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传感器第十章汇总

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第十章 交变电流 传感器10-2(新课标复习资料)

第十章 交变电流 传感器10-2(新课标复习资料)

考 技 案 例 导 析
区再用降压变压器降到所需的电压，基本电路如图所示． 降压变压器
限 时 规 范 特 训
易 错 易 混 分 析
选修3-2
第十章
交变电流 传感器
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基 础 知 识 梳 理
高三物理
考 技 案 例 导 析
考技案例导析
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考 技 案 例 导 析
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第十章
交变电流 传感器
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基 础 知 识 梳 理
高三物理
[解析] 根据理想变压器原、副线圈上电压、电流的决 定关系知：在输入电压 U1 不变的情况下，U2 不变．当保持 Q 的位置不动， 滑动头 P 向上滑动时， 副线圈上的电阻增大， 电流减小， 故输入电流 I 亦随着减小， 即电流表的示数变小， A 错误，B 正确；当保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时， U1 n1 由 ＝ 知，副线圈上匝数增大，引起副线圈上电压增大， U2 n2 即副线圈上电流增大，故原线圈上的电流亦随着增大，故电 流表的示数增大，C 正确，D 错误．
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第十章
交变电流 传感器
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高三物理
n1 (1)U1 不变， 发生变化，故 U2 变化． n2 (2)R 不变，U2 改变，故 I2 发生变化． U2 2 (3)根据 P2＝ ，P2 发生变化，再根据 P1＝P2，故 P1 R 变化，P1＝U1I1，U1 不变，故 I1 发生变化． 3．分析动态问题的思路程序可表示为：

第十章 实验十一 传感器的简单应用

第十章 实验十一 传感器的简单应用
Байду номын сангаас
力传感器
[例2] 例 如图实－ － 所示为某种电子秤的原理示意图 所示为某种电子秤的原理示意图， 为一 如图实－11－8所示为某种电子秤的原理示意图，AB为一
均匀的滑动变阻器，阻值为 ，长度为L，两边分别有P 均匀的滑动变阻器，阻值为R，长度为 ，两边分别有 1、P2两个滑 动头， 相连的金属细杆可在被固定的竖直光滑绝缘杆MN上保 动头，与P1相连的金属细杆可在被固定的竖直光滑绝缘杆 上保 持水平状态，金属细杆与托盘相连．金属细杆所受重力忽略不计， 持水平状态，金属细杆与托盘相连．金属细杆所受重力忽略不计， 弹簧处于原长时P 刚好指向A端 间出现电压时， 弹簧处于原长时 1刚好指向 端，若P1、P2间出现电压时，该电压 经过放大通过信号转换后在显示屏上显示出质量的大小． 经过放大通过信号转换后在显示屏上显示出质量的大小．已知弹 簧的劲度系数为k，托盘自身质量为 电源的电动势为E， 簧的劲度系数为 ，托盘自身质量为m0，电源的电动势为 ，电源 的内阻忽略不计，信号放大器、 的内阻忽略不计，信号放大器、信号转换器和显示器的分流作用 忽略不计． 忽略不计．求：
八、实验改进 对于热敏电阻的特性， 对于热敏电阻的特性，可用以 下实验进行： 下实验进行： 如图实－11－4所示，将多用电 所示， 如图实－ － 所示 图实－11－4 图实－ －
表的选择开关置于“欧姆” 表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔 与负温度系数的热敏电阻R 的两端相连， 与负温度系数的热敏电阻 t的两端相连，这时表针指 在某一刻度，观察下述操作下的指针偏转情况： 在某一刻度，观察下述操作下的指针偏转情况：
图实－ － 图实－11－8
(1)托盘上未放物体时在托盘的自身重力作用下 1距A端 托盘上未放物体时在托盘的自身重力作用下P 托盘上未放物体时在托盘的自身重力作用下 端 的距离x 的距离 1； (2)在托盘上放有质量为 的物体时P1距A端的距离 2； 在托盘上放有质量为m的物体时 端的距离x 在托盘上放有质量为 的物体时 端的距离 (3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是：调 在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是： 在托盘上未放物体时通常先校准零点 从而使P 间的电压为零， 节P2，从而使 1、P2间的电压为零，校准零点后将被称 物体放在托盘上．试推导出被称物体的质量 与 物体放在托盘上．试推导出被称物体的质量m与P1、P2 间电压U的函数关系式． 间电压 的函数关系式． 的函数关系式

