传感器的定义及其组成ppt课件.ppt

传感技术的作用输出电量传感器的构成：测定油箱内油面高度的装置。所用器材和电路元件如图所示，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，R’是定值电阻，油量表（由电压表改装而成）。油面浮标上升时，油量表示数变大；反之，油量表示数变小。传感器定义的理解
简单的说，传感器就是一个能把非电量转换为电量的器件或装置。
传感器能够感受被测量——热、光、声、位移、速度、加速度、力、力矩等等。
传感器能将被测量转换成可用信号输出——电阻、电压、电流、频率、脉冲等。
转换必须按照一定的规律进行。传感器的组成
一般来说，传感器由敏感元件和转换元件组成。通常会辅以必要的信号调节电路及电源。传感器组成的理解：
敏感元件的作用通常是将被测量（非电量1）变换成另一个与被测量有确定关系的非电量2，而非电量2易于通过变换元件转换为电量。例如应变式压力传感器中的弹性模片就将其被测量（压力）转换为另一非电量（应变）。
变换元件通常不直接感受被测量。例如应变压力传感器中的应变片，它并不直接感受压力，而是将应变转换为电阻的变化。
不是所有的传感器都能明确的区分敏感元件与变换元件。传感器组成的理解：
传感器的输出信号通常需要必要的信号调节电路将其进行放大或转换，而变成易于传输、处理、记录和显示的形式。
常见的信号调节电路有放大器、电桥、阻抗变换器、振荡器等。
信号调节电路通常完成传感器输出与后续测量电路之间的匹配。1.3传感器的分类能量转换型和能量控制型.（3）传感器的分类1.4对传感器的一般要求传感器输入与输出之间的关系

被测量为某值时，可用信号输出应该是多少？可用信号输出为某值时，对应的被测量输入应该是什么？
输入应该按照某种规律转换为输出，同时，输出可以以某种规律反推出输入。测量的目的在于确定被测物理量的数值。对于测量系统，通常称被测的量为输入，所测出的量为输出。如果将整个测量系统(或其中一个环节)简化为一个方框,X(t)代表输入,y(t)代表输出。那么可用图所示的方框图表示。
①线性度
线性度又称非线性误差，是指测试装置的输入和输出是否保持线性关系,非线性误差越小越好。
模拟仪表的刻度就可做成均匀刻度，而数字式仪表就可以不必采用线性化环节。
线性刻度的测量仪表往往实际特性偏离其理论上的线性特性，即非线性现象。
线性度是衡量实际曲线偏离理论线性特性曲线程度的指标，它以实际示值与理论值之间差值的最大值和仪表测量范围之比的百分数表示。
直线拟合方法
a)理论拟合b)过零旋转拟合
c)端点连线拟合d)端点连线平移拟合②灵敏度：作图法求灵敏度过程若输出和输入都是同一量纲时，则称为放大倍数或倍率。例如，一种机械式位移传感器当输入信号(位移量)有0.01mm的变化时，输出信号也是位移量，为10mm，此时
K＝10/0.01＝1000
K越大，表示仪器越灵敏。从图形上看，它表示特性曲线的斜率。如果特性曲线是一根直线，则K是常数，意即系统是线性的；如果特性曲线是一根曲线，则K是变量，意即测量系统具有非线性特性，其灵敏度(曲线上各点的斜率)是变化的。K＞0，表示输出量随之输入量的增加而增大；而K＜0，则表示输出量随输入量的增加而减少。③重复性④迟滞迟滞产生的原因，是由于机械部分的元件腐蚀，松动，材料的内摩擦，磁性材料的磁滞效应等原因。
迟滞用相同被测量下，正、反行程间仪器的指示值的最大差值与测量范围之比的百分数表示，在测量中，仪器的变差不能超过其精度，否则不能继续使用，必须更换和修理。
分辨力：指传感器能检出被测信号的最小变化量。当被测量的变化小于分辨力时，传感器对输入量的变化无任何反应。对数字仪表而言，如果没有其他附加说明，可以认为该表的最后一位所表示的数值就是它的分辨力。测试时先将传感器置于一定温度(如20℃),将其输出调至零点或某一特定点，使温度上升或下降一定的度数(如5℃或10℃),再读出输出值，前后两次输出值之差即为温度稳定性误差。㈡测量系统的动态特性
测量系统的基本动态特性是指在动态测量时，测量系统的输出量与随时间变化的输入量之间的函数关系，就是通常所讲的输出与输入的瞬时响应。更一般说来，就是测量系统的过渡过程曲线。用体温表测量体温，要过几分钟才能读数，这时因为时间短了，达不到稳定值，要有一过渡过程。一个测量系统的动态特性标志着它的动态品质的好坏，当测量系统的极限频率等于被测信号的最高频率时，便可认为测量系统本身能够完成被测信号的测量任务。反之，如果测量系统的极限频率低于被测信号的最高频率时，测量系统的输出就跟不上输入的被测信号，而产生较大的动态误差。也就是说，若一台仪器的输出信号是紧紧追踪一个急速波动的输入信号，这台仪器就具有良好的动态响应。1．数学模型与传递函数动态特性的传递函数在线性或线性化定常系统中是指初始条件为0时，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