学完电阻式,电感式,压电式,霍尔式,热电式,接近开关等传感器

一传感器的分类1、按被测量（或传感器的用途）分类如被测量为温度、压力、流量、位移、速度等时，则感应的传感器分别称为温度传感器等…还有热量、比热容，压差、力、力矩、应力、质量、振幅、频率、加速度、噪声、浓度、粘度、密度、相对密度、酸碱度、颜色、透明度等等，其相应的传感器一般以被测量命名。

2、按工作原理分类传感器的工作原理主要是基于电磁原理和固体物理学理论。

可分为电阻式、电感式、电容式、电抗式、磁电式、热电式、压电式、光电式（包括红外线式和光导纤维式）、谐振式、霍尔式、超声式、同位素式、电话学式、微波式等。

3、按输出信号的性质分类可将其分为模拟传感器和数字传感器两大类前者输出模拟信号，如果要与计算机连接，则需要引入模/数转换环节，而后者则不需要。

数字传感器一般将被测量转换成脉冲、频率或二进制数码输出，抗干扰能力强。

二传感器原理及应用1、电阻式传感器：是一种能把非物理量（如位移、力、压力、加速度、扭矩等）转换成与之有确定对应关系的电阻值，再经过测量电桥转换成便于传送和记录的电压（电流）信号的一种装置。

它具有结构简单、输出精度高、线性和稳定性好等特点。

它种类较多，主要有变阻器式、电阻应变式和固态压阻式等三种。

前两种采用的敏感元件是弹性敏感元件，传感器元件分别是电位器和电阻应变片；而压阻式传感器的敏感元件和传感元件均为半导体（如硅）。

2、变阻器式传感器结构简单，输出信号功率大、被测量与转换量间容易实现线性或其他所需要的函数关系。

3、应变式传感器目前用于测量力、力矩、压力、加速度、质量等参数，是使用最广泛的传感器之一。

应变效应：金属导体或半导体在受到外力作用时，会产生相应的应变，其电阻也将随之发生变化，这种物理现象称为应变效应。

用来产生应变效应的细导体称为应变丝（敏感栅）应用在称重与测力领域，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。

性电路消除热电势与温度的⾮线性误差，最后放⼤转换为4～20mA电流输出信号。

为防⽌热电偶测量中由于电偶断丝⽽使控温失效造成事故，传感器中还设有断电保护电路。

当热电偶断丝或接解不良时，传感器会输出最⼤值（28mA）以使仪表切断电源。

⼀体化温度传感器具有结构简单、节省引线、输出信号⼤、抗⼲扰能⼒强、线性好、显⽰仪表简单、固体模块抗震防潮、有反接保护和限流保护、⼯作可靠等优点。

⼀体化温度传感器的输出为统⼀的 4～20mA信号；可与微机系统或其它常规仪表匹配使⽤。

也可⽤户要求做成防爆型或防⽕型测量仪表。

液位1、浮球式液位传感器浮球式液位传感器由磁性浮球、测量导管、信号单元、电⼦单元、接线盒及安装件组成。

⼀般磁性浮球的⽐重⼩于0.5，可漂于液⾯之上并沿测量导管上下移动。

导管内装有测量元件，它可以在外磁作⽤下将被测液位信号转换成正⽐于液位变化的电阻信号，并将电⼦单元转换成4～20mA或其它标准信号输出。

该传感器为模块电路，具有耐酸、防潮、防震、防腐蚀等优点，电路内部含有恒流反馈电路和内保护电路，可使输出最⼤电流不超过28mA，因⽽能够可靠地保护电源并使⼆次仪表不被损坏。

