传感器的选用原则
一、与测量条件有关的因素
(1)测量的目的；
(2)被测试量的选择；
(3)测量范围；
(4)输入信号的幅值，频带宽度；
(5)精度要求；
(6)测量所需要的时间。
二、与传感器有关的技术指标
(1)精度；
(2)稳定度；
(3)响应特性；
(4)模拟量与数字量；
(5)输出幅值；
(6)对被测物体产生的负载效应；
(7)校正周期；
(8)超标准过大的输入信号保护。
三、与使用环境条件有关的因素
(1)安装现场条件及情况；
(2)环境条件(湿度、温度、振动等)；
(3)信号传输距离；
(4)所需现场提供的功率容量。
四、与购买和维修有关的因素
(1)价格；
(2)零配件的储备；
(3)服务与维修制度，保修时间；
(4)交货日期。
第二章力敏传感器
第一节应变式传感器
金属应变片式传感器一、
金属应变片式传感器
金属应变片式传感器的核心元件是金属应变片，它可将试件上的应变变化转换成电阻变化。
优点：①精度高，测量范围广
②频率响应特性较好
③结构简单，尺寸小，重量轻
④可在高(低)温、高速、高压、强烈振动、强磁场及核辐射和化学腐蚀等恶劣条件下正常工作
⑤易于实现小型化、固态化
⑥价格低廉，品种多样，便于选择
缺点：具有非线性，输出信号微弱，抗干扰能力较差，因此信号线需要采取屏蔽措施；只能测量一点或应变栅范围内的平均应变，不能显示应力场中应力梯度的变化等；不能用于过高温度场合下的测量。
应变式传感器应用
金属应变片，除了测定试件应力、应变外，还制造成多种应变式传感器用来测定力、扭矩、加速度、压力等其它物理量。
应变式传感器包括两个部分：一是弹性敏感元件，利用它将被测物理量（如力、扭矩、加速度、压力等）转换为弹性体的应变值；另一个是应变片作为转换元件将应变转换为电阻的变化。
柱力式传感器梁力式传感器应变式压力传感器应变式加速度传感器
压阻式传感器
优点：灵敏度高、动态响应好、精度高、易于微型化和集成化等。
第２章电阻式传感器
电阻式传感器的种类繁多，应用广泛，主要应用于测力、测压、称重、测位移、测加速度、测扭矩、测温度等检测系统。目前已成为生产过程检测以及实现生产自动化不可缺少的手段之一。
2.1 电位器式电阻传感器
●特点：结构简单、尺寸小、重量轻、精度高、输出信号
大、性能稳定并容易实现任意函数；但要求输入能量大，电刷与电阻元件之间容易磨损。
●分类：根据输入—输出特性的不同，分为线性电位器和非线性电位器两种；根据结
构形式的不同，分为绕线式、薄膜式、光电式等。
2.4 电阻式传感器的应用
电阻式传感器应用范围很广，主要用于检测力、压力、扭矩、位移、加速度等参数
第二节电感式传感器（变磁阻）
优点：
①结构简单、可靠，测量力小
衔铁为0.5～200×10-5N时，磁吸力为(1~10)×10-5N。
②分辨力高
机械位移：0.1μm，甚至更小；角位移：0.1角秒。
输出信号强，电压灵敏度可达数百mV/mm 。
③重复性好，线性度优良
在几十μm到数百mm的位移范围内，输出特性的线性度较好，且比较稳定。
不足：存在交流零位信号，不宜于高频动态测量。
（四）应用
测量振动、厚度、应变、压力、加速度等各种物理量。
1. 差动变压器式加速度传感器
用于测定振动物体的频率和振幅时其激磁频率必须是振动频率的十倍以上，才能得到精确的测量结果。可测量的振幅为(0.1～5)mm，振动频率为(0～150)Hz。
2. 微压力变送器
将差动变压器和弹性敏感元件（膜片、膜盒和弹簧管等）相结合，可以组成各种形式的压力传感器。
第三节电容式传感器
优点：测量范围大、灵敏度高、结构简单、适应性强、动态响应时间短、易实现非接触测量等。
由于材料、工艺，特别是测量电路及半导体集成技术等方面已达到了相当高的水平，因此寄生电容的影响得到较好地解决，使电容式传感器的优点得以充分发挥。
应用：压力、位移、厚度、加速度、液位、物位、湿度和成分含量等测量之中。
压力测量：差压传感器、变面积传感器、荷重传感器
水分检测：粮食、油
液位测量
加速度测量
（三）设计要点
电容式传感器所具有的高灵敏度、高精度等独特的优点是与其正确设计、选材以及精细的加工工艺分不开的。在设计传感器的过程中，在所要求的量程、温度和压力等范围内，应尽量使它具有低成本、高精度、高分辨力、稳定可靠和高的频率响应等。
第四节压电式传感器
压电式传感器具有响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构简单、工作可靠、重量轻等优点。在工程力学、生物医学、石油勘探、声波测井、电声学等许多技术领域中获得了广泛的应用。
四、压电式传感器的应用
（一）压电式加速度传感器
（二）压电式压力传感器
（三）压电式流量计
（四）集成压电式传感器
典型应用
脉搏计数探测
·按键键盘，触摸键盘
·振动、冲击、碰撞报警
·振动加速度测量
·管道压力波动
·其它机电转换、动态力检测等
（五）压电式传感器在自来水管道测漏中的应用
第三章温度传感器
微波测温温度传感器、噪声测温温度传感器、温度图测温温度传感器、热流计、射流测温计、核磁共振测温计、穆斯保尔效应测温计、约瑟夫逊效应测温计、低温超导转换测温计、光纤温度传感器等。这些温度传感器有的已获得应用，有的尚在研制中。
第二节热电偶温度传感器
能用来测量流体的温度、测量固体以及固体壁面的温度。微型热电偶还可用于快速及动态温度的测量。
第三节热敏电阻温度传感器
检测用的热敏电阻在仪表中的应用
测温用的热敏电阻器
测表面电阻用的热敏电阻器
、IC温度传感器的应用
（一）深井长传输线的摄氏温度测量
第五节其他温度传感器
一、铂电阻温度传感器
用途：钢铁,地质,石油,化工等生产工艺流程,各种食品加工,空调设备及冷冻库,恒温槽等的温度检测与控制中。
二、水晶温度传感器
水晶温度传感器可广泛用于空调、电子工业、食品加工等领域。由于可用数字显示，所以，
可作为高稳定性和高分辨率的温度计使用。
三、分布温度传感器
温度越限往往造成火灾、爆炸或机毁人亡等恶性事故。对于在空间延伸的设备和装置，进行温度越限的检测和控制尤为重要。传感器在温度检测与控制中，具有独特重要作用
第四章磁敏传感器
第三节SQUID磁敏传感器
应用领域
?深部地球物理：用带有SQUID磁敏传感器的大地电磁测深仪进行大地电磁测深，效
果甚好。
?
