检测与转换技术课件 (144)

其他如工业生产监控、气象、航空航天、军事等方面，传 感器也应用广泛。
单元1 认识传感器
【问题分析】
日常
生活
温湿度传感器
指纹传感器
透光率传感器
温度传感器
单元1 认识传感器
【问题分析】
日常
生活
自动水龙头
单元1 认识传感器
【问题分析】
日常
生活
自动门
单元1 认识传感器
【问题分析】
工业 生产
检测容器内的液位
机床加工精度测量
单元1 认系统
单元1 认识传感器
【问题分析】
气象、环 境、灾害
监测
雨量传感器
烟雾传感器
单元1 认识传感器
【问题分析】
气象、环 境、灾害
监测
二氧化碳传感器
土壤湿度传感器
单元1 认识传感器
【问题分析】
气象、环 境、灾害
监测
空气湿度传感器
光照度传感器
单元1 认识传感器
【问题分析】
风力参数 传感器
气象、环 境、灾害
监测
地震检波器
超声 传感器
磁、气、力 敏传感器
单元1 认识传感器
交通
【问题分析】
GPS定位导航
单元1 认识传感器
交通
【问题分析】
超声波测速
单元1 认识传感器
农业
【问题分析】
设施农业
单元1 认识传感器
农业
【问题分析】
灵敏度 迟滞 分辨率
单元1 认识传感器
【知识链接】
➢线性度 传感器输出－输入的实际特性曲线和拟合直线之间的最
大偏差与输出量程范围 之比。
线性度表 达式为
L＝ymaLxmyamxin10% 0

LO
(1 )
O
L2 L1 L1 L2
O
变面积型自感传感器 只改变气隙截面积，并不改变铁芯截面积。
L 0 A0 N 2 2
变面积型差动式自感传感器
衔铁下移改变气隙面积时
L1
LO(1
) O
L2
LO(1
) O
L2 L1 L1 L2
O
三.螺管型自感传感器
空心时LO
r 2o N 2
4.4 电感式传感器的应用
2
1
3
a
图4-25 加速度传感器 1 悬臂梁；2 差动变压器；3 衔铁
电感测微仪
探头
测量 电桥
交流 放大
相敏 指示器 检波
振荡器
L2 L1 L1 L2
线圈匝数
线圈 铁芯
I为线圈中所通交流电流的有效值。
δ
Φ IN RM
衔铁
Δδ
总磁阻 图4-3-1 磁阻式传感器
两式联立得:
N2 L
RM
铁心工作在非饱和状态时：
L N 2 0 A0 N 2
R
2
U0为空气导磁率，A0为空气隙的截面积，如果
A0保持不变，则L为气隙δ的单值函数，构成变
气隙式自感传感器(非线性,成反比)
在实际使用中，常采用两个相同的传感线圈 共用一个衔铁，构成差动式自感传感器，两个线 圈的电气参数和几何尺寸要求完全相同。这种结 构除了可以改善线性、提高灵敏度外，对温度变 化、电源频率变化等的影响也可以进行补偿，从 而减少了外界影响造成的误差。
3、变气隙型差动式自感传感器
▪
L1
LO
(1 )
O
L2
差动整流电路原理
▪ （c,d）图适合高阻负载场合， Uab=Uac-Ubc ，

▪ 适用：单一式电感传感器
f 1
2 LC
f
fo
f
fo 2
L LO
4、3、2 互感式传感器（差动变压器）
工作原理：类似于变压器。主要包括有衔铁、初级绕组、次级绕组。初、 次级绕组的耦合程度随衔铁的移动而变化，即绕组间的互感随被测位移 的改变而变化，从而引起输出电压的变化。
21 3
4
1 初级线圈;2.3次级线圈;4衔铁 初级线圈作为差动变压器激励用，相当于变压器的原边， 而次级线圈由结构尺寸和参数相同的两个线圈反相串接而成， 且以差动方式输出，相当于变压器的副边。所以又把这种传感 器称为差动变压器式电感传感器。
线圈匝数
线圈 铁芯
I为线圈中所通交流电流的有效值。
δ
Φ IN RM
衔铁
Δδ
总磁阻 图4-3-1 磁阻式传感器
两式联立得:
N2 L
RM
铁心工作在非饱和状态时：
L N 2 0 A0 N 2
R
2
U0为空气导磁率，A0为空气隙的截面积，如果
A0保持不变，则L为气隙δ的单值函数，构成变
气隙式自感传感器(非线性,成反比)
LO
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(1 )
O
L2 L1 L1 L2
O
变面积型自感传感器 只改变气隙截面积，并不改变铁芯截面积。
L 0 A0 N 2 2
变面积型差动式自感传感器
衔铁下移改变气隙面积时
L1
LO(1
) O
L2
LO(1
) O
L2 L1 L1 L2
O
三.螺管型自感传感器
空心时LO
r 2o N 2
4.3 电感式传感器

证明：
ac (T ,T0 ) U AC (T ) U AC (T0 ) UC (T ,T0 ) U A(T ,T0 )

(T

T0 ) e
ln
nA nC

UC
(T ,T0
)
U A(T ,T0 )
bc (T ,T0 ) U BC (T ) U BC (T0 ) UC (T ,T0 ) UB (T ,T0 )
-0
-0.00
0
0.00
10
0.40
20
0.80
30
1.20
40
1.61
50
2.02
60
2.43
70
2.85
80
3.26
90
3.68
100 4.10
镍络 — 镍硅（镍络 — 镍铝）热电偶分度表
（自由端温度为 0℃）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
热电势（毫伏）
-1.51 -1.18 -0.81 -0.43 -0.04 0.04 0.44 0.84 1.24 1.65 2.06 2.47 2.89 3.30 3.72 4.14

A
(T
)


B
(T
)dT

0.
A、B相同
ln
nA nB0Biblioteka ,A(T )
B(T )

0。
热电偶的基本定律
1.中间导体定律
将由A、B两种导体组成的热电偶的冷端（T0端）断开而接入的三种 导体C后，只要冷、热端的T0 、T 保持不变，则回路的总热电势不变。