2、浮简式液位传感器浮筒式液位传感器是将磁性浮球改为浮筒，它是根据阿基⽶德浮⼒原理设计的。

浮筒式液位传感器是利⽤微⼩的⾦属膜应变传感技术来测量液体的液位、界位或密度的。

它在⼯作时可以通过现场按键来进⾏常规的设定操作。

3、静压或液位传感器该传感器利⽤液体静压⼒的测量原理⼯作。

它⼀般选⽤硅压⼒测压传感器将测量到的压⼒转换成电信号，再经放⼤电路放⼤和补偿电路补偿，最后以4～20mA或0～10mA电流⽅式输出。

真空度真空度传感器，采⽤先进的硅微机械加⼯技术⽣产，以集成硅压阻⼒敏元件作为传感器的核⼼元件制成的绝对压⼒变送器，由于采⽤硅-硅直接键合或硅-派勒克斯玻璃静电键合形成的真空参考压⼒腔，及⼀系列⽆应⼒封装技术及精密温度补偿技术，因⽽具有稳定性优良、精度⾼的突出优点，适⽤于各种情况下绝对压⼒的测量与控制。

Knowledge Points知识点汇编传感器与检测技能知识总结1：传感器是能感触规则的被检丈量并依照必定规则转化成可输出信号的器材或设备。

一、传感器的组成2：传感器一般由活络元件，转化元件及根本转化电路三部分组成。

①活络元件是直接感触被测物理量，并以确认联系输出另一物理量的元件（如弹性活络元件将力，力矩转化为位移或应变输出）。

②转化元件是将活络元件输出的非电量转化成电路参数（电阻，电感，电容）及电流或电压等电信号。

③根本转化电路是将该电信号转化成便于传输，处理的电量。

二、传感器的分类1、按被丈量目标分类（1）内部信息传感器首要检测体系内部的方位，速度，力，力矩，温度以及反常改动。

（2）外部信息传感器首要检测体系的外部环境状况，它有相对应的触摸式（触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器）和非触摸式（视觉传感器、超声测距、激光测距）。

2、传感器按作业机理（1）物性型传感器是运用某种性质随被测参数的改动而改动的原理制成的（首要有：光电式传感器、压电式传感器）。

（2）结构型传感器是运用物理学中场的规则和运动规则等构成的（首要有①电感式传感器；②电容式传感器；③光栅式传感器）。

3、按被测物理量分类如位移传感器用于丈量位移，温度传感器用于丈量温度。

4、按作业原理分类首要是有利于传感器的规划和运用。

5、按传感器能量源分类（1）无源型：不需外加电源。

而是将被丈量的相关能量转化成电量输出（首要有：压电式、磁电感应式、热电式、光电式）又称能量转化型；（2）有原型：需求外加电源才干输出电量，又称能量操控型（首要有：电阻式、电容式、电感式、霍尔式）。

6、按输出信号的性质分类（1）开关型（二值型）：是“1”和“0”或开(ON)和关（OFF）；（2）模仿型：输出是与输入物理量改换相对应的接连改动的电量，其输入/输出可线性，也可非线性；（3）数字型：①计数型：又称脉冲数字型，它可所以任何一种脉冲发生器所宣布的脉冲数与输入量成正比；②代码型（又称编码型）：输出的信号是数字代码，各码道的状况随输入量改动。

传感器的分类_传感器的原理与分类_传感器的定义和分类传感器的分类方法很多．主要有如下几种：（1）按被测量分类，可分为力学量、光学量、磁学量、几何学量、运动学量、流速与流量、液面、热学量、化学量、生物量传感器等。

这种分类有利于选择传感器、应用传感器（2）按照工作原理分类，可分为电阻式、电容式、电感式，光电式，光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。

这种分类有利于研究、设计传感器，有利于对传感器的工作原理进行阐述。

（3）按敏感材料不同分为半导体传感器、陶瓷传感器、石英传感器、光导纤推传感器、金属传感器、有机材料传感器、高分子材料传感器等。

这种分类法可分出很多种类。

（4）按照传感器输出量的性质分为摸拟传感器、数字传感器。

其中数字传感器便干与计算机联用，且坑干扰性较强，例如脉冲盘式角度数字传感器、光栅传感器等。

传感器数字化是今后的发展趋势。

（5）按应用场合不同分为工业用，农用、军用、医用、科研用、环保用和家电用传感器等。

若按具体便用场合，还可分为汽车用、船舰用、飞机用、宇宙飞船用、防灾用传感器等。

（6）根据使用目的的不同，又可分为计测用、监视用，位查用、诊断用，控制用和分析用传感器等。

主要特点传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新的经济增长点。

微型化是建立在微电子机械系统（MEMS）技术基础上的，已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。