?在古地磁考古、测井、重力勘探及预报天然地震中，SQUID也具有重要作用。
?
?在生物医学方面，应用SQUID磁测仪器可测量心磁图、脑磁图等，从而出现了神经
磁学、脑磁学等新兴学科，为医学研究开辟了新的领域。
?在固体物理、生物物理、宇宙空间的研究中，SQUID可用来测量极微弱的磁场，如
美国国家航空宇航局用SQUID磁测仪器测量了阿波罗飞行器带回的月球样品的磁矩。
?
?SQUID技术还可用作电流计，电压标准，计算机中存储器，通讯电缆等；在超导电
机、超导输电、超导磁流体发电、超导磁悬浮列车等方面，均得到广泛应用。
四、SQUID磁敏传感器的应用
磁测量超导磁力仪，超导磁力梯度仪超导岩石磁力仪，超导磁化率仪
电测量超导检流计，超导微伏计，超导电位计
重力测量超导重力仪，超导加速仪超导重力梯度仪
辐射测量超导辐射检测器
磁共振测量超导核磁共振仪，超导核磁共振磁力仪超导核磁共振测井仪
第四节磁通门式磁敏传感器
最大特点：适合在零磁场附近工作的弱磁场进行测量。传感器可作成体积小，重量轻、功耗低，既可测纵向向量T、垂直向量Z，也可测ΔT、ΔZ，不受磁场梯度影响，测量的灵敏度可达0.01nT，且可和磁秤混合使用组成磁测仪器。
应用：航空、地面、测井等方面的磁法勘探，在军事上，也可用于寻找地下武器（炮弹、地雷等）和反潜。还可用于预报天然地震及空间磁测等。
第五节感应式磁敏传感器
可用于测量交变场中磁场变化率。
霍耳开关集成传感器的应用领域
霍耳开关集成传感器的应用领域：点火系统、保安系统、转速、里程测定、机械设备的限位开关、按钮开关、电流的测定与控制、位置及角度的检测等等
霍耳磁敏传感器的应用
利用霍耳效应制作的霍耳器件，不仅在磁场测量方面，而且在测量技术、无线电技术、计算
技术和自动化技术等领域中均得到了广泛应用。
利用霍耳电势与外加磁通密度成比例的特性，可借助于固定元件的控制电流，对磁量以及其他可转换成磁量的电量、机械量和非电量等进行测量和控制。应用这类特性制作的器具有磁通计、电流计、磁读头、位移计、速度计、振动计、罗盘、转速计、无触点开关等。
二、磁敏二极管和磁敏三极管
利用磁敏管可以作成磁场探测仪器—如高斯计、漏磁测量仪、地磁测量仪等。用磁敏管作成的磁场探测仪，可测量10-7T左右的弱磁场。
根据通电导线周围具有磁场，而磁场的强弱又取决于通电导线中电流大小的原理，因而可利用磁敏管采用非接触方法来测量导线中电流。而用这种装置来检测磁场还可确定导线中电流值大小，既安全又省电，因此是一种备受欢迎的电流表。
此外,利用磁敏管还可制成转速传感器(能测高达每分钟数万转的转速),无触点电位器和漏磁探伤仪等。
三、磁敏电阻
磁敏电阻可以用来作为电流传感器、磁敏接近开关、角速度/角位移传感器、磁场传感器等。可用于开关电源、UPS、变频器、伺服马达驱动器、家庭网络智能化管理、电度表、电子仪器仪表、工业自动化、智能机器人、电梯、智能住宅、机床、工业设备、断路器、防爆电机保护器、家用电器、电子产品、电力自动化、医疗设备、机床、远程抄表、仪器、自动测量、地磁场的测量、探矿
第五章光电式传感器
现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。 1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型 要进行—个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。 在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。 2、灵敏度的选择 通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽员减少从外界引入的厂扰信号。 传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。 3、频率响应特性 传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。 传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。 在动态测量中，应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性，以免产生过火的误差。 4、线性范围 传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。 但实际上，任何传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的，这会给测量带来极大的方便。 5、稳定性
传感器选用原则 现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量 环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。 1)根据测量对象与测量环境确定传感器的类型 要进行—个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。 在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。 2)灵敏度的选择 通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽员减少从外界引入的厂扰信号。 传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。 3)频率响应特性
