制，其固有頻率低。八、環(huán)境參數(shù)環(huán)境參數(shù)主要指?jìng)鞲衅髟试S使用的工作溫度范圍以及環(huán)境壓力、環(huán)境振動(dòng)和沖擊等引起的環(huán)境壓力誤差、環(huán)境振動(dòng)誤差和沖擊誤差等。選用傳感器時(shí)應(yīng)充分考慮抗環(huán)境干擾的能力。此外，傳感器在實(shí)際應(yīng)用時(shí)的工作方式，也是選用傳感器時(shí)應(yīng)考慮的重要因素。例如接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量；在線測(cè)量與離線測(cè)量等。工作方式不同對(duì)傳感器要求也不同。八、環(huán)境參數(shù)接觸式測(cè)量八、環(huán)境參數(shù)非接觸式測(cè)量

例：雷達(dá)測(cè)速八、環(huán)境參數(shù)離線測(cè)量產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)八、環(huán)境參數(shù)在線測(cè)量

在流水線上，邊加工，邊檢驗(yàn)，可提高產(chǎn)品的一致性和加工精度。第四節(jié)傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn)標(biāo)定：在明確傳感器輸入/輸出變換關(guān)系的前提下，利用某種標(biāo)準(zhǔn)器具產(chǎn)生已知的標(biāo)準(zhǔn)非電量（或其它標(biāo)準(zhǔn)量）輸入，確定其輸出電量與其輸入量之間關(guān)系的過(guò)程，稱(chēng)為標(biāo)定。校準(zhǔn)：傳感器在使用前或使用過(guò)程中或擱置一段時(shí)間再使用時(shí)，必須對(duì)其性能參數(shù)進(jìn)行復(fù)測(cè)或作必要的調(diào)整與修正，以確保傳感器的測(cè)量精度。這個(gè)復(fù)測(cè)過(guò)程叫做校準(zhǔn)。第四節(jié)傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn)傳感器的標(biāo)定系統(tǒng)組成：被測(cè)非電量的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生器（如量塊、砝碼、恒溫源）或

被測(cè)非電量的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)（如標(biāo)準(zhǔn)壓力傳感器、標(biāo)準(zhǔn)

力傳感器、標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)等）；待標(biāo)定傳感器；它所配接的信號(hào)調(diào)節(jié)器及顯示、記錄器等，所配接的儀器

設(shè)備亦作為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試設(shè)備使用，其精度已知。第四節(jié)傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn)為確保各種量值準(zhǔn)確一致，應(yīng)按國(guó)家有關(guān)計(jì)量部門(mén)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)、檢定規(guī)程和管理辦法進(jìn)行標(biāo)定。第四節(jié)傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn)只能按此系統(tǒng)用上一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定下一級(jí)傳感器及配套儀表；如果待標(biāo)定傳感器精度較高，也可以跨級(jí)使用更高一級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)裝置。第四節(jié)傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn)一、傳感器的靜態(tài)標(biāo)定

傳感器的靜態(tài)標(biāo)定設(shè)備（標(biāo)準(zhǔn)值發(fā)生器）有：力標(biāo)定設(shè)備（如測(cè)力砝碼、拉壓式測(cè)力計(jì)）壓力標(biāo)定設(shè)備（水銀壓力計(jì)、麥?zhǔn)险婵沼?jì)）溫度標(biāo)定設(shè)備（鉑電阻溫度計(jì)、鉑銠-鉑熱電偶）靜態(tài)標(biāo)定是給傳感器輸入已知不變的標(biāo)準(zhǔn)非電量，測(cè)出其輸出，給定標(biāo)準(zhǔn)曲線、標(biāo)定方程和標(biāo)定常數(shù)，計(jì)算其靈敏度、線性度、滯差、重復(fù)性等傳感器的靜態(tài)指標(biāo)第四節(jié)傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn)一、傳感器的靜態(tài)標(biāo)定對(duì)傳感器進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定時(shí)，首先要建立靜態(tài)標(biāo)定系統(tǒng)。例如應(yīng)變式測(cè)力傳感器靜態(tài)標(biāo)定系統(tǒng)。第四節(jié)傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn)一、傳感器的動(dòng)態(tài)標(biāo)定

