传感器原理与应用——光弹效应18页PPT
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传感器:广义:传感器是一种能把特定的信息(物理、化学、生物)按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。
狭义:能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。
国家标准:能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置。
按使用的场合不同传感器又称为:变换器、换能器、探测器传感器的组成:敏感元件、转换元件、基本电路,敏感元件感受被测量;转换元件将响应的被测量转换成电参量(电阻、电容、电感);基本电路把电参量接入电路转换成电量;核心部分是转换元件,决定传感器的工作原理。
测量仪器一般由信号检出器件和信号处理两部分组成。
按传感器检测的范畴分类物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器、按传感器的输出信号分类模拟传感器、数字传感器按传感器的结构分类结构型传感器、物性型传感器、复合型传感器按传感器的功能分类单功能传感器、多功能传感器、智能传感器按传感器的转换原理分类机—电传感器、光—电传感器、热—电电传感器、磁—电传感器、电化学传感器按传感器的能源分类有源传感器无源传感器物理量、化学量、生物类传感器三大门类;国标GB/T14479-93规定传感器图用图形符号表示方法:正方形表示转换元件;三角形表示敏感元件;X 表示被测量符号;* 表示转换原理。
国标GB7666规定,一种传感器的代号应包括以下四部分:主称(传感器)、被测量、转换元件、序号;第二章传感器的静态特性、动态特性慢变信号——输入为静态或变化极缓慢的信号时(环境温度),我们讨论研究传感器静态特性,即不随时间变化的特性;快变信号——输入量随时间(t)较快变化时(如振动),我们考虑输出的传感器动态特性,即随时间变化的特性;静态特性主要包括:线性度、灵敏度、稳定性、重复性…线性度是表征实际特性与拟合直线不吻合的程度动态特性:输入输出之间的差异就是动态与时间常数(t ) 角速度(w)阻尼比(ξ)有关灵敏度:在稳定条件下输出微小增量与输入微小增量的比值对线性传感器灵敏度是直线的斜率:S = Δy/Δx对非线性传感器灵敏度为一变量:S = dy/dx稳定性:表示传感器在一较长时间内保持性能参数的能力H(s)表示输入拉氏变换和传递函数求出输出拉氏变换根据阻尼比ξ大小可分四种情况:1.ξ=0,零阻尼,等幅振荡,产生自激永远达不到稳定;2.ξ<1,欠阻尼,衰减振荡,达到稳定时间随ξ下降加长;3.ξ=1,临界阻尼,响应时间最短;4.ξ>1,过阻尼,稳定时间较长传感器动态特性②延迟时间td:传感器输出达到稳态值的50%所需的时间。