传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械 系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。 在动态测量中，应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性，以免产生过火的误差 4)线性范围 传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。但实际上，任何传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的，这会给测量带来极大的方便。 5)稳定性 传感器使用一段时间后，其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外，主要是传感器的使用环境。因此，要使传感器具有良好的稳定性，传感器必须要有较强的环境适应能力。 在选择传感器之前，应对其使用环境进行调查，并根据具体的使用环境选择合适的传感器，或采取适当的措施，减小环境的影响。 传感器的稳定性有定量指标，在超过使用期后，在使用前应重新进行标定，以确定传感器的性能是否发生变化。 在某些要求传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场合，所选用的传感器稳定性要求更严格，要能够经受住长时间的考验。
传感器选用的基本原则 现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。 1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型 要进行—个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。 在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。 2、灵敏度的选择 通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽员减少从外界引入的厂扰信号。 传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。 3、频率响应特性 传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。 传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。 在动态测量中，应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性，以免产生过火的误差。 4、线性范围 传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。 但实际上，任何传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的，这会给
信号部分 1 试判断下述结论的正误。 （1 ）凡频谱是离散的信号必然是周期信号。 （2 ）任何周期信号都由频率不同，但成整倍数比的离散的谐波叠加而成。（3 ）周期信号的频谱是离散的，非周期信号的频谱也是离散的。 （4 ）周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。 （5 ）非周期性变化的信号就是随机信号。 （6 ）非周期信号的幅值谱表示的是其幅值谱密度与时间的函数关系。 （7 ）信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。 （8 ）各态历经随机过程是平稳随机过程。 （9 ）平稳随机过程的时间平均统计特征等于该过程的集合平均统计持征。（10 ）两个周期比不等于有理数的周期信号之和是周期信号。 （11 ）所有随机信号都是非周期信号。 （12 ）所有周期信号都是功率信号。 （13 ）所有非周期信号都是能量信号。 （14 ）模拟信号的幅值一定是连续的。 （15 ）离散信号即就是数字信号。 2 对下述问题，选择正确答案填空。 （1 ）描述周期信号的数学工具是( ) 。 A. 相关函数 B. 傅氏级数 C. 拉氏变换 D. 傅氏变换 （2 ）描述非周期信号的数学工具是( ) 。 A. 三角函数 B. 拉氏变换 C. 傅氏变换 D. 傅氏级数 （3 ）时域信号持续时间压缩，则频域中低频成分( ) 。 A. 不变 B. 增加 C. 减少 D. 变化不定
（4 ）将时域信号进行时移，则频域信号将会( ) 。 A. 扩展 B. 压缩 C. 不变 D. 仅有相移 （5 ）概率密度函数在( )域、相关函数是在( )域、功率谱密度函数是在( )域上来描述的随机信号 A. 时间 B. 空间 C. 幅值 D. 频率 3 指出题图3 所示的信号时域波形时刻与时刻频谱（幅值谱）有无变化，并说明原因。 题3 图题 6 图 4 判断下列序列是否是周期函数。如果是，确定其周期。 （1 ）；（ 2 ）。 5 有一组合信号，系由频率分别为724Hz 、44Hz 、5005410Hz 及600Hz 的相同正弦波叠加而成。求该信号的周期T 。 6 求题6 图所示，非对称周期方波信号的傅里叶级数，并绘出频谱图。 7 求题7 图所示三角波信号的傅里叶级数，并绘出频谱图。 答案： 1. 判断题
《传感器原理与应用》及《传感器与测量技术》习题集与部分参考答案 教材：传感器技术（第3版）贾伯年主编，及其他参考书 第2章 电阻式传感器 2-1 金属应变计与半导体应变计在工作机理上有何异同？试比较应变计各种灵敏系数概念的不同物理意义。 答：（1）相同点：它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化所；不同点：金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。 （2）对于金属材料，灵敏系数K0=Km=(1+2μ)+C(1-2μ)。前部分为受力后金属几何尺寸变化，一般μ≈0.3，因此（1+2μ）=1.6；后部分为电阻率随应变而变的部分。金属丝材的应变电阻效应以结构尺寸变化为主。 对于半导体材料，灵敏系数K0=Ks=(1+2μ)+πE 。前部分同样为尺寸变化，后部分为半导体材料的压阻效应所致，而πE>>(1+2μ)，因此K0=Ks=πE 。半导体材料的应变电阻效应主要基于压阻效应。 2-2 从丝绕式应变计的横向效应考虑，应该如何正确选择和使用应变计？