動(dòng)態(tài)標(biāo)定的目的是檢驗(yàn)測(cè)試傳感器的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。通過(guò)確定其線性工作范圍（用同一頻率輸入不同幅值的正弦信號(hào)，測(cè)量傳感器的輸出）、頻率響應(yīng)函數(shù)、頻率特性曲線、階躍響應(yīng)曲線，來(lái)確定傳感器的頻率響應(yīng)范圍、幅值誤差和相位誤差、時(shí)間常數(shù)、阻尼比、固有頻率等。傳感器的種類(lèi)繁多，動(dòng)態(tài)標(biāo)定方法各異，常用的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)激

勵(lì)設(shè)備有激振器、激波管、周期與非周期壓力發(fā)生器等。其中激

振器可用于位移、速度、加速度、力、壓力傳感器的動(dòng)態(tài)標(biāo)定。

例如測(cè)振傳感器的動(dòng)態(tài)標(biāo)定常用電磁振動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生簡(jiǎn)諧振動(dòng)作為傳

感器的輸入量。第四節(jié)傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn)一、絕對(duì)標(biāo)定法圖1-9振動(dòng)的振幅由讀數(shù)顯微鏡測(cè)得振動(dòng)頻率由頻率計(jì)指示。若測(cè)得傳感器的輸出電量即可通過(guò)計(jì)算得到位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器的靈敏度。

第四節(jié)傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn)二、比較標(biāo)定法圖1-10

將被標(biāo)傳感器與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)振傳感器“背靠背”安裝在振動(dòng)臺(tái)上。標(biāo)定時(shí)，分別測(cè)出被標(biāo)傳感器與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)振傳感器的輸出電壓值Ua和U，若標(biāo)準(zhǔn)測(cè)振傳感器的加速度靈敏度為Sa0，則被標(biāo)傳感器加速度靈敏度Sa為

Sa=Sa0·U/Ua

頻率響應(yīng)的標(biāo)定，在振幅恒定條件下，改變振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)頻率，測(cè)出傳感器輸出電壓與振動(dòng)頻率的關(guān)系，即幅頻響應(yīng)。比較被標(biāo)傳感器與標(biāo)準(zhǔn)傳感器輸出信號(hào)間的相位差，可得傳感器的相頻特性。第五節(jié)傳感器與檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向傳感器現(xiàn)狀目前我國(guó)已有1700多家從事傳感器的生產(chǎn)和研發(fā)的企業(yè)，其中從事微系統(tǒng)研制、生產(chǎn)的有50多家，早在2009年底，敏感元件和傳感器年總產(chǎn)量已達(dá)到20億只，傳感器產(chǎn)品達(dá)到10大類(lèi)、42小類(lèi)、6000多個(gè)品種。同時(shí)，傳感器越來(lái)越多地被應(yīng)用到社會(huì)發(fā)展及人類(lèi)生活的各個(gè)領(lǐng)域，如工業(yè)自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、航天技術(shù)、軍事工程、機(jī)器人技術(shù)、資源開(kāi)發(fā)、海洋探測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全保衛(wèi)、醫(yī)療診斷、交通運(yùn)輸、家用電器等。

2010年，流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的市場(chǎng)規(guī)模最大，分別占到整個(gè)傳感器市場(chǎng)的21%、19%和14%;壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、水平傳感器已表現(xiàn)出成熟市場(chǎng)的特征;未來(lái)傳感器市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)將來(lái)自于無(wú)線傳感器、微系統(tǒng)傳感器、生物傳感器等新興傳感器。

第五節(jié)傳感器與檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向傳感器現(xiàn)狀傳感器已進(jìn)入人們的日常工作和家庭生活中，并已在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)以及國(guó)防建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，為中國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)作出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。近年來(lái)，隨著中國(guó)制造業(yè)的逐漸強(qiáng)大以及汽車(chē)行業(yè)的迅速崛起，傳感器在這兩個(gè)行業(yè)中的市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)超過(guò)100億元。國(guó)內(nèi)傳感器市場(chǎng)正在以持續(xù)穩(wěn)定的增長(zhǎng)之勢(shì)向前發(fā)展。

傳感器現(xiàn)狀第五節(jié)傳感器與檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向第五節(jié)傳感器與檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向發(fā)展方向1.開(kāi)發(fā)新型傳感器（1）利用新材料制作傳感器敏感材料是傳感器技術(shù)的基礎(chǔ)，隨著材料科學(xué)的進(jìn)步新功能材料的開(kāi)發(fā)，除下了許多新型傳感器。半導(dǎo)體材料研究的進(jìn)展，促進(jìn)了半導(dǎo)體傳