传感器原理及其应用-第10章-红外传感器重点

传感器原理及其应用-第10章-红外传感器重点
红外热传感器的工作是利用辐射热效应。探测器件接收辐射 能后引起温度升高，再由接触型测温元件测量温度改变量，从 而输出电信号。与光子传感器相比，热传感器的探测率比光子 传感器的峰值探测率低，响应速度也慢得多。但热传感器光谱 响应宽而且平坦，响应范围可扩展到整个红外区域，并且在常 温下就能工作，使用方便，应用仍相当广泛。
第10章 红外传感器
10.2 红外传感器
红外传感器是将红外辐射能量的变化转换为电量变化的一种传 感器，也常称为红外探测器。它是红外探测系统的核心，它的 性能好坏，将直接影响系统性能的优劣。选择合适的、性能良 好的红外传感器，对于红外探测系统是十分重要的。
按探测机理的不同，红外传感器分为热传感器和光子传感器两
维恩公式比普朗克公式简单，但仅适用于不超过3000 K的温 度范围，辐射波长在0.4～0.75m 之间。当温度超过3000 K时， 与实验结果就有较大偏差。
从维恩公式可以看出，黑体的辐射本领是波长和温度的函数， 当波长一定时，黑体的辐射本领就仅仅是温度的函数，这就是 单色辐射式测温和比色测温的理论依据。
武汉理工大学机电工程学院
第10章 红外传感器
近年来，红外技术在军事领域和民用工程上，都得到了广泛 应用。军事领域的应用主要包括： (1) 侦查、搜索和预警； (2) 探测和跟踪； (3) 全天候前视和夜视； (4) 武器瞄准； (5) 红外制导导弹； (6) 红外成像相机； (7) 水下探潜、探雷技术。
10.2.1 红外光子传感器
红外光子传感器是利用某些半导体材料在红外辐射的照射下， 产生光电效应，使材料的电学性质发生变化。通过测量电学性 质的变化，就可以确定红外辐射的强弱。
武汉理工大学机电工程学院
第10章 红外传感器
按照红外光子传感器的工作原理，一般分为外光电效应和内 光电效应传感器两种。内光电效应传感器又分为光电导传感器、 光生伏特(简称光伏)传感器和光磁电传感器3种。 (1) 大部分外光电传感器只对可见光有响应。可用于红外辐射 的光电阴极很少。S-1(Ag-O-Cs)是一种。它的峰值响应波长 是0.8 m，光谱响应扩展到1.2 m。目前外光电效应探测器只用 于可见光和近红外波长范围。

第十章 磁栅式传感器

第十章 磁栅式传感器

2π x E = Em sin • cos ωt W
上式中： 上式中：Em=K0Umω
如图滑尺绕组有 两组，相差1/4个 两组，相差 个 周期，则有 周期，
2πx E S = E m sin • cos ωt W 2πx E C = E m cos • cos ωt
W
从励磁形式来说一般可分为二大类： 从励磁形式来说一般可分为二大类： 一类是以滑尺(或转子 励磁 由定尺(或定子 或定子)取感 一类是以滑尺 或转子)励磁，由定尺 或定子 取感 或转子 励磁， 应电动势， 应电动势， 另一类则相反。 另一类则相反。 依信号处理方式而言，一般可分为鉴相型、 依信号处理方式而言，一般可分为鉴相型、鉴幅 型和脉冲调宽型三种， 型和脉冲调宽型三种，而脉冲调宽型本质上也是一 种鉴幅。 种鉴幅。
一、磁栅的组成及类型 1．磁栅的组成 ． 磁栅传感器是由磁栅（磁尺）、磁头、 磁栅传感器是由磁栅（磁尺）、磁头、检测电路 ）、磁头 组成。 组成。
l－磁尺； －磁尺； 2－尺基； －尺基； 3－磁性薄膜； －磁性薄膜； 4－铁心； －铁心； 5－磁头 －
静态磁头
磁尺
固定孔
去信号处理电 路
磁栅的外形及结构图
1．鉴相方式 ． 在滑尺的正弦、 在滑尺的正弦、余弦绕组上供给幅值和频 率相同、相位差90 的励磁电压u 率相同、相位差 0的励磁电压 s和uc，两个励 磁绕组在定尺绕组上感应电势分别为： 磁绕组在定尺绕组上感应电势分别为： 2πx E S = E m sin • cos ωt W 2πx E C = E m cos • sin ωt W 定尺上的总感应电势为： 定尺上的总感应电势为：
2πx E1 = E m cos • sin ωt W
2πx E 2 = E m sin • sin ωt W