在测量应力梯度较大或应力集中的静态应力和动态应力时，还需考虑什么因素？ 2-3 简述电阻应变计产生热输出（温度误差）的原因及其补偿办法。 答：电阻应变计的温度效应及其热输出由两部分组成：前部分为热阻效应所造成；后部分为敏感栅与试件热膨胀失配所引起。在工作温度变化较大时，会产生温度误差。 补偿办法：1、温度自补偿法 （1）单丝自补偿应变计；(2) 双丝自补偿应变计 2、桥路补偿法 （1）双丝半桥式；（2）补偿块法 2-4 试述应变电桥产生非线性的原因及消减非线性误差的措施。 答：原因：)(211)(44 433221144332211R R R R R R R R R R R R R R R R U U ?+?+?+?+?-?+?-?=? 上式分母中含ΔRi/Ri ，是造成输出量的非线性因素。无论是输出电压还是电流，实际上都与ΔRi/Ri 呈非线性关系。 措施：(1) 差动电桥补偿法：差动电桥呈现相对臂“和”，相邻臂“差”的特征，通过应变计合理布片达到补偿目的。常用的有半桥差动电路和全桥差动电路。 (2) 恒流源补偿法：误差主要由于应变电阻ΔRi 的变化引起工作臂电流的变化所致。采用恒流源，可减小误差。 2-5 如何用电阻应变计构成应变式传感器？对其各组成部分有何要求？ 答：一是作为敏感元件，直接用于被测试件的应变测量；另一是作为转换元件，通过弹性敏感元件构成传感器，用以对任何能转变成弹性元件应变的其他物理量作间接测量。 要求：非线性误差要小（<0.05%~0.1%F.S ），力学性能参数受环境温度影响小，并与弹性元件匹配。
传感器选用的基本原则 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
传感器选用的基本原则 现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量 环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。 1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型 要进行—个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。 在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。 2、灵敏度的选择 通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽员减少从外界引入的厂扰信号。
传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。 3、频率响应特性 传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。 传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。 在动态测量中，应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性，以免产生过火的误差。 4、线性范围 传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。 但实际上，任何传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的，这会给测量带来极大的方便。 5、稳定性 传感器使用一段时间后，其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外，主要是传感器的使用环境。因此，要使传感器具有良好的
传感器的选用原则 当我们在做系统设计的时候，选用产品是一个重要组成部分。拿传感器来说，一个好的产品，可以给后期工作带来很多方便。传感器种类很多，我们该怎么选择呢？那些参数都是什么意思？ 一、根据测量对象和环境确定类型 首先，认真分析测量工作，考虑采用哪种原理的传感器进行测量，因为即使测量同一物理量，也可以通过不同的原理实现。其次就得考虑量程、体积（空间是否足够）、安装方式、信号类型（模拟还是数字信号）、测量方式（直接测量还是间接测量）等等。 二、精度 传感器的精度等级关乎到整个系统精度，是一个非常重要的参数。一般，精度越高，价格越贵。所以我们选择的时候，得从整体考虑，适合自己的才是最好的，不要一味追求所谓的高精度，除非在需要定量测量精确值的场合，我们才选用精度等级高些的传感器。 三、灵敏度的选择 灵敏度指输出量的增量与相应的输入量增量之比。我们得正确认识该参数，它分为两方面：1、在线性范围内，灵敏度高，输出信号值比较大，这是优点。2、灵敏度高，与测量无关的外界噪声也容易混入，在处理过程中，影响精度。
四、线性范围 线形范围是指输出与输入成正比的范围，所以我们都希望线性范围越宽越好，线性范围越宽，量程就大，精度就高。但是任何传感器的线性范围都是相对的。我们只需要把测量量估算好，以便在线性范围内。 五、频率响应特性 在测量过程中，传感器的输出总有一定的延迟，跟实际值也有一定的差别。所以我们希望频率响应快一点，这样延迟时间就短一点。但由于受到结构等特性的影响，频率也难以提高。 六、稳定性 稳定性指使用时间长了以后，其性能还能维持不变的能力。影响稳定性的因素除自身原因外，主要是环境因素。因此，选用的传感器要具有较强的环境适应能力，适当的时候还得采取保护措施。
