传感器与检测技术
传感器与检测技术
随着现代工业的不断发展，物联网、工业互联网等新技术的出现，传感器和检测技术在现代工业中的地位日益重要。传感器和检测技术的应用范围非常广泛，从工业制造到医疗保健，从机器人技术到智能家居，都需要传感器和检测技术的支持。
一、传感器的分类
传感器按照测量物理量的原理可以分为以下几种：
1. 电阻式传感器
电阻式传感器是利用材料的电阻值与测量物理量存在的一定关系来实现测量的。常见的电阻式传感器有热敏电阻、光敏电阻和应变式电阻等。
2. 电容式传感器
电容式传感器利用物体与传感器之间的电容变化来实现测量。例如，当物体接近电容传感器时，物体与传感器之间的电容会发生变化，电容传感器就可以根据这种变化来测量物体与传感器之间的距离。
3. 电磁式传感器
电磁式传感器利用物理量对磁场的影响来实现测量。例如，磁电式传感器就是利用磁场的变化来产生电荷，从而实现测量的。
4. 声波式传感器
声波式传感器是利用物理量对声波产生影响来实现测量
的。例如，超声波传感器就是利用声波的时间差来测量物体与传感器之间的距离。
5. 光电式传感器
光电式传感器是利用光线对物理量的变化而产生光信号，从而实现测量的。例如，光电开关就是利用光线来检测物品的位置。
6. 磁电式传感器
磁电式传感器是利用磁场产生的电势差来实现测量。例如，霍尔传感器就是利用磁场的变化来产生电势差，从而实现测量的。
二、传感器的应用
1. 工业自动化
工业自动化是传感器应用最广泛的领域之一，包括机械加工、材料处理、车间控制等多方面。例如，温度传感器用于检测加热设备的温度、光电传感器用于检测零部件的尺寸、压力传感器用于检测机械系统中的压力等。
2. 医疗保健
传感器在医疗保健领域的应用也越来越广泛。例如，心电图传感器可以监测心脏的电信号，脑电图传感器可以检测脑部电信号，实现神经疾病的诊断与治疗。此外，还有血糖检测器、血压监测器、胎儿心率检测器等等。
3. 智能家居
传感器在智能家居领域的应用也越来越多，例如，智能温度传感器可以控制室内温度，智能光敏传感器可以感知室内光线的亮度，从而自动控制灯光。智能家居系统还可以联网远程控制，从而实现智能家居自动化管理。
4. 机器人技术
机器人技术是传感器应用的重要领域之一，机器人需要外界的信号可以自主感知，并做出相应的反应。例如，机器人可以通过视觉传感器进行环境感知，从而实现避障功能，通过力传感器可以感知重量与压力，从而操作机械臂移动物品。
5. 其他领域
除了以上几种领域，还有很多其他应用领域，例如，气象检测、土壤检测、环境监测、火灾检测等等，都需要传感器来实现必要的测量与控制。
三、检测技术
检测技术主要是通过测量信号来判断测试对象是否正常，存在何种问题，并提供解决方案。
1. 线性检测技术
线性检测技术是通过测量待检物理量与标准相比的偏差来确定是否合格。例如，夹具的直线度检测。
2. 非线性检测技术
非线性检测技术是就是对待测的物理量进行波形分析，从而确定设备是否正常。例如，机械故障的检测就需要通过振动分析来判断是否存在故障。
3. 信号处理技术
信号处理技术是一种可以对不同类型的信号进行分析和处理的技术。例如，通过信号处理技术可以将光学信号转换为电信号，也可以将声学信号转换为数字信号，从而便于进行分析和处理。
4. 轨迹识别技术
轨迹识别技术是通过计算物体的轨迹，来确定该物体的状态和方向。例如，车辆追踪就需要通过轨迹识别技术来确定车辆的准确位置。
5. 图像识别技术
图像识别技术是通过计算机视觉的技术，来识别图像中
的物体，判断是否符合标准。例如，半导体微小器件的检测需要通过图像识别技术来进行精准检测。
四、结论
传感器和检测技术在现代工业中有着非常重要的地位。
传感器的种类多样，应用广泛，涉及到工业、医疗、智能家居、机器人以及其他各种领域，它们的应用为现代化工业的智能化、高效化、可靠化奠定了坚实的基础。与此同时，检测技术的应用也越来越广泛，通过对信号的分析和处理，可以更加精准、快速地检测出设备的问题，提高检测效率和准确性。传感器和检测技术的不断发展和应用将会推动社会的进步和现代工业的发展。