主要功能常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟：光敏传感器——视觉声敏传感器——听觉气敏传感器——嗅觉化学传感器——味觉压敏、温敏、传感器（图1）流体传感器——触觉敏感元件的分类：物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。

化学类，基于化学反应的原理。

生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。

通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类（还有人曾将敏感元件分46类）。

电感式接近开关，只感应金属物体，主要原理，电涡流效应。

检测距离与体积有关，常规0~200mm
霍尔开关，只感应磁性物体，主要原理，霍尔效应，检测距离与磁性有关，常规10~100mm 光电开关，可以检测认为物体，距离比较远。

分对射，漫反射，镜面反射。

对射距离最远，常规1~100米，镜面反射距离其次，常规1~10米，漫反射最短，常规2~2米。

原理红外光电容式接近开关，可以检测任何物体，原理根据电介质的变化，检测距离与电解质有关，一般液体距离比较长，固体或者是含水分很少的物质距离比较短，常规距离0~100mm，同时与体积有关
以上几种产品，根据不同的要求，分别可以做出不同外形尺寸和输出方式，供电电压的产品因此根据市场上的外形，起码上千种。

各类电力传感器的类型与工作原理电力传感器是一类广泛应用于电力系统中的重要设备，它主要用于检测各种电力参数，如电压、电流、功率等，并将其转换成可供电力控制系统或监控系统使用的信号。

根据传感器所检测的电力参数不同，电力传感器可以分为电流传感器、电压传感器、功率传感器等多种类型。

本文将介绍各类电力传感器的类型及其工作原理。

一、电流传感器电流传感器是一种广泛应用于电力系统中的传感器，其主要功能是检测电路中的电流，并将其转换成符合要求的信号输出。

电流传感器主要分为接触式电流传感器和非接触式电流传感器两种类型。

1. 接触式电流传感器接触式电流传感器是通过感应器件与被测电路直接接触来检测电流的一种传感器。

它主要包括电流互感器和电流变压器两种类型。

电流互感器通过互感作用将被测电路的电流转换成次级线圈中的电流，然后再进行信号处理和输出；而电流变压器则通过变压器的原理将被测电路的电流转换成次级线圈中的电压信号，然后再进行信号处理和输出。

2. 非接触式电流传感器非接触式电流传感器是通过感应器件与被测电路不直接接触来检测电流的一种传感器。

它主要包括磁致伸缩传感器和霍尔传感器两种类型。

磁致伸缩传感器利用被测电路中的电流产生的磁场，通过感应原理来检测电流并进行信号输出；而霍尔传感器则是通过霍尔元件来感知被测电路中的磁场，从而检测电流并进行信号输出。

二、电压传感器电压传感器是一种用于检测电路中电压大小的传感器，其主要作用是将被测电路中的电压转换成可供监控系统或电力控制系统使用的信号。

电压传感器主要包括电容式电压传感器和电阻式电压传感器两种类型。

1. 电容式电压传感器电容式电压传感器是通过电容元件与被测电路直接接触来检测电压的一种传感器。

它利用被测电路中的电压来改变电容元件的电容值，从而实现对电压的检测和信号输出。

2. 电阻式电压传感器电阻式电压传感器是通过电阻元件与被测电路直接接触来检测电压的一种传感器。

它利用被测电路中的电压来改变电阻元件的电阻值，从而实现对电压的检测和信号输出。

传感器的分类_传感器的原理与分类_传感器的定义和分类传感器的分类_传感器的原理与分类_传感器的定义与分类传感器的分类⽅法很多.主要有如下⼏种:(1)按被测量分类,可分为⼒学量、光学量、磁学量、⼏何学量、运动学量、流速与流量、液⾯、热学量、化学量、⽣物量传感器等。

这种分类有利于选择传感器、应⽤传感器(2)按照⼯作原理分类,可分为电阻式、电容式、电感式,光电式,光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。

