《传感器总述》ppt课件

《《传感器总述》ppt课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第2章传感器总述主讲：翟长远2021/7/152021/7/15传感器原理与应用2目录2.1传感器概述2.2传感器的基本特性2021/7/15传感器原理与应用32.1.1传感器的定义人脑电脑五官“电五官”传感器2021/7/15传感器原理与应用42.1.1传感器的定义广义传感器：指能感知某一物理量、化学量或生物量等的信息，并能将之转化为可加以利用的信息的装置。狭义传感器：指能感知规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。如：人的五官一般为电信号：电流、电压、电阻、电感、电容、频率等2021/7/15传感器原理与应用52.1.2传

2、感器的分类按用途分类温度传感器压力传感器流量传感器……按输出信号的性质分类模拟传感器数字传感器2021/7/15传感器原理与应用62.1.2传感器的分类按工作原理分类电阻式传感器电感式传感器电容式传感器磁电式传感器压电式传感器……2021/7/15传感器原理与应用72.1.3传感器的组成例1应变式压力传感器例2热电阻温度传感器弹性膜片应变片测量电路压力膜片变化电阻值的变化热电阻测量电路温度电阻值的变化2021/7/15传感器原理与应用82.2.1传感器的特性传感器的特性对传感器的输出量与输入量之间对应关系的描述。静态特性输入量恒定或缓慢变化时的传

3、感器的特性。动态特性输入量变化较快时的传感器的特性。2021/7/15传感器原理与应用92.2.2传感器的静态特性输入量x与输出量y之间的关系：y=a0+a1x+a2x2+…+anxn式中：a0——输入量x为零时的输出量；a1，a2，…，an——非线性项系数。性能指标有：灵敏度、线性度、迟滞、重复性和漂移等。2021/7/15传感器原理与应用102.2.2传感器的静态特性灵敏度输出量增量△y与相应的输入量增量△x之比。灵敏度越大表示传感器越灵敏。2021/7/15传感器原理与应用112.2.2传感器的静态特性（b）非线形（a）线形2021/7/1

4、5传感器原理与应用122.2.2传感器的静态特性线性度传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度。拟合直线用一条直线近似地代表实际曲线的一段，使传感器输入输出特性线性化，所采用的直线称为拟合直线。线性度定义为：在全量程范围内实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差值ΔLmax与满量程输出值YFS之比。线性度也称为非线性误差，用γL表示。2021/7/15传感器原理与应用132.2.2传感器的静态特性2021/7/15传感器原理与应用142.2.2传感器的静态特性线性度与拟合直线的选取有关。几种直线拟合方法：(a)理论拟合(b)过零旋转拟合(c)端点连线

5、拟合(d)端点平移拟合(e)最小二乘法拟合通常用最小二乘法求取拟合曲线。2021/7/15传感器原理与应用152.2.2传感器的静态特性迟滞迟滞：输入量正行程及输入量反行程变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象。迟滞差值：同一大小的输入信号正反行程输出的信号的差值。迟滞误差：传感器在全量程范围内最大的迟滞误差ΔHmax与满量程输出值YFS之比称为迟滞误差，又称回差或变差，用γH表示。2021/7/15传感器原理与应用162.2.2传感器的静态特性迟滞特性2021/7/15传感器原理与应用172.2.2传感器的静态特性重复性重复性：传感器在输入量按

6、同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。重复性误差属于随即误差，常用标准差σ计算，也可用正反行程中最大重复差值ΔRmax计算。或2021/7/15传感器原理与应用182.2.2传感器的静态特性重复性2021/7/15传感器原理与应用19t时的输出2.2.2传感器的静态特性漂移漂移：在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时间变化的现象。产生原因：传感器自身结构参数周围环境（如：温度、湿度）温度漂移t-t20t20时的输出2021/7/15传感器原理与应用202.2.3传感器的动态特性动态特性：输入量变化较快时的传感器的特性。动态误

7、差实际输出与理想输出之间的差异。实际输出不仅是输入的函数也是时间的函数实例：热电偶动态测温2021/7/15传感器原理与应用212.2.3传感器的动态特性基本动态特性方程式中，a0、a1、…,an,b0、b1、….,bm是与传感器的结构特性有关的常系数。2021/7/15传感器原理与应用222.2.3传感器的动态特性零阶系统微分方程变成了代数方程：a0y(t)=b0x(t)y(t)=kx(t)令：k=b0/a0K为传感器的静态灵敏度或放大系数零阶系统具有理想的动态特性，无任何滞后，又称比例系统。工程中，电位式的电阻传感器、变面积式的电容传感器可看

8、成零阶系统。2021/7/15传感器原理与应用23τ为传感器的时间常数2.2.3传感器的动态特性一阶系统微分方程为：令：τ=a1/a0k