第一章传感器与检测技术基础 1 传感器就是能感知外界信息并将其按一定规律转换成可用信号的机械电子装置。传感器就是将外界被测信号转换为电信号的电子装置，它由敏感器件和转换器件两部分组成。 2 灵敏度是指传感器或检测系统在稳态下输出量变化和引起此变化的输入量变化的比值，可表示为：s= dy/dx 或者 s=Δy/Δx 3 如果检测系统由多个环节组成，各环节的灵敏度分别为S1，S2，S3，而且各环节以串联方式相连接，则整个系统的灵敏度为：s=S1*S2*S3 4 分辨率是指检测仪表能够精确检测出被测量最小变化值的能力。 5 线性度是用实测的检测系统输入/输出特性曲线与拟合直线之间最大偏差与满量程输出的百分比来表示的，E f=Δm/Y FS *100% 6 传感器的迟滞：迟滞特性表明检测系统在正向（输入量增大）和反向（输入量减小）行程期间，输入/输出特性曲线不一致的程度。迟滞的可能是由仪表元件存在能量吸收或传动机构的摩擦、间隙等原因造成的。 7 传感器的重复性：重复性是指传感器在检测同一物理量时每次测量的不一致程度，也叫稳定性。 8 一个完整的检测系统或装置通常由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转化、显示和处理等功能。 9 传感器按输出量的性质分为：参量型传感器、发电型传感器。 10 测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于传输的电压或电流信号。 11 测量无论表现形式如何，在测量结果中必须注明单位，否则，测量结果就毫无意义。 12 绝对误差是仪表的指示值x与被测量的真值x0之间的差值，记做δ=x-x0 13 相对误差是仪表指示值的绝对误差δ与被测量真值x0的比值，即r= δ/x0 *100% 14 引用误差是绝对误差δ与仪表量程上的比值。r0=δ/L *100% 15 最大引用误差r0M是测量仪表整个量程中可能出现的绝对误差最大值δm代替，即 r om=δm/L *100% 16 常用的精度等级有0.1级、0.2级、0.5级、1.0级、1.5级、2.0级、2.5级、5.0级。精密度和精确度等级为1.0的仪表，在使用时它的最大引用误差不超过±1.0%。 17 系统误差：在相同的条件下，多次重复测量同一量时，误差的大小和符号保持不变，或按照一定的规律变化，这种误差称为系统误差。 18 随机误差：在相同的条件下，多次测量同一量时，其误差的大小和符号以不可预见的方式变化，这种误差称为随机误差。 19 系统误差的消除方法：交换法、抵消法、代替法、对称测量法、补偿法 20 电桥电路：电流输出型、电压输出型 21 电压输出型：单臂工作状态、 22 课后习题：4、5、6 第二章电阻式传感器 1 电阻应变效应：导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形时，它的电阻值也会发生相应的变化，这一物理现象称为电阻应变效应。 2 热电阻是中、低温区最常用的一种温度检测传感器。铂热电阻的测量精度是最高的。 3 热电阻的应用：热电阻温度计、热电阻式流量计。 4 热敏电阻是一种利用半导体制成的敏感元件，其特点是电阻率随温度而显著变化。 5 根据应变片的材质，可以分为金属和半导体应变片两大类。金属应变片：丝式应变片，它的结构简单，价格低，强度高，但允许通过的电流较小，测量精度较低，适用于测量要求不
传感器与检测技术课件 第一篇：传感器与检测技术概述 传感器是一种能够将物理、化学或生物量转化为电信号 输出的检测设备，是检测技术中的重要组成部分。传感器有着广泛的应用领域，如生产现场、环境监测、医疗卫生等。 传感器的工作原理一般分为两个步骤：第一步是将检测 对象的物理、化学或生物量转化为能够感知的信号，第二步是将信号转化为电信号输出，用于数字化处理。 传感器按照测量量的种类可分为物理量测量的传感器、 化学量测量的传感器和生物量测量的传感器。按照检测信号输出的形式，传感器可分为模拟输出传感器和数字输出传感器。模拟输出传感器输出的是模拟信号，在后续处理中需通过模数转换器进行数字化处理；数字输出传感器则直接输出数字信号，无需后续处理。 传感器的检测精度与灵敏度是影响其检测效果和应用范 围的两个重要指标。由于传感器检测的对象十分复杂多样，为了提高检测精度和灵敏度，传感器技术不断发展，如微型化、智能化、多参数检测等。 总之，传感器与检测技术的发展在很大程度上推动了各 个领域的科学技术进步和高效生产，是实现智能化、数字化、网络化的重要手段。 第二篇：物理量测量传感器 物理量测量传感器是将检测对象热、电、力、速、压、 形状等物理量转化为电信号的传感器，广泛应用于工业控制、