问答题： 1、传感器一般由哪几部分组成试说明各部分的作用 答：通常由敏感元件、转换元件及基本转换电路组成。 敏感元件直接感受被测物理量，并以确定关系输出另一物理量的元件。 转换元件：将敏感元件输出的非电量转换成电路参数及电流或电压信号。 基本转换电路：将电信号转换成便于传输、处理的电量。 2、内部传感器与外部传感器的作用有何区别 答：内部主要是检测系统内部的位置、速度、力、力矩、温度及异常变化。 外部主要是检测外部环境状态如：触觉，压觉等。 3、按传感器输出信号的性质可将传感器分几类 答：开关型、模拟型、数字型三种。 4、在静态测量中，根据测量系统输入量与对应输出值所绘制的定度曲线何以确定哪些静态特性 答：当传感器的输入量为常量或随时间做缓慢变化时，传感器的输出与输入之间的关系称为静态特性。 5、对传感器的主要性能要求是什么 答：高精度、低成本、高灵敏度、工作可靠、稳定性好，抗干扰性好、动态特性良好. 6、传感器的稳定性表示了传感器的何种能力 答：在相同条件、相当长的时间内，其输入、输出特性不能发生变化的能力 7、传感器的静态特性有哪几种简述之 答：主要有线性度、灵敏度、重复性、稳定性。 8、选用位移传感器应考滤哪些问题 答：环境因素、基本指标、可靠性、使用条件、经济性。 9、简述投射式涡流位移传感器的工作原理。 答：在被测金属板的上方设有发射传感器线圈L1，在被测金属板的下方设有接收传感器线圈L2。当给L1上加音频电压U1时，线圈上产生交变磁通，若两线圈间无金属板，则交变磁通直接耦合至线圈中，线圈产生感应电压。如果将被测金属板放入两线圈之间，则线圈产生的磁场将导至在金属板中产生涡流，并将惯穿金属板，此时磁场能量受到损耗，使到达线圈的磁通将减弱，从而使线圈产生的感应电压下降。金属板越厚，涡流损失越大，电压就越小。 10、简述电容式位移传感器测量的物理参量 答：改娈介质、改变面积、改变间距。 11、请回答下列直线式感应同步器有关的问题：它由哪两个绕组组成鉴相式测量电路的作用是什么 答：固定绕组和可动绕组组成。 检测感应电动势的相位，从而根据相位确定位移量的大小和方向。 12、电容式位移传感器选用的绝缘材料应具有哪些特点 答：高的绝缘电阻、低的彭胀系数、几何尺寸的长期稳定性和低的吸潮性。 13、激光式位移传感器的优点有那些 答优点有精度高、测量范围大、测试时间短、非接触、易数字化、效率高。 14、感应同步器位移传感器的特点有那些 有精度高、对环境要求低、可测大位移工作可靠，抗干扰能力强，维护方便，寿命长。 15、简述压电力传感器的选用原则。 答：1、量程和频带的选择：对被测力的大小加以估算，选择量程适宜的传感器，使所测力的大小不超过额定量程。所选择传感器的工作频带能覆盖待测力的频带。2、电荷放大器的选择：测量准静态力信号，要求电荷放大器输入阻抗高于，低频响应为。 16、与丝式电阻应变片相比，箔式电阻应变片有那些优点 答：⑴、金属箔很薄，因而感受的应力状态与试件表面的应力状态更接近。 ⑵、箔式敏感栅面积大，散热条件好，允许流过较大的电流，因此灵敏度比较高，输出信号的功率比较大，可为 丝式电阻应变片的100－400倍。 ⑶、箔式敏感栅的尺寸可以做得比较准确，基长可能很短，并能做成任意形状，从而可能扩大使用范围。 ⑷、便于批量生产。 17、简述什么是压磁效应 答：在机械外力作用下，铁磁材料内部产生应力或应力变化，使磁导率发生变化，磁阻相应也发生变化的现象是压磁
称重传感器选用的一般规则 在电子衡器中，选用何种称重传感器，要全面衡量。下面就称重传感器的结构形式、量程，准确度等级的选择上讲述一般要考虑的几个方面。 一、结构、形式的选择 选用何种结构形式的称重传感器，主要看衡器的结构和使用的环境条件。如要制作低外形衡器，一般应选用悬臂梁式和轮幅式传感器，若对外形高度要求不严，则可采用柱式传感器。此外，衡器使用的环境若很潮湿，有很多粉尘，则应选择密封形式较好的；若在有爆炸危险的场合，则应选用本质安全型传感器；若在高架称重系统中，则应考虑安全及过载保护；若在高温环境下使用，则应选用有水冷却护套的称重传感器；若在高寒地区使用，则应考虑采用有加温装置的传感器。在形式选择中，有一个要考虑的因素是，维修的方便与否及其所需费用，即一旦称重系统出了毛病，能否很顺利、很迅速的获得维修器件。若不能做到就说明形式选择不够合适。 二、量程的选择 称重系统的称量值越接近传感器的额定容量，则其称量准确度就越高，但在实际使用时，由于存在秤体自重、皮重及振动、冲击、偏载等，因而不同称量系统选用传感器的量限的原则有很大差别。作为一般规则，可有：*单传感器静态称重系统：固定负荷(秤台、容器等)+变动负荷(需称量的载荷)≤所选用传感器的额定载荷X70%*多传感器静态称重系统：固定负荷(秤台、容器等)+变动负荷(需称量的载荷)≤选用传感器额定载荷X所配传感器个数X70% 其中70%的系数即是考虑振动、冲击、偏载等因素而加的。 需要说明的是：首先，选择传感器得额定容量要尽量符合生产厂家的标准产品系列中的值，否则，选用了非标准产品，不但价格贵，而且损坏后难以代换。其次，在同一称重系统中，不允许选用额定容量不同的传感器，否则，该系统没法正常工作。再者，所谓变动负荷(需称量的载荷)是指加于传感器的真实载荷，若从秤台到传感器之间的力值传递过程中，有倍乘和衰减的机构(如杠杆系统)，则应考虑其影响。 三、准确度的选择 称重传感器的准确度等级的选择，要能够满足称重系统准确度级别的要求，只要能满足这项要求即可。即若2500分度的传感器能满足要求，切勿选用3000分度的。若在一称重系统中使用了几只相同形式，相同额定容量的传感器并联工作时，其综合误差为Δ，则有: Δ=Δ/n1/2(2—12) 其中：Δ：单个传感器的综合误差；n：传感器的个数。另外，电子称重系统一般由三大部分组成，他们是称重传感器，称重显示器和机械结构件。当系统的允差为1时，作为非自动衡器主要构成部分之一的称重传感器的综合误差(Δ)一般只能达到0.7的比例成分。根据这一点和式(2－－12)，自不难对所需的传感器准确度做出选择。 四、某些特殊要求应如何达到 在某些称重系统中，可能有一些特殊的要求，例如轨道衡中希望称重传感器的弹性变形量要小一些，从而可以使秤台在称量时的下沉量小些，使得货车在驶入和驶出秤台时，减小冲击和振动。另外，在构成动态称重系统时，不免要考虑所用称重传感器的自振频率，是否能满足动态测量的要求。这些参数，在一般的产品介绍中是不予列出的。因此当要了解这些技术参数时，应向制造商咨询，以免失误。