传感器与检测技术 第十章 智能传感技术教程文件

传感器与检测技术 第十章 智能传感技术教程文件
9
第10章 智能传感技术
(四)自补偿、自检验及自诊断 智能传感器系统通过自补偿技术可以改善其动态 特性，但在不能进行完善实时自校准的情况下，可以采 用补偿法消除因工作条件、环境参数发生变化后引起系 统特性的漂移，如零点漂移、灵敏度漂移等。同时，智 能传感器系统能够根据工作条件的变化，自动选择改换 量程，定期进行自检验、自寻故障及自行诊断等多项措 施保证系统可靠地工作。
15
第10章 智能传感技术
(2)周期性自检 若仅在开机时进行一次性的自检，而自检项目又不 能包括系统的所有关键部位，那就难以保证运行过程中 智能传感器始终处于最优工作状态。因此，大部分智能 传感器都在运行过程中周期性地插入自检操作，称作周 期性自检。在这种自检中，若自检项目较多，一般应把 检查程序编号，并设置标志和建立自检程序指针表，以 此寻找子程序入口。周期性自检完全是自动的，在测控 的间歇期间进行，不干扰传感器的正常工作。除非检查 到故障，周期性自检并不为操作者所觉察。
图10-3 集成智能传感器结构示意图
2
第10章 智能传感技术
(三)混合实现 将系统各个集成化环节，如敏感单元、信号调理电 路、微处理器单元、数字总线接口，以不同的组合方式 集成在两块或三块芯片上，并装在一个外壳里。
图10-4 智能传感器的混合集成实现结构
3
第10章 智能传感技术
二、智能传感器功能的实现
16
第10章 智能传感技术
(3)键控自检 键控自检是需要人工干预的检测手段。对那些不能 在正常运行操作中进行的自检项目，可通过操作面板上 的“自检按键”，由操作人员干预，启动自检程序。例 如，对智能传感器插件板上接口电路工作正常与否的自 检，往往通过附加一些辅助电路，并采用键控方式进行。 该种自检方式简单方便，人们不难在测控过程中找到一 个适当的机会执行自检操作，且不干扰系统的正常工作。 智能传感器内部的微处理器，具有强大的逻辑判断 能力和运行功能，通过技术人员灵活的编程，可以方便 地实现各种自检项目。

传感器与检测技术-ppt课件第十章[1]

传感器与检测技术-ppt课件第十章[1]

执行机构C
转速传感器N
轴N
执行机构N
2024/9/29
18
10.3.4 传感器在伺服控制系统中的应用概述
伺服控制系统原理示意图
传感器
控制命令 控制器
驱动器
执行电动机
输出量 控制对象
传感器
2024/9/29
19
10.3.4 传感器在伺服控制系统中的应用概述
1. 开环控制数控机床
2024/9/29
第10章 传感器在工业中的应用
2024/9/29
1
引言
传感器作为获取信息的敏感元件，在现代信息社 会中扮演着越来越重要的作用。如果把一台工业 设备比拟做一个人的话，那么毫不夸张地说，传 感器就应该是他的眼睛。信息的采集通过传感器 来完成，传感器的正确使用与否直接关系到工业 设备能否正常运行。传感器的精度、稳定性直接 关系到系统的性能好坏。由此可见，作为现代信 息技术的三大基础之一的传感器技术，与通信技 术和计算机技术一样在信息社会中扮演者无可替 代的作用。
2024/9/29
11
10.3 传感器在工业中的应用概述
随着电子计算机、生产自动化、航空、 遥测、遥感等科学技术的发展，对传感 器的需求量与日俱增，其应用领域已渗 入到社会的各个领域，并起着巨大的作 用。下面仅将传感器在一些主要领域中 的应用作以简介。
2024/9/29
12
10.3.1 传感器在航天工业中的应用概述
2024/9/29
7
10.1 传感器测试系统简介
3. 测试软件的编写
便于测试数据的分析和显示，需要编
写专门的软件读取测试系统采集的数据， 并加以显示。测试软件中还可以加入信号 处理模块，以便数据的分析和处理。

