2023/9/2土木工程概念：把被測量轉(zhuǎn)化為電阻變化的一種傳感器。按工作原理分類：

電阻應(yīng)變式（核心為：電阻應(yīng)變片）

電位計(jì)式壓阻式§2-2電阻式傳感器2023/9/2土木工程△X△ρ△L△A△R基本原理§2-2電阻式傳感器1電阻應(yīng)變式傳感器：應(yīng)變片＋彈性元件＋附件工作原理：基于電阻應(yīng)變效應(yīng)2023/9/2土木工程2

電位計(jì)：精度0.05～0.025mm電位計(jì)的使用－變阻器與分壓器RxxUABUUxxUAB§2-2電阻式傳感器2023/9/2土木工程3、壓阻式傳感器△F→△R壓阻效應(yīng)：單晶半導(dǎo)體材料在沿某一軸向受外力作用時(shí)，其電阻率發(fā)生很大變化的現(xiàn)象§2-2電阻式傳感器2023/9/2土木工程

電感式傳感器是基于電磁感應(yīng)原理，它是把被測量轉(zhuǎn)化為電感量的一種裝置。分類:電感式傳感器自感型可變磁阻型渦流式互感型§2-3電感式傳感器2023/9/2土木工程1自感型--可變磁阻式可變導(dǎo)磁面積型原理:電磁感應(yīng)§2-3電感式傳感器2023/9/2土木工程1自感型：（2）渦流式金屬板置于變化磁場中或在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，在金屬板種產(chǎn)生感應(yīng)電流高頻反射式渦流傳感器低頻透射式渦流傳感器§2-3電感式傳感器2023/9/2土木工程2互感型--差動(dòng)變壓器WW1W2Esx-x工作原理:互感現(xiàn)象.EwEout§2-3電感式傳感器2023/9/2土木工程1工作原理傳感器可等效成一個(gè)兩端固定繃緊的均勻弦。鋼弦內(nèi)應(yīng)力的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殇撓艺駝?dòng)頻率的變化?！?-4

鋼弦式傳感器基本原理發(fā)出脈沖信號(hào)輸入壓力盒的電磁線路，激勵(lì)鋼弦產(chǎn)生振動(dòng)，鋼弦的振動(dòng)在電磁線路內(nèi)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢，輸入頻率儀放大器后，示波，得到頻率。2023/9/2土木工程§2-5

電容式、壓電式、壓磁式傳感器1電容式傳感器：將被測量（尺寸、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成電容量變化的傳感器。工作原理+++

A

δ、A或ε發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)引起電容的變化。2023/9/2土木工程2壓電式傳感器基本原理：壓電效應(yīng)（外力作用下激起晶體表面荷電的現(xiàn)象，逆壓電效應(yīng)）壓電材料：壓電單晶體（石英）、多晶體壓電陶瓷（鈦酸鋇）常用結(jié)構(gòu)形式＋串聯(lián)＋并聯(lián)F+q=DF§2-5

電容式、壓電式、壓磁式傳感器并聯(lián)時(shí)間常數(shù)大，適宜用在測量慢變信號(hào)；串聯(lián)適于電路輸入阻抗很高的時(shí)候。2023/9/2土木工程2壓電式傳感器（1）加速度傳感器（2）測力傳感器§2-5

電容式、壓電式、壓磁式傳感器2023/9/2土木工程3壓磁式傳感器基本原理：壓磁效應(yīng)（鐵磁材料受機(jī)械力作用，內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械效應(yīng)力，從而引起導(dǎo)磁系數(shù)發(fā)生變化）§2-5

電容式、壓電式、壓磁式傳感器2023/9/2土木工程3壓磁式傳感器基本元件：應(yīng)用舉例§2-5

電容式、壓電式、壓磁式傳感器2023/9/2土木工程§2-7其它傳感器1磁電式傳感器基本原理：電磁感應(yīng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢2023/9/2土木工程§2-6其它傳感器1磁電式傳感器（2）霍爾傳感器基本原理：霍爾元件基于霍爾效應(yīng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢金屬或半導(dǎo)體材料置于磁場中，通過電流時(shí)，垂直于電流和磁場方向，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢2023/9/2土木工程§2-6其它傳感器1磁電式傳感器（2）霍爾傳感器應(yīng)用舉例位移傳感器霍爾乘法器2023/9/2土木工程§2-6其它傳感器1磁電式傳感器（3）磁阻效應(yīng)傳感器基本原理：磁阻效應(yīng)沿電流方向電阻的變化2023/9/2土木工程§2-6其它傳感器2光電式傳感器（1）外光電效應(yīng)（在光線作用下，物質(zhì)內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象）（2）內(nèi)光電效應(yīng)（受光照物體電導(dǎo)率發(fā)生變化或產(chǎn)生光電動(dòng)勢的效應(yīng)）2023/9/2土木工程§2-7其它傳感器2光電式傳感器主要形式2023/9/2土木工程§2-7其它傳感器3氣敏傳感器基本原理半導(dǎo)體氣敏元件同氣體接觸后，造成半導(dǎo)體性質(zhì)發(fā)生變化，測量特定氣體的成分或者濃度將成分和濃度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，進(jìn)行監(jiān)測和報(bào)警。例：二氧化錫氣敏元件測酒精含量2023/9/2土木工程§2-7其它傳感器4濕度傳感器基本原理利用濕敏元件進(jìn)行濕度測量和控制。濕敏元件利用濕敏材料吸收空氣中的水分而導(dǎo)致本身電阻值發(fā)生變化。2023/9/2土木工程§2-7其它傳感器5水分傳感器基本原理將水分含量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行測定和表示高分子物質(zhì)的電阻與含水率有關(guān)2023/9/2土木工程§2-7其它傳感器6光纖傳感器基本原理外界因素（溫度、壓力、電場、磁場等）變化時(shí)，傳光特性（相位和光強(qiáng)）會(huì)發(fā)生變化。2023/9/2土木工程§2-8傳感器的選擇和標(biāo)定1傳感器的選擇輸入輸出線性好，靈敏度高滯后、偏移誤差小動(dòng)態(tài)特性好功耗小對(duì)測試對(duì)象影響小抗干擾能力強(qiáng)重復(fù)性好，有互換性抗腐蝕性好，能長期使用易維修和校準(zhǔn)2023/9/2土木工程§2-7傳感器的選擇和標(biāo)定2壓力盒的選擇和埋設(shè)要求靜力匹配彈性模量泊松比密度2023/9/2土木工程§2-7傳感器的選擇和標(biāo)定2壓力盒的選擇和埋設(shè)要求結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇教材P43埋設(shè)要求教材P442023/9/2土木工程§2-7傳感器的選擇和標(biāo)定3傳感器的標(biāo)定定義：通過試驗(yàn)建立傳感器輸入量和輸出量之間的關(guān)系，求出傳感器輸出特性曲線（標(biāo)定曲線）標(biāo)定方法標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備→非電量標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)測試系統(tǒng)→未知的非電量要求(1)傳感器的標(biāo)定應(yīng)該在其使用條件相似的狀態(tài)下進(jìn)行；(2)被測對(duì)象的f＜30Hz時(shí)，可只作靜標(biāo)定。

(3)重復(fù)標(biāo)定的次數(shù)和提高測試精度，減小偶然誤差。2023/9/2土木工程§2-7傳感器的選擇和標(biāo)定4壓力傳感器的標(biāo)定確定壓力傳感器或壓力測量系統(tǒng)的靈敏度及誤差，（1）油壓標(biāo)定2023/9/2土木