常用温度传感器的对比分析及选择 大致的要点： 1．温度传感器概述：应用领域，重要性； 2．四种主要的温度传感器类型的横向比较 3．热电偶传感器 4．热电阻传感器 5．热敏电阻传感器 6．集成电路温度传感器以及典型产品举例 7．温度传感器的正确选择及应用 在各种各样的测量技术中，温度的测量可能是最为常见的一种，因为任何的应用领域，掌握温度的确切数值，了解温度与实际状态之间的差异等，都具有极为重要的意义。就以测量为例，在力的测量，压力，流量，位置及电平高低等测量的过程中，为了提高测量精度，通常都会要求对温度进行监视，如压力或力的测量，往往是使用惠斯登电阻电桥，但组成电桥的电阻随温度变化引起的误差，往往会大大超过待测力引起的电阻值变化，如不对温度进行监控并据此校正测量结果，则测量完全不可能进行或者毫无效果。其他参数测量也有类似问题，可以说，各种的物理量都是温度的函数，要得到精确的测定结果，必须针对温度的变化，作出精确的校正。本文就是帮助读者针对特定的用途，选择最为合适的温度传感器，并进行精确的温度测量。 工业上常用的温度传感器有四类：即热电偶、热电阻RTD、热敏电阻及集成电路温度传感器；每一类温度传感器有自己独特的温度测量范围，有自己适用的温度环境；没有一种温度传感器可以通用于所有的用途：热电偶的可测温度范围最宽，而热电阻的测量线性度最优，热敏电阻的测量精度最高。表1是四类传感器的各自独特的性能特性及相互比较。表2是四类传感器的典型应用领域。
热电偶--通用而经济 热电偶由二根不同的金属线材，将它们一端焊接在一起构成，如图1所示；参考端温度（也称冷补偿端）用来消除铁-铜相联及康铜-铜联接端所贡献的误差；而两种不同金属的焊接端放置于需要测量温度的目标上。 两种材料这样联接后会在未焊接的一端产生一个电压，电压数值是所有联接端温度的函数，热电偶无需电压或电流激励。实际应用时，如果试图提供电压或电流激励反而会将误差引进系统。 鉴于热电偶的电压产生于两种不同线材的开路端，其与外界的接口似乎可通过直接测量两导线之间的电压实现；如果热电偶的的两端头不是联接至另外金属，通常是铜，那末事情真会简单至此。 但热电偶需与另外一种金属联接这一事实，实际上又建立了新的一对热电偶，在系统中引入了极大的误差，消除此误差的唯一办法是检测参考端的温度（参见图1），以硬件或硬件-软件相结合的方式将这一联接所贡献的误差减掉，纯硬件消除技术由于线性化校正的因素，比软件-硬件相结合技术受限制更大。一般情况下，参考端温度的精确检测用热电阻RTD，热敏电阻或是集成电路温度传感器进行。原则上说，热电偶可由任意的两种不同金属构建而成，但在实践中，构成热电偶的两种金属组合已经标准化，因为标准组合的线性度及所产生的电压与温度的关系更趋理想。 表3与图2是常用的热电偶E,J,T,K,N,S,B R的特性。
要进行—个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。 2、灵敏度的选择 通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽员减少从外界引入的厂扰信号。 传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。 3、频率响应特性 传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。 传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。 在动态测量中，应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性，以免产生过火的误差。 4、线性范围 传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。
传感器的选型 简介 本文将引导新的传感器用户通过以下的程序来选择压力传感器，我们将定义术语和传感器的性能指标以方便选择具有某项特殊功能的压力传感器。在本文中，传感器是一个广义的概念，它包括范围可以从传感器芯片到变送器。 程序 在选择传感器前应首先定义它的使用要求，我们可以回答几个问题来明确我们的要求： 1．测量类型 ●绝压（参考点为真空） ●差压（高压端压力以低压端压力为参考点） 2.满压力量程 ●0~1.0psi ● 1.0~100psi ●100~1000psi ●1000~ psi 3. 静态精度要求（参比温度25℃） ●非线性、重复性、压力迟滞 ●0~0.1% ●0.1%~0.5% ●0.5%~1.0% 4.传感器分类 ●基本传感器：mv输出 ●温度补偿和校准的传感器：mv输出 ●变送器：V级输出 ●变送器：mA输出或数字输出 5.传感器封装 ●印制电路板封装 ●管道安装（远传装置） 6.介质兼容性 ●空气、干燥气体 ●无腐蚀性的气体或液体 ●腐蚀性液体 7．价格 ●传感器购买价格 ●劳动力（测试和校准）
现在对以上的几个问题做一下详细的说明： 1.压力测量的类型：（绝压和差压） 压力测量的类型最基本的可以分为绝压测量和差压测量。绝压测量是将一个参考的压力封闭在传感器的芯片之中。通常这个压力的大小只有真空（小于5mtor）和标准大气压（14.7psi）两种。参考压力为真空的传感器我们称为绝压传感器，为一个标准大气压的传感器我们称为密封表压传感器。 因为所有的传感器都是测量加在传感器两面膜片上的压力差，但是差压传感器的压力参考端的压力是可以变化的。因此表压传感器（参考端通过一个小孔可以接通大气）仅仅是一种普通形式的差压传感器。 2.压力的量程范围： 在标准的量程范围里选择适合的压力传感器通常需要了解传感器工作压力的变化对传感器参数变化的影响。传感器的额定压力是厂商或用户作为测试的目的一个参考压力点。参考测试的压力点通常这样定义：4inH2O、10inH2O、1psi、5psi、15psi、30psi、50psi、100psi、150psi、300psi、500psi、1000psi、3000psi、5000psi，于是我们使用传感器的范围可以从1inH2O到5000psi。这些压力量程通常有三种形式：传感器、带温度补偿和校准的传感器，带放大的变送器。 通常选择传感器的压力量程要和现场的工作压力相符合，这时候我们需要了解传感器的另一个特性：过载压力。过载压力可以定义为传感器可以承受的最大压力而对传感器不产生任何的影响（如校准的变化和物理的损伤）。这是传感器可以在系统中工作的最大压力。 另外，在传感器的所有特性中（如线性、温度误差、过载压力等）确定最优化的参数也是同样重要的。 下面对如何进行参数的优化配置以选择到自己使用场合中最佳的传感器作以说明： 线性偏差：随工作压力的增加而增加。 零位温度系数：随工作压力的增加而减小。 满量程温度系数：随工作压力的增加基本维持不变。 分辨度：随量程的增加而减小 线性：传感器工作在额定压力的以内，线性要小于工作在额定压力以外。二者关系可以近似的认为是正比关系，如SCX015DNC在 15psi时非线性为0.25%FS~0.3%FS，在30psi时非线性为 0.5%FS~0.6%FS。这种对应关系会持续到传感器膜片的疲劳压 力点。因此，如果传感器在使用中首要的参数是线性的话，那 么一个理想的传感器应该是高量程的压力传感器以降低在使用 量程范围内的非线性误差。 综合考虑这样的做法，它会使传感器的灵敏度降低并且会