第10章 气敏传感器及其应用

第10章 气敏传感器及其应用

第10章气敏传感器及其应用在现代社会的生产和生活中，人们往往会接触到各种各样的气体，需要对它们进行检测和控制。

比如化工生产中气体成分的检测与控制；煤矿瓦斯浓度的检测与报警；环境污染情况的监测；煤气泄漏：火灾报警；燃烧情况的检测与控制等等。

气敏传感器是一种检测特定气体的传感器。

它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，其中用的最多的是半导体气敏传感器。

它的应用主要有：一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂（R11、R12）的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。

它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息，从而可以进行检测、监控、报警；还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。

气敏传感器的实物如图10-1所示。

图10-1 气敏传感器实物图10.1气敏电阻气敏电阻就是一种将检测到的气体的成分和浓度转换为电信号的传感器。

10.1.1气敏传感器的工作原理由于气体与人类的日常生活密切相关，对气体的检测已经是保护和改善生态居住环境不可缺少手段，气敏传感器发挥着极其重要的作用。

例如生活环境中的一氧化碳浓度达0.8～1.15 ml/L时，就会出现呼吸急促，脉搏加快，甚至晕厥等状态，达1.84ml/L时则有在几分钟内死亡的危险，因此对一氧化碳检测必须快而准。

利用SnO2（氧化锡）金属氧化物半导体气敏材料，通过颗粒超微细化和掺杂工艺制备SnO2纳米颗粒，并以此为基体掺杂一定催化剂，经适当烧结工艺进行表面修饰，制成旁热式烧结型CO敏感元件，能够探测0.005%～0.5%范围的CO气体。

还有许多易爆可燃气体、酒精气体、汽车尾气等有毒气体的进行探测的传感器。

常用的主要有接触燃烧式气体传感器、电化学气敏传感器和半导体气敏传感器等。

接触燃烧式气体传感器的检测元件一般为铂金属丝（也可表面涂铂、钯等稀有金属催化层），使用时对铂丝通以电流，保持300℃～400℃的高温，此时若与可燃性气体接触，可燃性气体就会在稀有金属催化层上燃烧，因此铂丝的温度会上升，铂丝的电阻值也上升；通过测量铂丝的电阻值变化的大小，就知道可燃性气体的浓度。

第十章 交变电流 传感器10-1(新课标复习资料)

第十章 交变电流 传感器10-1(新课标复习资料)

高三物理
交流电的产生和变化规律
1.交变电流
方 大小和方向都随时间做周期性变化的电流．其中，方 大小 方向
向 向随时间变化是交变电流的最主要特征．
随 堂 针 对 训 练
考 技 案 例 导 析
2.正(余)弦式交流电 交变电流的产生有很多形式．常见的正(余)弦式交变
垂直 电流可由线圈在匀强磁场中绕垂直磁感应强度方向的轴转
高频 低频 直流 (2)作用：通高频、阻低频、隔直流.
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第十章 交变电流 传感器
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第十章
交变电流 传感器
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选 修 3-2
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第十章
交变电流 传感器
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交变电流 传感器
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第十章
交变电流 传感器
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主 题
内 容 交变电流、交变电流的图象 正弦交变电流的函数表达
要 求 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ
说 明
交变电流 式、峰值和有效值 理想变压器 远距离输电 传感器及其工作原理 传感器 传感器的应用 传感器的应用实例
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第十章
交变电流 传感器
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第1单元 交变电流的产生及描述
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第十章
交变电流 传感器
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高三物理

传感器：第十章智能传感技术

传感器：第十章智能传感技术

传感器：第十章智能传感技术智能传感技术<i>传感器</i>把具有一种或多种功能，把具有一种或多种功能，能够完成信号探测和处理、逻辑判断、双向通信、自检、自校、自补偿、处理、逻辑判断、双向通信、自检、自校、自补偿、自诊断和计算等全部功能的器件称为智能传感器。

自诊断和计算等全部功能的器件称为智能传感器。

主要特点有：主要特点有：(1) 高精度；高精度；(2) 多功能；多功能；(3)自适应能力强；(3)自适应能力强自适应能力强；(4) 高可靠性、高稳定性；高可靠性、高稳定性；(5) 超小型化、微型化、微功耗。

超小型化、微型化、微功耗。

<i>传感器</i>10.1 智能传感器的体系结构与功能实现一、智能传感器的体系结构(一)非集成化结构将传统的传感器、将传统的传感器、信号调理电路及带数字接口的微处理器组合为一个整体。