这种分类有利于研究、设计传感器,有利于对传感器的⼯作原理进⾏阐述。

(3)按敏感材料不同分为半导体传感器、陶瓷传感器、⽯英传感器、光导纤推传感器、⾦属传感器、有机材料传感器、⾼分⼦材料传感器等。

这种分类法可分出很多种类。

(4)按照传感器输出量的性质分为摸拟传感器、数字传感器。

其中数字传感器便⼲与计算机联⽤,且坑⼲扰性较强,例如脉冲盘式⾓度数字传感器、光栅传感器等。

传感器数字化就是今后的发展趋势。

(5)按应⽤场合不同分为⼯业⽤,农⽤、军⽤、医⽤、科研⽤、环保⽤与家电⽤传感器等。

若按具体便⽤场合,还可分为汽车⽤、船舰⽤、飞机⽤、宇宙飞船⽤、防灾⽤传感器等。

(6)根据使⽤⽬的的不同,⼜可分为计测⽤、监视⽤,位查⽤、诊断⽤,控制⽤与分析⽤传感器等。

主要特点传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、⽹络化,它不仅促进了传统产业的改造与更新换代,⽽且还可能建⽴新型⼯业,从⽽成为21世纪新的经济增长点。

微型化就是建⽴在微电⼦机械系统(MEMS)技术基础上的,已成功应⽤在硅器件上做成硅压⼒传感器。

主要功能常将传感器的功能与⼈类5⼤感觉器官相⽐拟:光敏传感器——视觉声敏传感器——听觉⽓敏传感器——嗅觉化学传感器——味觉压敏、温敏、传感器(图1)流体传感器——触觉敏感元件的分类:物理类,基于⼒、热、光、电、磁与声等物理效应。

化学类,基于化学反应的原理。

⽣物类,基于酶、抗体、与激素等分⼦识别功能。

传感器第四版课后答案【篇一：《传感器》第四版唐文彦习题答案】>1、什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？答：输入量为常量或变化很慢情况下，输出与输入两者之间的关系称为传感器的静态特性。

它的性能指标有：线性度、迟滞、重复性、灵敏度与灵敏度误差、分辨率与阈值、稳定性、温度稳定性、抗干扰稳定性和静态误差（静态测量不确定性或精度）。

2、传感器动特性取决于什么因素？答：传感器动特性取决于传感器的组成环节和输入量，对于不同的组成环节（接触环节、模拟环节、数字环节等）和不同形式的输入量（正弦、阶跃、脉冲等）其动特性和性能指标不同。

3、某传感器给定相对误差为2%fs，满度值输出为50mv，求可能出现的最大误差。

并由此说明使用传感器选择适当量程的重要性。

解：∵ ???myfs?10%0；∴ ?m???yfs?100%?1mv若: yfs1??11yfs 则: ??m?100%??100%?4% 2yfs125?11yfs 则: ??m?100%??100%?16% 8yfs26.25若: yfs2?由此说明,在测量时一般被测量接近量程(一般为量程的2/3以上),测得的值误差小一些。

解：将30dy/dt?3y?0.15x化为标准方程式为：10dy/dt?y?0.05x 与一阶传感器的标准方程：?dy?y?kx 比较有： dt???10(s) ?0k?0.05(mv/c)?输出幅值误差小于3%，试确定该传感器的工作频率范围。

解：二阶传感器频率特性(p14-1—30式)∵ k(?)?k(1???)(2???)2222∴ ??k?k(?)1???3% 2222k(1???)(2???)??0?2?f0?125.6khz?1??8?s式中：??? ?0?????0.1则有：?1(1???)?(2???)12222222?3%?3%?3%?1?(1???)?(2???)21?1???0.03?2222(1???)?(2???)??1?1??0.032222?(1???)?(2?? ?)?2222??(1???)?(2???)?1/1.03?2222??(1???)?(2???)?1/0.972222??(1???)?(2???)?0.943?2222??(1???)?(2???)?1.0632244??1?1.96??????0.943?2244??1?1.96??????1,063222??(0.98???)?0.903?222 ??(0.98???)?1.023?0.98??2?2?0.95 (1)??220.98????1.011(2)??由（1）式：22??0.98????0.95?22??0.98?????0.95 ??1?21.7khz???2?173. 7khz由（2）式：22??0.98????1.011?22??0.98?????1.011 ??1?0???2?176.3khz即：?0???21.7khz??173.7khz???176.3khz ?取：0???21.7khz则有：0?f?21.7khz/2??3.44khz第二章思考题与习题1、何为金属的电阻应变效应？怎样利用这种效应制成应变片？答：（1）当金属丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值将发生变化，这种现象称为金属的电阻应变效应。

