传感器与检测技术_ppt课件第五章

第五章 位置传感器与角度传感器
主讲教师：某某某
本章内容
按输出信号的种类
模拟式：电位计，将角度变化变换成电阻变化 数字式：光电式、电磁式的旋转式编码器
5.1 节气门位置传感器（编码器式） 5.2 节气门位置传感器（直线式） 5.3 滑动式节气门位置传感器 5.4 线性位置传感器 5.5 防滴型角度传感器 5.6 非接触角度传感器 5.7 转向传感器 5.8 光电式车高传感器 5.9 溢流环位置传感器
VC端子→电阻r→ E2端子 VTA端的电位并不受电阻R1、R2的影响
节气门全闭时，IDL触点闭合，电位为0 →计算机
根据这些信号判断出车辆的行驶状态，再决定进行过渡时期的空燃比 修正或是输出增量修正，或是切断油路，或是进行怠速稳定修正
车身传感技术
7
5.3 滑动式节气门位置传感器
安装在节流阀本体上，用作检测节 气门的开度
车身传感技术
2
5.1 节气门位置传感器（编码器式）
节气门位置传感器也叫节气门开关
装在节流阀本体上并与之连动 随着驾驶员对加速踏板的控制 靠自身触点检测出发动机处于
怠速、负荷、加减速状态 IDL触点：检测怠速状态 PSW触点：检测重负荷状态 ACC1和ACC2触点：检测加速状态
原理：
减振器总是振动，很难判定所处区域
过高区域
隔数十毫秒测一次车高控制传感器输出信号 车 高侧规定区域 对一定时间内各区域所占的百分比做出判断 高 低侧规定区域
过低区域
车身传感技术
22
5.8 光电式车高传感器
车高上升时工作情况
空气压缩机工作，向减振器输送压缩空气，车高上升
降低车高时
排气阀打开，减振器内压缩空气散到大气，车高降低

传感器与检测技术
第一篇 基础知识引论
1 绪论
1.1 检测仪表控制系统 1.2 基本概念 1.3 检测仪表技术发展趋势
检测技术
检测≠测量 检测技术是实验科学的一部分，主要研究各
种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法。
智能楼宇控制
图示为某公司楼宇自动化 系统。该系统分为：安全 监测、照明控制、空调控 制、水/废水管理等。
滞环效应分析
同一输入，对应多个输出值，出现误差。
1.2.6 滞环、死区和回差
死区： – 死区效应，例如传动机构 的摩擦和间隙。 – 实际上升曲线和实际 下降曲线不重合。 – 仪表输入小到一定范围后不 足以引起输出的任何变化。
死区效应分析
1.2.6 滞环、死区和回差
综合效应： – 既有储能效应，也具有 死区效应。 – 各种情况下，实际上升曲 线和实际下降曲线间的差 值称为回差或变差。
误差函数的有关符号：
– 1）y f x
：误差x发生的概率密度
– 2）p x f x dx ：误差为x的概率，称为概率元
– 3）p a x b b f x dx ：误差在a与b之间的概率 a
– 4）p x f x dx 1 ： 检测值存在或检测误差存在的概率为1
(a) 线性传感器
(b) 非线性传感器
作图法求灵敏度过程
y
Δy
切点
传感器 特性曲线
x1
0
K y
Δx
x
xmax x
两者关系
灵敏度高的仪表一定分辨率高（充分条件） 分辨率高的仪表不一定灵敏度高（非必要条件）
原因：分辨率高的仪表，如量程也很小，则灵 敏度也不高。
灵敏度具有可传递性，首尾串联的多仪表系统 总灵敏度是各仪表灵敏度的乘积。

xmin 100% YFS
.
6．稳定性。稳定性有短期稳定性和长期稳定性之分。对于传感器常用长期 稳定性描述其稳定性。所谓传感器的稳定性是指在室温条件下，经过相当长 的时间间隔，传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异。因此，通常又 用其不稳定度来表征传感器输出的稳定程度。
7．漂移。传感器的漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时 间变化，此现象称为漂移。产生漂移的原因有两个方面：一是传感器自身结 构参数；二是周围环境（如温度、湿度等）。
.
1.3.1测量误差及其分类
误差的定义
测量误差(error of measurement)是指测得值与被
测量真值之差，可用下式表示： 测量误差=测得值-真值
若定义中的测得值是用测量方式获得的被测量的测
量结果，则得到测量误差的定义为：测量误差=测量结果-真
值
若定义中的测得值是指计量仪器的示值，则得到计
1.1.3传感器的分类 1．按输入量（被测量）分类 2．按工作原理（机理）分类 3、按能量的关系分类 4．按输出信号的形式分类
.
1.2 传感器的特性
静态特性和动态特性
输入量X和输输出Y的关系通常可用多项式表示
静态特性可以用一组性能指标来描述，如线性度、灵敏度、精确度（精 度）、重复性、迟滞、漂移、阈值和分辨率、稳定性、量程等。
2替代法其实质是在测量装置上测量被测量后不改变测量条件立即用相应标准量代替被测量放到测量装置上再次进行测量从而得到此标准量测量结果与已知标准量的差值即系统误差取其负值即可作为被测量测量结果的修正先将被测量x放于天平一侧标准砝码p放于另一侧调至天平平衡则有xpl此时移去被测量x用标准砝码q代替使天平重新平衡则有qpl2l1所以有xq

E A t , t B 0 E A t , t C 0 E B t , t C 0
即：
EAB(1084.5℃,0℃)=EAC(1084.5℃,0℃)-EBC(1084.5℃,0℃)
=13.937mV-8.354mV
=5.583mV
29.07.2020
24
休息一下
29.07.2020
25
注意
两根补偿导线与热电偶两个热电极的接点必须具有 相同的温度。
补偿导线只能与相应型号的热电偶配用 (表5-1)。
29.07.2020
21
3．参考电极定律（标准电极定律）
当结点温度为t,t0时，用导体A,B组成的热电偶的热电 动势等于AC热电偶和CB热电偶的热电动势的代数和。
E A t , t B 0 E A t , t C 0 E B t , t C 0
达到动态平衡时，就在接触区形成一个稳定的电位
差，即接触电动势，其大小为：
eABT
kTlnnA e nB
T —— 接触处的绝
对温度；
k ——波尔兹曼常数
（k = 1.38×1023J/K）
e ——电子电荷（e
= 1.6×10-19C）
接触电动势的数值取决于两种导体的性质和接 触点的温度，而与导体的形状及尺寸无关。
29.07.2020
5
一、工作原理
1．热电效应
将两种不同材料的导体串接成一个闭合回路。 如果两接合点的温度不同(T≠T0)，则在两者间 将产生电动势(热电势)，而在回路中就会有一 定大小的电流，这种现象称为热电效应或塞贝 克效应。
29.07.2020
6
左端称为：
测量端、 工作端、
热端。
热电极A