安全监测、航空航天、自动化等领域。 热量传感器是常用的传感器之一，其应用广泛，如温度计、热电偶等。温度传感器可根据其测量方式分为接触式和非接触式，前者需直接贴附于被测物体表面，后者则通过红外线感应热量进行测量。热电偶的测量原理是热电效应，通过两种金属的连接和温度差产生电势差输出。 电流传感器是电气检测中常用的传感器，其原理是利用 电气量之间的联系进行检测。电流传感器包括闭环和开环类型，闭环传感器结构简单但对被测物体有一定的装置要求；开环传感器在结构上更灵活，但灵敏度较低。 压力传感器是测量物体静态或动态压力变化的传感器， 其应用广泛如汽车制造、工业生产等。最常见的压力传感器是电容式和电阻应变式传感器，前者根据电容变化输出信号，后者根据应变程度变化输出信号。 总的来说，物理量测量传感器有着广泛的应用领域和重 要作用，其不断发展创新将会推动工业生产和各个领域科技进步。 第三篇：化学量测量传感器 化学量测量传感器是将化学反应中的物理或化学量在传 感器中转化为电信号输出的传感器，可广泛应用于环境监测、医疗卫生等领域。 PH传感器是最常用的化学量测量传感器之一，用于测量 物质的酸碱度，其原理是根据酸碱离子在溶液中的自动平衡反应测量PH值。一般来说，PH传感器根据不同的测量范围分为 玻璃电极和绕线电极两种类型。 离子选择性传感器可根据特定离子的选择性进行测量， 如钙、汞、铊等离子的测量。其测量原理是利用离子交换膜选
传感器与检测技术知识总结 1：传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。 一、传感器的组成 2：传感器一般由敏感元件，转换元件及基本转换电路三部分组成。①敏感元件是直接感受被测物理量，并以确定关系输出另一物理量的元件（如弹性敏感元件将力，力矩转换为位移或应变输出）。②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数（电阻，电感，电容）及电流或电压等电信号。③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输，处理的电量。 二、传感器的分类 1、按被测量对象分类 （1）内部信息传感器主要检测系统内部的位置，速度，力，力矩，温度以及异常变化。（2）外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态，它有相对应的接触式（触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器）和非接触式（视觉传感器、超声测距、激光测距）。 2、传感器按工作机理 （1）物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的（主要有：光电式传感器、压电式传感器）。 （2）结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的（主要有①电感式传感器；②电容式传感器； ③光栅式传感器）。 3、按被测物理量分类 如位移传感器用于测量位移，温度传感器用于测量温度。 4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。 5、按传感器能量源分类 （1）无源型：不需外加电源。而是将被测量的相关能量转换成电量输出（主要有：压电式、磁电感应式、热电式、光电式）又称能量转化型； （2）有原型：需要外加电源才能输出电量，又称能量控制型（主要有：电阻式、电容式、电感式、霍尔式）。 6、按输出信号的性质分类 （1）开关型（二值型）：是“1”和“0”或开(ON)和关（OFF）； （2）模拟型：输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量，其输入/输出可线性，也可非线性； （3）数字型：①计数型：又称脉冲数字型，它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比；②代码型（又称编码型）：输出的信号是数字代码，各码道的状态随输入量变化。其代码“1”为高电平，“0”为低电平。 三、传感器的特性及主要性能指标 1、传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系，有静态特性和动态特性。 2、传感器的静态特性是当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时，传感器的输出与输入之间的关系，叫静态特性，简称静特性。 表征传感器静态特性的指标有线性度，敏感度，重复性等。 3、传感器的动态特性是指传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为动态特性，简称动特性。传感器