1.用频域描述分析设备故障有何突出优点？ 答：频域描述反映了信号的频率组成及其幅值。

2.信号调理阶段的放大滤波、调制。

解调的作用分别是什么？什么是采样定理？采样频率是不是越高越好？放大：提高传感器输出的电压、电流和电荷信号使其的幅值和功率可以进行后续的处理。

调制：将微弱的缓变信号加载到高频交流信号中去，然后利用交流放大器进行放大。

解调：从放大器的输出信号中提取放大的缓变信号。

滤波：使信号中特定的频率成分用过而极大地衰减其他频率成分。

3.在设备故障诊断时，为什么要对测试信号进行频域分析？频域分析法只要是对信号的频率结构进行分析，确定信号是由哪些成分所组成，以及这些频率成分幅值的大小。

通过对故障特征频率及故障特征频率幅值的分析，就可以准确地对设备的故障情况进行诊断。

4.什么是功率信号？什么是能量信号？什么是随机信号？什么是模拟信号？什么是数字信号？功率信号：若信号在区间（-∞，+∞）的能量是无限的。

即dt t x )(2⎰+∞∞-，但它在有限区间（t t ，2t ）的平均功率是有限的，即dt t x t t t t )(121212⎰-这种信号称功率信号。

能量信号：当满足时，认为信号的能量是有限的，称为能量有限信号，简称能量信号。

随机信号：是一种不能准确预测且未来瞬时值，也无法用数学关系式来描述的信号。

模拟信号：在所讨论的时间间隔内，对任意时间值，除第一类间断点外都可以给出确定的函数的信号。

数字信号：时间离散而幅值量化，称为数字信号（幅值和时间上都离散的信号）。

5. 试述信号的幅值谱与系统的幅频特性之间的区别。

信号的幅值谱表征信号的幅值随频率的分布情况，幅值特性指方法电路的电压放大倍数与频率的关系。

前者描述信号各频率分量得幅度后者是系统对输入各频率分量得幅度怎么样变化。

6. 周期信号的频谱图有何特点？其傅里叶级数三角函数展开式与复指数函数展开式的频谱有何特点？（1）1.离散性2.谐波性3.收敛性。

（2）周期信号的傅里叶级数三角函数展开式频率谱是位于频率右侧的离散谱，谱线间隔为整数个ω。

传感器知识点一、电阻式传感器1) 电阻式传感器的原理：将被测量转化为传感器电阻值的变化，并加上测量电路。

2) 主要的种类：电位器式、应变式、热电阻、热敏电阻 ● 应变电阻式传感器1) 应变：在外部作用力下发生形变的现象。

2) 应变电阻式传感器：利用电阻应变片将应变转化为电阻值的变化a. 组成：弹性元件+电阻应变片b. 主要测量对象：力、力矩、压力、加速度、重量。

c. 原理：作用力使弹性元件形变发生应变或位移应变敏感元件电阻值变化通过测量电路变成电压等点的输出。

3) 电阻值：ALR ρ=(电阻率、长度、截面积)。

4) 应力与应变的关系：εσE =(被测试件的应力=被测试件的材料弹性模量*轴向应变)5) 应力与力和受力面积的关系：（面积）（力）（应力）A F =σ应注意的问题：a. R3=R4；b. R1与R2应有相同的温度系数、线膨胀系数、应变灵敏度、初值；c. 补偿片的材料一样，个参数相同；d. 工作环境一样；二、电感式传感器1) 电感式传感器的原理：将输入物理量的变化转化为线圈自感系数L 或互感系数M的变化。