微处理器组合为一个整体。

<i>传感器</i>(二)集成化结构采用微电子机械加工技术和集成电路工艺技术，采用微电子机械加工技术和集成电路工艺技术，将传感器、信号调理电路、将传感器、信号调理电路、微处理器单元集成到一个硅片上构成。

硅片上构成。

<i>传感器</i>集成化智能传感器具有以下特点：集成化智能传感器具有以下特点： 1.微型化 2.结构一体化 3.精度高 4.多功能 5.阵列式 6.全数字化使用方便、7.使用方便、操作简单<i>传感器</i>(三)混合实现将系统各个集成化环节，如敏感单元、将系统各个集成化环节，如敏感单元、信号调理电路、微处理器单元、数字总线接口，电路、微处理器单元、数字总线接口，以不同的组合方式集成在一块或多块芯片上，并封装在一起。

方式集成在一块或多块芯片上，并封装在一起。

参见下图。

参见下图。

<i>传感器</i><i>传感器</i>二、智能传感器功能的实现(一)非线性校正造成传感器非线性原因主要有两个方面：造成传感器非线性原因主要有两个方面：传感器转换原理是非线性的；信号调理电路是非传感器转换原理是非线性的；线性的；线性的；与传统的传感器相比智能传感器采用了不同非线性校正方法。

第十章 光电传感器

第十章 光电传感器

2019/11/10
13
光敏二极管的反向偏置接 线（参考上页图）及光电特性 演示
在没有光照时，由于二 极管反向偏置，反向电流 （暗电流）很小。
— UO +
光照
光敏二 极管的 反向偏 置接法
2019/11/10
当光照增加 时，光电流IΦ 与光照度成正 比关系。 14
光敏三极管
光敏三极管有两个PN结。与普通 三极管相似，有电流增益，灵敏度比光 敏二极管高。多数光敏三极管的基极没 有引出线，只有正负（c、e）两个引脚， 所以其外型与光敏二极管相似，从外观 上很难区别。
参数
单位 GD3250-A GD3250-B GD3250-C
光敏面直径 mm
0.2
0.5
0.8
工作电压
V
100~150 100~150 150~250
暗电流
nA
≤15
≤25
≤35
响应度
V/w
60
60
60
上升时间
ns
≤1
≤3
≤4
噪声等效功率 Pw/Hz1/2 0.05
0.07
0.09
结电容
pF
≤1
≤1.5
2019/11/10
15
光敏三极管外形
2019/11/10
16
光敏三极管内部结构
a) 内部组成 b)管芯结构 c）结构简化图
1—集电极引脚 2—管芯 3—外壳 4—玻璃聚光镜
5—发射极引脚 6—N+ 衬底 7—N型集电区 9—集电结 10—P型基区 11—N型发射区
81—2—Si发O2射保结护圈
您可以根据自己的奇思妙想，结合其他电路开发出更加 优秀的新产品。或自动化控制装置。

第十章实验十六 传感器的简单应用

第十章实验十六 传感器的简单应用

第十章
恒定电流
例如，光电传感器是利用光敏电阻将光 信号转换成电信号，热电传感器是利用 热敏电阻或金属热电阻将温度信号转换 成电信号，转换后的信号经过电子电路 的处理就可以达到方便检测、自动控制、 遥控等各种目的了．
第十章
恒定电流
实验器材
铁架台(带铁夹)、温度计、烧杯、热敏
电阻、光敏电阻、冷水、热水、多用电
第十章
恒定电流
光的多少． 3．光电计数器是比较精密的仪器，使 用过程中应轻拿轻放，严格按操作要 求进行．
第十章
恒定电流
实验创新
图10－8－4 对于热敏电阻的特性，可用以下实验 进行：
第十章
恒定电流
如图10－8－4所示，将多用电表的选 择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两 支表笔与负温度系数的热敏电阻R t的 两端相连，这时表针指在某一刻度， 观察下述操作中指针的偏转情况： (1)往Rt上擦一些酒精； (2)用吹风机将热风吹向电阻．
第十章
恒定电流
实验分析：
(1)中指针左偏，说明Rt的阻值增大；
酒精蒸发吸热，热敏电阻的温度降低,
所以热敏电阻的阻值随温度的降低而 增大．
第十章
恒定电流
(2)中指针右偏，说明Rt的阻值减小， 而热敏电阻Rt的温度升高，故热敏电 阻的阻值随温度的升高而减小． 优点：改进后的实验简单易操作，学 生很快得出结论．
图10－8－3
第十章
恒定电流
误差分析
1．温度计、欧姆表读数时的偶然误差．
2．读数时机把握不好，过早读数，则水
温与热敏电阻温度存在差异．
第十章
恒定电流
注意事项 1．在做热敏实验时，加热水后要等一 会再测其阻值，以使电阻温度与水温 相同，并同时读出水温． 2．光敏实验中，如果效果不明显，可 将部分电路放人带盖的纸盒中，并通 过盖上小孔，改变射到光敏电阻上的