第一章 绪论 1.1 自动检测技术概述 传感器处于研究对象与测试系统的接口位置,即检测与控制系统之首。因此，传感器成为感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息，都要通过传感器获取并通过它转换为容易传输与处理的电信号。所以，80年代以来，世界各国都将传感器技术列为重点发展的高技术，倍受重视。 传感器技术是材料学、力学、电学、磁学、微电子学、光学、声学、化学、生物学、精密机械、仿生学、测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、乃至系统科学、人工智能、自动化技术等众多学科相互交叉的综合性高新技术密集型前沿技术，广泛应用于航空航天、兵器、信息产业、机械、电力、能源、交通、冶金、石油、建筑、邮电、生物、医学、环保、材料、灾害预测预防、农林渔业、食品、烟酒制造、建筑、汽车、舰船、机器人、家电、公共安全等领域。 1.1.1 自动检测技术的重要性 （1）测试手段就是仪器仪表。 在工程上所要测量的参数大多数为非电量，促使人们用电测的方法来研究非电量，即研究用电测的方法测量非电量的仪器仪表，研究如何能正确和快速地测得非电量的技术。 （2）非电量电测量技术优点： 测量精度高、反应速度快、能自动连续地进行测量、可以进行遥测、便于自动记录、可以与计算机联结进行数据处理、可采用微处理器做成智能仪表、能实现自动检测与转换等。 机械制造业 化工行业 烟草行业 环境保护等部门 现代物流行业 科学研究和产品开发中 文物保护领域 综上所述，自动检测技术与我们的生产、生活密切相关。它是自动化领域的重要组成部分，尤其在自动控制中，如果对控制参数不能有效准确的检测，控制就成为无源之水，无本之木。 1.1.2 自动检测系统的组成 传感器：把被测非电量转换成为与之有确定对应关系，且便于应用的某些物理量（通常为电量）的测量装置。
传感器与检测技术概述 传感器与检测技术是现代科技领域中非常重要的一个分支，它涉及到 物理、化学、生物等多个学科，广泛应用于工业、医疗、环境监测、智能 家居等领域。本文将对传感器与检测技术进行概述，包括其定义、分类、 原理、应用等方面进行介绍。 首先，我们来了解什么是传感器与检测技术。传感器是一种能够将被 测量的物理量或化学量转换为可量化的电信号的装置或器件，它可以通过 物理、化学、电子等手段对被测量的物理量或化学量进行感知，进而转化 为电信号输出，以供人们进行分析、处理和判断。检测技术则是利用传感 器获取的信号进行分析、处理和判断，以实现对被测物理量或化学量的定 量或定性检测。 传感器可以根据其使用的物理、化学原理进行分类。常见的传感器有 光学传感器、声学传感器、温度传感器、压力传感器、湿度传感器、气体 传感器等。光学传感器利用光的传播特性进行物理量的测量，如光电二极管、光敏电阻等；声学传感器利用声音的传播特性进行物理量的测量，如 麦克风、声压传感器等。温度传感器用于测量物体的温度，常见的有热电偶、热电阻等；压力传感器用于测量物体的压力，常见的有应变片传感器、压电传感器等；湿度传感器用于测量物体的湿度，常见的有电容式湿度传 感器、电阻式湿度传感器等；气体传感器用于测量空气中的气体浓度，常 见的有电化学式气体传感器、红外式气体传感器等。 传感器的工作原理各不相同，但大致可以分为以下几种类型：电阻式 传感器、电容式传感器、电感式传感器、电子元件式传感器、光电传感器、光纤传感器、半导体传感器等。其中，电阻式传感器的工作原理是通过用 电压或电流对传感器两端施加作用，测量传感器的电阻，从而得到被测物
传感器与检测技术 第一章概述 1：传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。 一、传感器的组成 2：传感器一般由敏感元件，转换元件及基本转换电路三部分组成。①敏感元件是直接感受被测物理量，并以确定关系输出另一物理量的元件（如弹性敏感元件将力，力矩转换为位移或应变输出）。②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数（电阻，电感，电容）及电流或电压等电信号。③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输，处理的电量。 二、传感器的分类 1、按被测量对象分类 （1）内部信息传感器主要检测系统内部的位置，速度，力，力矩，温度以及异常变化。（2）外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态，它有相对应的接触式（触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器）和非接触式（视觉传感器、超声测距、激光测距）。 2、传感器按工作机理 （1）物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的（主要有：光电式传感器、压电式传感器）。 （2）结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的（主要有①电感式传感器；②电容式传感器；③光栅式传感器）。 