2) 种类：变磁阻式、变压器式、电涡流式。

3) 主要测量物理量：位移、振动、压力、流量、比重。

● 变磁阻电感式传感器1) 原理：衔铁移动导致气隙变化导致电感量变化，从而得知位移量的大小方向。

2) 自感系数公式：)(2002气隙厚度（截面积）（磁导率）δμA L N=。

3) 种类：变气隙厚度、变气隙面积4) 变磁阻电感式传感器的灵敏度取决于工作使得当前厚度。

5) 测量电路：交流电桥、变压器式交变电桥、谐振式测量电桥。

P56 6)应用：变气隙厚度电感式压力传感器（位移导致气隙变化导致自感系数变化导致电流变化）● 差动变压器电感式传感器1) 原理：把非电量的变化转化为互感量的变化。

2) 种类：变隙式、变面积式、螺线管式。

3) 测量电路：差动整流电路、相敏捡波电路。

● 电涡流电感式传感器1) 电涡流效应：块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中做切割磁感线的运动，磁通变化，产生电动势，电动势将在导体表面形成闭合的电流回路。

传感器得分类＿传感器得原理与分类_传感器得定义与分类传感器得分类方法很多.主要有如下几种：(１)按被测量分类,可分为力学量、光学量、磁学量、几何学量、运动学量、流速与流量、液面、热学量、化学量、生物量传感器等.这种分类有利于选择传感器、应用传感器(2)按照工作原理分类，可分为电阻式、电容式、电感式，光电式，光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。

这种分类有利于研究、设计传感器，有利于对传感器得工作原理进行阐述。

（3）按敏感材料不同分为半导体传感器、陶瓷传感器、石英传感器、光导纤推传感器、金属传感器、有机材料传感器、高分子材料传感器等。

这种分类法可分出很多种类。

（４）按照传感器输出量得性质分为摸拟传感器、数字传感器.其中数字传感器便干与计算机联用，且坑干扰性较强，例如脉冲盘式角度数字传感器、光栅传感器等.传感器数字化就是今后得发展趋势。

（5）按应用场合不同分为工业用，农用、军用、医用、科研用、环保用与家电用传感器等。

若按具体便用场合，还可分为汽车用、船舰用、飞机用、宇宙飞船用、防灾用传感器等。

（6)根据使用目得得不同，又可分为计测用、监视用,位查用、诊断用，控制用与分析用传感器等.主要特点传感器得特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业得改造与更新换代,而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新得经济增长点。

微型化就是建立在微电子机械系统（ＭEMS）技术基础上得,已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。

主要功能常将传感器得功能与人类5大感觉器官相比拟：光敏传感器—-视觉声敏传感器——听觉ﻫ气敏传感器-—嗅觉ﻫ化学传感器——味觉ﻫ压敏、温敏、传感器（图１)流体传感器——触觉ﻫ敏感元件得分类:ﻫ物理类，基于力、热、光、电、磁与声等物理效应。

ﻫ化学类,基于化学反应得原理。

生物类,基于酶、抗体、与激素等分子识别功能。

通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件与味敏元件等十大类（还有人曾将敏感元件分4６类）。

传感器与测试技术学习总结
传感器是能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成电信号或其他形式的信息输出，以满足信息传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求的一种检测装置。