传感器第十章作业答案

传感器第十章作业答案
4. 什么是光ຫໍສະໝຸດ 伏特效应？基于该效应的光电器件有哪些？
在光线作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象 叫做光生伏特效应。
基于该效应的光电器件有光电池和光敏二极管、光敏三 极管。
5. 如何实现线型CCD电荷的四相定向转移? 试画出定向转移图。
1 2
3
4 5 7
第十章作业答案
1. 试说明爱因斯坦光电效应方程的含意。
物体中的电子吸收了入射光子的能量，当足以克服逸出功 A0 时，电子就逸出物体表面，产生光电子发射。如果一个电 子要想逸出，光子能量 hυ 必须超过逸出功 A0 ，超过部分的 能量表现为逸出电子的动能。 2. 光电管阴极、阳极间为什么要加电压？ 光照在阴极上，阴极上逸出的电子无定向向外发射。在阴 极、阳极间外加电压后，可在管内形成电场，阴极接电源负极， 阳极接电源正极。这样可以使从阴极上逸出的电子基本上都被 中央阳极收集，在外电场作用下形成光电流。
3. 为什么光电倍增管的灵敏度比光电管高几万~几百万倍？ 光电倍增管除光电阴极外，还有若干个倍增电极。使用时 在各个倍增电极上均加上电压。阴极电位最低，从阴极开始， 各个倍增电极的电位依次升高，阳极电位最高。同时这些倍增 电极用次级发射材料制成，这种材料在具有一定能量的电子轰 击下，能够产生更多的“次级电子”。由于相邻两个倍增电极 之间有电位差，因此存在加速电场，对电子加速。从阴极发出 的光电子，在电场的加速下，打到第一个倍增电极上，引起二 次电子发射。每个电子能从这个倍增电极上打出 3 ~ 6 倍个次级 电子；被打出来的次级电子再经过电场的加速后，打在第二个 倍增电极上，电子数又增加 3 ~ 6 倍，如此不断倍增，阳极最后 收集到的电子数将达到阴极发射电子数的 105 ~ 106 倍。即光电 倍增管的放大倍数可达到几万倍到几百万倍。光电倍增管的灵 敏度就比普通光电管高几万到几百万倍。

10-1 压力传感器的静态标定

10-1 压力传感器的静态标定
活塞部分由具有精确截面的活塞、活塞缸及与活塞直接相连的承重托 盘及砝码组成。
压力计是利用活塞和加在活塞中的砝码重量所产生的压力与手摇压力
泵所产生的压力相平衡的原理进行标定工作，其精度可达 ±0.05 % 以上。
§10-1 压力传感器的静态标定 标定时，把传感器装在连接螺帽上，然后，按照活塞压力计的操作
上面的标定方法不适合压电式压力测量系统，因为活塞压力计的加 载过程时间太长，致使传感器产生的电荷有泄漏，严重影响其标定精度。 所以对压电式测压系统一般采用杠杆式压力标定机或弹簧测力计式压力标 定机。
§10-1 压力传感器的静态标定
图10-3是杠杆式压力标定机的示意图。标定时，按要求的压力间距，选 定待标的压力点数，按下式计算所需加的砝码重量 W
§10-1 压力传感器的静态标定
式中
P F S
P——所需标定的受力面积。
压力标定曲线的绘制，如同活塞式压力计中所述的相同，并可算出其 静态特性参数。
规程，转动压力泵的手轮，使托盘上升到规定的刻线位置；按所要求的压 力间隔，逐点增加砝码重量，使压力计产生所需的压力；同时用数字电压 表记下传感器在相应压力下的输出值。这样就可以得出被标定传感器或测 压系统的输出特性曲线（即输出与压力间的关系曲线）。根据这条曲线可 确定出所需要的各个静态特性指标。
在实际测试中，为了确定整个测压系统的输出特性，往往需要进行 现场标定。为了操作方便，可以不用砝码加载，而直接用标准压力表读取 所加的压力。测出整个测试系统在各压力下的输出电压值或示波器上的光 点位移量h，就可得到如图10-2所示的压力标定曲线。
§10-1 压力传感器的静态标定
目前，常用的静态标定装置有:活塞压力计、杠杆式和弹簧测力计式 压力标定机。

