常用传感器及其应用教学课件ppt

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1、常用传感器及其应用传感器传感器是指测试器系统的检测部分直接与被测对象发生关系，直接感受被测参数的变化，并把被测参数转为易于运输、处理、测量的信号，完成这一任务的装置称为传感器。我们的五官（眼，耳，皮肤，鼻，舌）就是传感器。五官通过五种感觉（视觉，听觉，触觉，嗅觉，味觉）接受来自外界的信号，并将这些信号传递给大脑，大脑对这些信号进行分析处理，然后将指令传给肌体，这是我们常见的一种传感器。人体与机器的对应外界刺激人体人的感官人脑机体机器传感器计算机执行器传感器的种类很多,目前没有统一的分类方法,常采用的分类方法有以下几

2、种:1、按输入量分输入量分别为温度、压力、位移、速度、气体等非电量，则相应的是温度传感器、压力传感器等。2、按测量原理分主要是基于电磁原理和固体物理学理论，根据变电阻的原理，有相应的应变式传感器；根据变磁阻原理，有相应的电感式、电涡流式传感器；根据半导体有关理论，有相应的半导体力敏传感器、气敏传感器等。3、传感器的主要发展方向A、传感器的固体化主要发展半导体传感器，它不仅灵敏度高、响应快、小型轻量、而且便于实现传感器的集成化和多功能化，如压力传感器SP12。B、传感器集成化和多功能化将敏感元件、信号处理或转换单元、

3、电源等部分利用半导体技术将其制做在同一芯片上，如温湿度传感器。C、传感器的智能化它通常将信号检测、信号处理等外围电路全部集成在一块基片上，使它具有自诊断、通信、自动调零功能。D、传感器组网的无线化主要采用2.4GHZ的ZIGBEE技术，它的特点是功耗低、传输可靠、通信距离可达几百米，速率最大可达1MB/S。一、温度传感器温度测量分接触式和非接触式，常用的传感器有：金属热敏电阻主要是铜电阻和铂电阻，测量线性好，信号处理较热电偶简单。但温度范围较热电偶小。热电偶测量温度宽，可靠性高，最高可达1600度，但成本高，信号处

4、理复杂。分立半导体热敏电阻如NTC热敏电阻，线性较差，但成本极低，主要用在小家电上。半导体集成温度传感器主要利用温度越高PN结流过的反向漏电流越大，并通过放大、线性化处理、信号转换等。红外辐射温度传感器非接触高温测量，最高可达数千度，测量距离引起的误差较大，成本高。光纤温度传感器接触式测量，绝缘性能好、抗干扰能力强，测量精度高。金属热敏电阻常见的金属热敏电阻有铂电阻和铜电阻，和铜电阻相比铂电阻的温度范围更宽、线性更好，常用在化工厂等企业生产过程的温度测量。铂电阻铂电阻的测量温度范围为-200~+850℃在-200~

5、+0℃内：在0~+850℃内：式中Rt和R0分别为t度和0度电阻值，A、B、C为常数常用铂电阻有PT100和PT10两种。铜电阻由于铂是贵金属，在一些测量精度不高且温度较低的场合，可采用铜电阻测量，它的范围为-50~+150℃，铜电阻的阻值与温度的关系几乎是线性的，可近似地表示：式中Rt和R0分别为T度和0度的铜电阻值。铜电阻有两种分度号Cu50和Cu100。2、热电偶热电偶是工程上应用最广泛的一种温度传感器，它构造简单，使用方便，温度测量范围宽（-40~1700℃。两种不同的导体或半导体组成一个闭合回路，当两接触

6、点温度不同时就会产生电动势E。TABET0目前常用的热电偶有：热电偶名称分度号适用温度铜-铜镍T-40~350℃镍铬-铜镍E-40~800℃铁-铜镍J-40~750℃镍铬-镍硅K-40~1000℃铂铑-铂S0~1100℃铂铑30-铂铑6B600~1700℃3.半导体热敏电阻半导体热敏电阻常用的有PTC和NTC,优点是阻值大（数百Ω至数百KΩ）、价格低，缺点是非线性严重。日本芝蒲公司生产的质量最好。用作温度测量的一般用NTC，NTC还用于开关电源交流输入端的开机浪涌保护。℃ΩVccGNDVoutRtR1NTC热敏电阻

7、温度和阻值间存在严重的非线性，因此实际应用时需要用软件进行线性补偿，主要用在对温度测量精度要求不高和一些温度保护的场合。热敏电阻热敏电阻器用来测量温度的传感器种类很多，热敏电阻器就是其中之一。许多热敏电阻具有负温度系数(NTC)，也就是说温度下降时它的电阻值会升高。在所有被动式温度传感器中，热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高，但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。     表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。热敏电阻这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到的，但它也代表了NT

8、C热敏电阻的总体情况。其中电阻值以一个比率形式给出(R/R25)，该比率表示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比，通常同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电阻/温度曲线。以表1中的热敏电阻系列为例，25℃时阻值为10KΩ的电阻，在0℃时电阻为28.1KΩ，60℃时电阻为4.086KΩ；与此类似，25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为14.050K