而测试技术是指人们借助仪器、设备，通过一定的方法，对被测对象进行定性认识或者定量认识的过程。

首先我们学习了测量转换的基本电路，包括电桥、信号放大电路、信号滤波电路以及信号转换电路，并重点学习了电桥的基本知识。

电桥部分内容包括直流电桥、交流电桥、电桥平衡的调节以及使用方法。

传感器种类繁多，分类方式多种多样，可按被测物理量划分、按工作原理划分、按转换能量方式划分、按传感器工作机理划分以及按输出信号划分。

本课程我们主要学习了以下几种传感器：
1、电路参量式传感器；2电动势式传感器；3、光电传感器；4、辐射式传感器；5、智能传感器；
6、机器人传感器；
其中电路参量式传感器包括电阻式传感器、电容式传感器以及电感式传感器，电动势式传感器包括压电式传感器、磁电式传感器、热电偶传感器以及霍尔传感器；光电传感器包括光纤传感器、光电式编码器、光栅式传感器、激光传感器、CCD图像传感器以及CMOS图像传感器；辐射式传感器包括红外传感器、超声波传感器以及核辐射传感器；智能传感器包括微型传感器、模糊传感器以及网络传感器；机器人传感器技术我们主要学习了机器人视觉传感技术、机器人触觉传感技术、机器人嗅觉传感技术、机器人味觉传感技术以及机器人听觉传感技术。

此外，我们还学习了虚拟仪器的相关知识以及传感器与测试技术的相关典型应用。

通过《传感器技术与检测技术》这门课程的学习，使我们对传感器及测试技术有了一个全面、深刻的认识，为我们在今后的工作种正确使用传感器打下坚实的基础。

0 前言在科学技术高度发展的现代社会中，人类已进入瞬息万变的信息时代，人们在从事工业生产和科学实验等活动中，主要依靠对信息资源的开发、获取、传输和处理。

传感器处于研究对象与测控系统的接口位置，是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学实验和生产过程，特别是在自动检测和自动控制系统中获取的原始信息，都要通过传感器转换为容易传输与处理的电信号。

同时由于科学技术的飞速发展，特别是微电子加工技术，计算机技术及信息处理技术的发展，人们对住处资源的需要日益增长，作为提供信息的传感器技术及传感器愈来愈引起人们的重视，而各种先进技术的传感器技术了也进入了一个飞速发展的阶段。

[1]同时由于工业化的影响使得空气污染越来越严重，肺方面的疾病也有增加的趋势，呼吸疾病是威胁人类健康的主要疾病之一,早期诊断和治疗是预防呼吸疾病的有效途径,而呼吸监护仪在其中发挥着至关重要的作用。

然而以往由于呼吸监测措施的缺乏和不成熟，不能准确地反映出呼吸通道的流量、压力和人（主要是病人）的呼吸的气体容积等生理参数，不能为临床提供丰富的参考数据，从而容易给病人带来气压力、容积伤、循环紊乱及肺膨胀不全等不良作用。

购买国外提供提供呼吸参数监测功能的监护仪则价格昂贵。

所以呼吸监护仪的作用也日益突出，研究新的呼吸监护仪是一个新的课题。

基于这种情况，将传感器技术和呼吸监护仪结合在一起也是一种趋势。

而本文所研究的正是这种技术。

本文所介绍的新型呼吸监测仪与传统的呼吸监护仪只能测量一个呼吸参数不同，本系统可同时测量多个呼吸参数，同时在传感器中应用单片机技术，单片机的可编程性使得其适应性、灵活性大大增强。

它使用方便，只需将人（主要是病人）的气道对准流量传感器，而流量传感器将感受到的信号经过一系列的处理，最后通过显示屏显示出来。

[2]1 系统总体设计1.1方案比较1.1.1 方案一 :压力传感器检测压力传感器也称为应变式传感器。

呼吸运动时，随着呼气和吸气的周期性变换，呼吸管道以及胸腹部都会产生周期性的形变。

传感器类型及原理传感器是一种可以感知、检测和测量某种特定物理量或物理现象的装置或设备。

根据测量的物理量不同，传感器可分为多种类型，并采用不同的原理来实现测量和检测。

1. 温度传感器：温度传感器用于测量物体或环境的温度。

常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶和热电阻三种类型。

热敏电阻的原理是根据材料的阻值随温度变化而变化；热电偶则是利用不同金属之间的热电效应来测量温度差异；而热电阻则是根据电阻值与温度的线性关系进行测量。

2. 湿度传感器：湿度传感器用于测量空气中的湿度，即空气中的水分含量。

常见的湿度传感器有电容式湿度传感器和电阻式湿度传感器。

电容式湿度传感器利用材料的介电常数随湿度变化而变化进行测量；电阻式湿度传感器则是利用材料的阻值随湿度变化而变化进行测量。

3. 压力传感器：压力传感器用于测量气体或液体中的压力。

常见的压力传感器有压阻式压力传感器、电容式压力传感器和电感式压力传感器。

压阻式压力传感器利用材料的电阻随受力变化而变化进行测量；电容式压力传感器则是利用介质的介电常数随压力变化而变化进行测量；电感式压力传感器则是利用感应线圈的电感随压力变化而变化进行测量。