1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型 要进行—个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。 2、灵敏度的选择 通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽员减少从外界引入的厂扰信号。 传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。 3、频率响应特性 传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。 传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。 在动态测量中，应根据信号的特点（稳态、瞬态、随机等）响应特性，以免产生过火的误差。 4、线性范围 传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。 但实际上，任何传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的，这会给测量带来极大的方便。
(1班) 一、填空题 1、传感器由（敏感元件）、（传感元件）、（测量转换电路）三部分组成。 2、在测试工作中，具体用哪一种信号来承载信息，取决于（被测对象）、（测试条件）、（测试目的）等多种因素。 3、非周期信号可以分为（瞬变信号）和（准周期信号）两类。 4、热电阻主要是利用电阻随温度升高而（增大）这一特性来测量温度的。 5、压电材料在使用中一般是两片以上，在以电荷作为输出的地方一般是把压电元件（并联）起来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件（串联）起来。 6、霍尔元件采用恒流源激励是为了（减小温漂）。 7、金属电阻的（应变效应）是金属电阻应变片工作的物理基础。 8、根据电桥工作时的工作臂数量，电桥有（半桥单臂)、（半桥双臂）、（全桥）三种接法。 9、 应变片灵敏系数受两个因素的影响，分别是材料的（几何尺寸）、（电阻率）。 10、差动变压器式传感器是利用线圈之间的（互感）而制成的。 11、电感式传感器的测量电路有（交流电桥式）、（变压器式交流电桥）以及谐振式等。 12、输入量与输出电容量为非线性关系的是（变极距式）电容传感器。 13、磁电式传感器有（磁电感应）传感器、（霍尔式）传感器。磁电感应传感器有两种结构形式：（变磁通式）和（恒磁通式）。 14、光电耦合器件是由（发光元件）和（光电接收元件）合并使用的光电器件。 15、在应变片的测量电路中，为了减小和克服非线性误差，常采用（差动电桥）。 二、选择题 1、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中（B ）。 A、电容和电感均为变量 B、电容是变量，电感保持不变 C、电感是变量，电容保持不变 D、电容和电感均保持不变 2、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采用了（B ）测量方法。 A、微差式 B、零位式 C、偏差式 3、热电阻测量转换电路采用三线制是为了（B ）。 A、提高测量灵敏度 B、减小引线电阻的影响 C、减小非线性误差 D、提高电磁兼容性 4、在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用（C ）。 A、冰浴法 B、仪表机械零点调整法 C、计算修正法 5、自感传感器或差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了（D ）。 A、提高灵敏度 B、将输出的交流信号转换为直流信号 C、使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的幅度和相位 6、要测量微小的气体压力之差，最好选用（ A ）变换压力的敏感元件。 A、悬臂梁 B、平膜片 C、弹簧管 D、膜盒 7、以下四种传感器中，属于四端元件的是（ D ）。 A、霍尔元件 B、压电晶体 C、应变片 D、热敏电阻 8、下列（ C ）不能用做加速度检测传感器。 A、电容式 B、压电式 C、电感式 D、热电偶 9、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的（ C ）。 A、应变效应 B、电涡流效应 C、压电效应 D、逆压电效应
称重传感器的选用原则 [ 摘要 ]作者结合多年从事称重测力控制系统工作的经验, 介绍了在选用称重传感器时, 应怎样考虑其称量范围、计量性能、与称重显示器的匹配等诸方面技术指标的原则问题。 一、称重传感器最大称量的选用原则 1.安全系数 安全系数的确定必须注意承载器的自重、最大称量、称重传感器的灵敏度和过载能力等指标。 a.承载器的自重值 这个值是计算称重传感器最大称量的依据之一。对于一般衡器来讲, 在计算称重传感器最大称量值时可以不考虑承载器的自重值, 因为其占衡器总输出信号量的一小部分, 平均到每个传感器上就更少了。例如, 一台 80 吨的地磅, 用 8 只最大称量为30 吨的传感器, 自重为 18 吨, 负载量最大的称重传感器也只有 3 吨自重, 而满载时负荷最大的达到 15.5 吨。 但对于一些特殊衡器, 称重量占总输出信号的一小部分时就不得不考虑承载器自重值。 b.冲击载荷 在一些自动衡器和专用衡器设计时, 在选择称重传感器时必须注意在称量过程中, 被称车辆或物料对承载器的冲击作用。 c.称重传感器的灵敏度
