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第三章常用传感器与敏感元件 本章学习要求传达感觉的一种器件、人的眼睛传感器是一种获取信息的装置，是测 试系统的首要环节。
完成本章内容的学习 后应能作到：1.掌握常用传感器的工作原理与工业应用情况 总了解传感器的分类•了解传感器的测量电路1、定义 传感器：直接作用于被测量，并按一定的规律将其转换成同种或别独量值输出的装置。
传感^ -------- sensor, transducer3. 1常用传感器分类物理量 生物量获取的信息图&5・5b 电容式传声器的电路原理 敏感元件的输出就是转换元件 的输入，它把输入转换成电量参 量O把转换元件输出的电最信号转 换为便于处理、显示、记录或 控制的有用的电信号的电路。
直接感受被测量，输出与被测量成确定关系。
J ［被测量3分类物性型与结构性所谓物性型传感器，是利用敏感器件材料本身物理性质的变 化来实现信号的检测。
例如，用水银温度计测温。
是利用了水银 的热胀冷缩的现象；用光电传感器测速，是利用了光电器件本身 的光电效应；用压电测力计测力，是利用了石英晶体的压电效应 等。
所谓结构型传感器，则是通过传感器本身结构参数的变化来 实现信号转换的。
例如，电容式传感器，是通过极板间距离发生 变化而引起电容量的变化；电感式传感器，是通过活动衔铁的位 移引起自感或互感的变化等。
位移传感器⑴按被测物理量来分警更理督警温度传感器 (2)按传感器工作的物理原理来分 式式式式︙械气射体 机电辐流 (3)按信号变换特征来分 -物性型〔结构型(4)按传感器的能量转换 情况来分r 能量转换型I 能量控制型能量转换型与能量控制型能最转换型传感器（或称无海传SB）＞是直接由被测对象输入能量使其工作的。
例如，热电偶将被测温度直接转换为电量输出。
能量控制型传感器（或称有源传感器），是从外部供给辅助能量使传感器工作的，并由被测量来控制外部供给能量的变化。
例如，电阻应变计中电阻接于电桥上，电桥工作能源由外部供给，而又被测两变化所引起的电阻变化去控制电桥输出。
第三章 常用传感器与敏感元件3-1 在机械式传感器中，影响线性度的主要因素是什么？可举例说明。
解答：主要因素是弹性敏感元件的蠕变、弹性后效等。
3-2 试举出你所熟悉的五种机械式传感器，并说明它们的变换原理。
解答：气压表、弹簧秤、双金属片温度传感器、液体温度传感器、毛发湿度计等。
3-3 电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？各有何优缺点？应如何针对具体情况来选用？解答：电阻丝应变片主要利用形变效应，而半导体应变片主要利用压阻效应。
电阻丝应变片主要优点是性能稳定，现行较好；主要缺点是灵敏度低，横向效应大。
半导体应变片主要优点是灵敏度高、机械滞后小、横向效应小；主要缺点是温度稳定性差、灵敏度离散度大、非线性大。
选用时要根据测量精度要求、现场条件、灵敏度要求等来选择。
3-4 有一电阻应变片（见图3-84），其灵敏度S g ＝2，R ＝120。
设工作时其应变为1000，问R ＝？设将此应变片接成如图所示的电路，试求：1）无应变时电流表示值；2）有应变时电流表示值；3）电流表指示值相对变化量；4）试分析这个变量能否从表中读出？解：根据应变效应表达式R /R =S g 得 R =S g R =2100010-6120= 1）I 1=R =120=0.0125A=2）I 2=(R +R )=(120+0.012475A= 3）=(I 2-I 1)/I 1100%=%4）电流变化量太小，很难从电流表中读出。
如果采用高灵敏度小量程的微安表，则量程不够，无法测量的电流；如果采用毫安表，无法分辨的电流变化。
一般需要电桥来测量，将无应变时的灵位电流平衡掉，只取有应变时的微小输出量，并可根据需要采用放大器放大。
3-5 电感传感器（自感型）的灵敏度与哪些因素有关？要提高灵敏度可采取哪些措施？采取这些措施会带来什么样后果？解答：以气隙变化式为例进行分析。
20022N A dLS d μδδ==- 又因为线圈阻抗Z =L ，所以灵敏度又可写成20022N A dZ S d μωδδ==-图3-84 题3-4图由上式可见，灵敏度与磁路横截面积A 0、线圈匝数N 、电源角频率、铁芯磁导率0，气隙等有关。