传感器与检测技术 第十章 智能传感技术(最新)

传感器与检测技术 第十章 智能传感技术(最新)

图10-13 零位温漂特性
13
第10章 智能传感技术
(2)灵敏度温度漂移的补偿
对于压阻式压力传感器，当输入压力保持不变的情况下，
其输出值U(T)将随温度的升高而下降，如图10-14所示。图中 温度T>T1，其输出U(T)<U(T1)。如果T1是传感器校准标定时 的时工的作输温入度(P)，—而输实出际(U工)特作性温进度行却刻是度T>转T换1，求若取仍被按测工输作入温量度压T 力的数值是P′，而真正的被测输入量是P，将会产生很大的 测量误差，其原因就是输入量P为常量时，传感器的工作温 度B点T升降高至，A点T>，T1输传出感电器压的减输少出量由ΔUU(T为1)降至U(T)，即工作点由
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第10章 智能传感技术
1.自补偿 温度是传感器系统最主要的干扰量。在典型的传感 器系统中主要采用结构对称来消除其影响；在智能传感 器的初级形式中主要采用以硬件电路实现的“拼凑”补 偿技术，但补偿效果不能满足实际测量的要求。在传感 器与微处理器/微计算机相结合的智能传感器系统中， 可采用监测补偿法，它是通过对干扰量的监测由软件来 实现补偿的。如压阻式传感器的零点及灵敏度温漂的补 偿。
图10-5 传统仪器仪表中的硬件非线性校正原理
5
第10章 智能传感技术
图10-6 智能仪器的非线性校正技术
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第10章 智能传感技术
(二)自校零与自校准技术
ห้องสมุดไป่ตู้
假设一传感器系统经标定实验得到的静态输出(Y)与 输入(X)特性如下：
式中
Y=a0+a1X
(10-11)
a0—零位值，即当输入X=0时之输出值；
ΔU=U(T1)-U(T)
故
U(T1)=U(T)+ΔU
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上海东方明珠
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光纤传感器外形
2020/10/3
36
光的反射、折射
当一束光线以一定的入射角θ1从介
质1射到介质2的分界面上时，一部分能 量反射回原介质；另一部分能量则透过 分界面，在另一介质内继续传播。
2020/10/3
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光的 全反射
当减小入射角时，进入介质2的折射光与分界面的
夹角将相应减小，将导致折射波只能在介质分界面上传
验钞笔顺着纸币上的 磁性防伪线扫描
2020/10/3
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第十章：第三节 光导纤维传感器
光的全反射实验
2020/10/3
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各种装饰性光导纤维
2020/10/3
34
发光 二极管产 生多种颜 色的光线， 通过光导 纤维传导 到东方明 珠球体的 表面。在 计算机控 制下，可 产生动态 图案。
2020/10/3
2020/10/3
4
（一）模拟型集成温度传感器
1.模拟型集成温度传感器
电流输出型温度 传感器能产生一个与 绝对温度成正比的电 流作为输出，AD590 是电流输出型温度传 感器的典型产品。
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AD590封装示意图
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空脚（接地）
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AD590的基本转换电路
电流-电压转换电路 （10mV/K）
2020/10比/3 ，通过测量时间，就可以高度精确地确 18
磁致伸缩液位传感器
（参考广东康宇测控仪表公司资料）
磁致伸缩液位传 感器可靠性强、耐腐 蚀、安装方便。
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磁致伸缩液位传感器结构
信号处理单元壳体
不锈钢套管 （内有磁致伸缩线）
浮子（内有磁铁） 吃水线
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磁致伸缩液位传感器的应用
2020/10/3
21
各种液位计的外形和安装比较（续）
2020/10/3
22
二、磁敏传感器
磁敏电阻：半导体材料的电阻率随磁场强度的 增强而变大，这种现象称为磁阻效应，利用磁阻效 应制成的元件称为磁敏电阻。
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磁敏电阻的应用
磁敏电阻可用于 测量地球磁场的方向 及强度的变化。
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2
一、集成温度传感器的测温原理
PN结的 温度特性
二极管的正向 电压降UD以 -2mV/℃ 变化
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3
集成温度传感器的类型
集成温度传感器可分为：模拟型集成温 度传感器和数字型集成温度传感器。模拟型 的输出信号形式有电压型和电流型两种。 电压型的灵敏度多为10mV/℃（以摄氏温度 0℃作为电压的零点），电流型的灵敏度多为 1μA/K（以绝对温度0K作为电流的零点）； 数字型又可以分为开关输出型、并行输出型、 串行输出型等几种不同的形式。
LM35/45构成的摄氏温度测量电路 及组装成的测温传感器
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10
在电脑中，集成温度传感器用于 CPU散热保护电路
散热风扇
集成温度IC
CPU散热片
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CPU插座
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MAX6502用于控制散热风扇的转速
场效应管 功率驱动
当CPU进行复杂运算时，风扇处于全速运行。
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增加负载电 阻的阻值可提 高输出电压。
2020/10/3
7
AD590的基本转换电路
输成出正电比压（Uo1与m热V/力K）学温度
摄输氏出温电度压成U正o与比 （100mV/℃）
2020/10/3
8
电压输出型集成温度传感器—— LM35/45
LM35/45的外形及引脚图
2020/10/3
9
电压输出型集成温度传感器 —— LM35/45
2020/10/3
28
利用磁敏电阻制作小型探矿仪 （磁力仪）
2020/10/3
磁力 探矿仪 的使用
磁敏电阻 （聚四氟乙烯
封装）
29
磁敏电阻小型探矿仪
上海直川信息技术有限公司研制
的磁阻探矿仪及数据统计曲线图
2020/10/3
30
磁阻IC用于转速测量
磁力线集中 磁力线分散
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磁阻IC用于笔式验钞器
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第十章：第二节 磁性传感器
一、磁致伸缩效应及应用
某些磁性材料在外 磁场作用下，物理尺寸 会发生变化，去掉外磁 场后，又恢复到原来的 尺寸，这种现象称为磁 致伸缩效应。稀土超磁 致伸缩材料是目前性能 最好的超磁致伸缩材料 之一。
稀土原料
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稀土超磁致伸缩材料的应用
稀土超磁致伸缩材料可将电磁能转换 成机械能或声能（或机械位移信息或声信 息），相反也可以将机械能（或机械位移 与信息）转换成电磁能（或电磁信息）， 它是重要的能量与信息转换功能材料，可 用于制作大功率声纳传感器。
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声纳的应用
声纳 发射、 接收器
声纳反潜
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声纳反潜的原理
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磁致伸缩位移传感器（参考德国图尔克公司资料）