4. 光传感器：光传感器用于测量光线的强度、频率、波长等参数。

常见的光传感器有光敏电阻、光电二极管和光电三极管三种类型。

光敏电阻的原理是利用半导体材料的电阻随光照强度变化而变化进行测量；光电二极管则是利用半导体材料的PN 结在光照下产生的电流进行测量；光电三极管则是在光电二极管的基础上增加了一个能够放大电流的晶体管。

5. 加速度传感器：加速度传感器用于测量物体的加速度和震动。

常见的加速度传感器有压阻式加速度传感器、电容式加速度传感器和压电加速度传感器三种类型。

压阻式加速度传感器利用材料的电阻随受力变化而变化进行测量；电容式加速度传感器则是利用材料的介电常数随加速度变化而变化进行测量；压电加速度传感器利用压电材料的形变产生的电荷信号进行测量。

传感器与检测技术小结传感器定义：传感器是一种以一定精确度吧被测量转换为与之有确定关系、便于应用某种物理量的测量装置。

组成：分类：1）按工作机理：物理型、化学型、生物型2）按构成原理：结构型、物性型3）按能量转换：能量控制型、能量转换型4）按物理原理：电参量式、磁电式、压电式、光电式、气电式、波式、射线式、半导体式、其他原理5）按使用分类、位移、压力、振动、温度等传感器一般特性：静态特性：线性度max 100%l FSL Y γ=±⨯ 灵敏度y k x∆=∆ 迟滞重复性精度零点漂移温度漂移动态特性：瞬态响应特性频率响应特性1、应变式传感器工作原理：基于金属的应变效应。

工作特性：应变片的灵敏系数；横向效应；温度误差及其补尝；初始电阻 分类：丝式应变片、箔式应变片、薄膜应变片应用：形变、压力、力、位移、加速度、温度特点：结构简单、体积小、使用方便、性能稳定、可靠、灵敏度高、动态响应快、适合静态及动态测量、测量精度高，但存在温漂、受人为因素影响比较大、携带不方便。

2、 压阻式传感器工作原理：基于半导体材料的压阻效应工作特性：零点温度补偿；灵敏系数温度补偿压电常数；弹性常数应用：压力、力、加速度、载荷、扭转特点：尺寸小、金属电阻应变片性能稳定、精度较高，但应变灵敏度系数较小。

3、自感式传感器工作原理：它是利用线圈自感量的变化来实现测量的，铁芯和衔铁由导磁材料如硅钢片或坡莫合金制成，在铁芯和衔铁之间有气隙，传感器的运动部分与衔铁相连。

当被测量变化时，使衔铁产生位移，引起磁路中磁阻变化，从而导致电感线圈的电感量变化，因此只要能测出这种电感量的变化，就能确定衔铁位移量的大小和方向。

分类：变气隙式自感传感器、变面积式自感传感器、螺线管式传感器应用：位移、压力、振动、压力、流量、比重特点：结构简单、工作可靠、灵敏度好、分辨率高、重复性好，但存在零点残余电压。

4、差动变压器工作原理：根变压器的基本原理制成，并且次级绕组用差动的形式连接分类：因结构形式多，有变隙式、变面积式、螺线管式等应用：位移、能转换为位移变化的压力、重量、加速度、力特点：精度高稳定性好、结构简单、使用方便，但因包含机械结构，频率响应较低，不宜测量高频动态参量5、电涡流式传感器工作原理：利用电涡流效应，将位移、厚度、材料损伤等非电量转换为电阻抗的变化，从而进行非电量的测量。