目前常用的称重传感器当中, 柱式结构的灵敏度通常为 1mV/V, 桥式结构、悬臂梁结构、平行梁结构的灵敏度通常为 2mV/V, 另有一小部分悬臂梁结构、S 型结构的灵敏度通常为 3mV/V。在选用时必须注意到, 灵敏度为 1mV/V 的称重传感器其安全过载能力一般是最大称量的 200% , 极限过载能力一般大于最大称量的 500% ; 灵敏度为 2mV/V 的称重传感器其安全过载能力一般是最大称量的 150% , 极限过载能力一般大于最大称量的 300% 。 2.与称重仪表的匹配 当选用 2 只以上的称重传感器作为一个称量系统时, 必须考虑系统采用什么样的工作方式, 而工作方式的确定就必须与称重仪表的选择有关。也就是说称重传感器的有关技术参数必须与称重仪表的有关技术参数匹配。系统实际最大电流小于称重仪表的最大供电电路, 该系统方能正常工作。 3.衡器的灵敏度 一台衡器能否正常工作, 必须考虑这个系统中各个部件的技术参数能否匹配, 对衡器来讲, 也就是称重传感器所选用最大称量、灵敏度值; 称重仪表所选用的供桥电压值、最高灵敏度值等。而且这些参数最终必须满足这个系统的整体指标。衡器的每个检定分度值输出信号大于称重仪表最高输入灵敏度时, 衡器能够正常工作。 二、称重传感器准确度的选用原则 对于一台衡器来讲, 选用的称重传感器的准确度越高越好, 但也有两个前提条件: 一是能采购得到, 二是采购价格能够承受。 称重传感器准确度是由许多指标构成的, 当最终确定一只传感器为某一个准确度等级时, 是按许多测试结果中最大的误差值, 作为此传感器的准确度等级的依据, 而其他测试
传感器选型原则脚本 重庆城市管理职业学院 2016年7月11日
传感器选型原则 场景一： 对白： 同学们好，这小节课我们要学习的是传感器选型原则，传感器选型有哪些原则呢。通过本小节课程的学习，大家就需要掌握这个非常重要的知识点。 场景二： 对白： 传感器选型时要遵循以下四大原则：一、明确测量的对象、目的和要求。二、明确与传感器有关的技术指标。三、考虑与使用环境条件有关的因素。四、考虑与购买和维修有关的因素。其中，第一和第二点对于传感器研发人员和生产厂商尤为重要；对于物联网应用服务集成商和传感器的使用方，则需要在对一般技术指标满足条件的情况下，更多的考虑传感器的外部特性和性价比等商务因素，即第三和第四点。 场景三： 对白： 下面我们来具体看一下原则一：明确测量的对象、目的和要求。选型时首先要考虑传感器的类型和原理。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑一些具体问题，比如量程的大小、被测位置对传感器体积的要求，以食品溯源应用中的称重传感器选型为例，在选用这类传感器时，一般要扩大其量程，使传感器工作在其量程的20%～30%之内，这样称量储备量增大，才能保证其使用安全和寿命。还要考虑测量方式为接触式还是非接触式、信号的引出方法、有线或是非接触测量、传感器的来源（国产还是进口），价格能否承受，还是自行研制等。 场景四： 对白： 确定了某种类型的传感器后，再考虑传感器的具体性能指标。需要考虑的具体技术指标有： 灵敏度、频率响应、线性范围、稳定性，以及精度等。 首先是灵敏度的选择。通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好，但传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比。 第二个指标是频率响应，传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽。 第三个指标是线性范围，传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。 第四个指标，稳定性。要使传感器具有良好的稳定性，传感器必须要有较强的环境适应能力。 在选择传感器之前，应对其使用环境进行调查，并根据具体的使用环境选择合适的传感器。
红外温度传感器的选用原则 1、确定测温范围 红外温度测量范围是零下几十度到+3000℃以上, 如此宽的温度测量范围不能由一种红外温度传感器来完成, 每种型号的测温仪都有自己特定的测温范围。一般来说, 测温范围越窄, 监控温度的输出信号分辨率越高, 精度可靠性容易解决。测温范围过宽, 会降低测温精度。因此, 测量范围也是红外温度传感器选型原则之一。在温度传感器设计选型时要根据现场实际测温要求进行, 测量范围既不要过窄又不要过宽。 2、目标尺寸和距离系数的确定 距离系数的确定, 距离系数由D: S 之比确定, 即红外温度传感探头到目标之间的距离D与被测目标直径之比, 如下图所示。红外温度传感器D: S 的范围一般从2: 1 ( 低距离系数) 到高于300: 1( 高距离系数) 。如果传感器远离目标, 而目标又小, 就应选择高距离系数的传感器。 红外探头与被测物体的距离根据图中的D:S 的比例关系确定,D 为探头与被测物体间的距离, S 为标称光光点直径,D: S 值为红外温度传感器性能指标之一。 确定波长范围, 目标材料的发射率和表面特性决定测温仪的光谱相应波长对于高反射率合金材料, 有低的或变化的发射率。在高温区,测量金属材料的最佳波长是近红外, 测低温区选用7- 18μm 为宜, 系统设计选型时选用此波长范围的传感器。
3、红外温度传感器信号处理 温度大于绝对零度( - 273℃) 的物体都向外发射红外线, 如果分析这种红外辐射, 就可以得到这种物体的温度。温度探头就是利用上述红外线的性质, 首先接受被测物体发出的红外线的辐射, 并把这些光能量转变成可以处理的微弱电信号, 然后送到信号放大处理器进行处理。放大后的电信号转换成可以用微处理器处理的电信号, 实现温度数据的采集。利用温度信号和其他控制设备将可以完成某些自动控制功能。