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磁致伸缩位移（液位）传感器，是利用磁 致伸缩原理、通过两个不同磁场相交产生 一个应变脉冲信号来准确地测量位置的。 测量元件是一根波导管，波导管内的敏感 元件由特殊的磁致伸缩材料制成的。测量 过程是由传感器的电子室内产生电流脉冲， 该电流脉冲在波导管内传输，从而在波导 管外产生一个圆周磁场，当该磁场和套在 波导管上作为位置变化的活动磁环产生的 磁场相交时，由于磁致伸缩的作用，波导 管内会产生一个应变机械波脉冲信号，这 个应变机械波脉冲信号以固定的声音速度 传输，并很快被电子室所检测到。由于这 个应变机械波脉冲信号在波导管内的传输 时间和活动磁环与电子室之间的距离成正
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指南针只能指示 地球磁场的方向。
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地球磁场“导演”的极光（加拿大育空地
区）
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25
磁阻式电子罗盘
2020/10/3
26
磁敏电阻IC及其应用
2020/10/3
线性磁阻位置传感器
27
磁敏电阻的应用
根据铁磁 物体对地磁的 扰动，可检测 车辆的存在， 可用于包括自 动开门，路况 监测，停车场 检测，车辆位 置监测，红绿 灯控制等。
第十章 新型传感器
本章学习集成温度传感器、磁 性传感器、光导纤维传感器、图像 传感器的原理以及他们的应用，还 涉及数码相机的相关知识。
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第一节 集成温度传感器
集成温度传感器（温度IC）将温度敏感 元件和放大、运算和补偿等电路采用微电子 技术和集成工艺集成在一片芯片上，从而构 成集测量、放大、电源供电回路于一体的高 性能的测温传感器。