3、按被测物理量分类 如位移传感器用于测量位移，温度传感器用于测量温度。 4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。 5、按传感器能量源分类 （1）无源型：不需外加电源。而是将被测量的相关能量转换成电量输出（主要有：压电式、磁电感应式、热电式、光电式）又称能量转化型； （2）有原型：需要外加电源才能输出电量，又称能量控制型（主要有：电阻式、电容式、电感式、霍尔式）。 6、按输出信号的性质分类 （1）开关型（二值型）：是“1”和“0”或开(ON)和关（OFF）； （2）模拟型：输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量，其输入/输出可线性，也可非线性；（3）数字型：①计数型：又称脉冲数字型，它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比；②代码型（又称编码型）：输出的信号是数字代码，各码道的状态随输入量变化。其代码“1”为高电平，“0”为低电平。 三、传感器的特性及主要性能指标 1、传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系，有静态特性和动态特性。 2、传感器的静态特性是当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时，传感器的输出与输入之间的关系，叫静态特性，简称静特性。 表征传感器静态特性的指标有线性度，敏感度，重复性等。 3、传感器的动态特性是指传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为动态特性，简称动特性。传感器的动态特性取决于传感器的本身及输入信号的形式。传感器按其传递，转换信息的形式可分为①接触式环节；②模拟环节；③数字环节。评定其动态特性：正弦周期信号、阶跃信号。 4、传感器的主要性能要求是：1）高精度、低成本。2）高灵敏度。3）工作可靠。4）稳定性好，应长期工作稳定，抗腐蚀性好；5）抗干扰能力强；6）动态性能良好。7）结构简单、小巧，使用维护方便等； 四、传感检测技术的地位和作用 1、地位：传感检测技术是一种随着现代科学技术的发展而迅猛发展的技术，是机电一体化系统不可缺少的
传感器知识点归纳 1 、传感器 定义：是能够感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。 组成：敏感元件、转换元件、信号转换电路 静态特性： 1 ）线性度：指传感器输出与输入之间的线性程度。 2 ）迟滞：传感器在正( 输入量增大) 反（输入量减小）行程中输出输入曲线不重合称为迟滞。、重复性：重复性是指传感器在输入按同一方向连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度。 3 ）灵敏度：其表达式为K= Δy/ Δx 4 ）漂移：漂移包括零点漂移与灵敏度漂移。 分类： 2.1 电阻式传感器 工作原理：将被测物理量的变化转换成电阻值的变化，再经相应的测量电路和装置显示或记录被测量值的变化 1 、电阻应变片 电阻应变效应：金属导体在外力作用下发生机械形变时，其电阻随着它的机械形变的变化而发生变化的现象。 特性：横向效应、动态响应特性、温度效应 横向效应：既敏感纵向应变，又同时受轴向应变.(敏感栅K) 2.2 电感式传感器 分类：转换原理：自感式、互感式、电涡流式 结构形式：变气隙型、变面积型、螺线管型
1 、自感式传感器（由线圈、铁芯及衔铁组成） 工作原理：传感器的运动部分与衔铁相连。当被测量变化时，使衔铁产生位移，引起磁路中磁阻变化，从而导致电感线圈的电感量变化。 2 、互感式传感器工作原理：被测的非电量变化转换为线圈互感变化的一种磁电装置。 3 、电涡流式传感器的基本原理：利用金属导体在交流磁场中的电涡流效应导致线圈阻抗变化。 电涡流效应：金属导体置于交变磁场中会产生电涡流，且该电涡流所产生的磁场方向与原磁场方向相反的一种物理现象 电涡流式传感器可分为高频反射式和低频透射式两类。 应用--具有结构简单、抗干扰能力强、非接触测量等特点(探雷器，测转速，计数，探伤) 2.3 电容式传感器 分类：变极距型、变面积型、变介质型 特点：1 ）高容抗、小功率 2 ）动态范围大，动态响应快 3 ）零漂小 4 ）结构简单，适应性强 5 ）分布电容影响严重 应用：1 ）电容式压力传感器2 ）电容式加速度传感器3 ）电容式测厚传感器 2.4 压电式传感器 应用：压电式测力传感器、交通监测（将高分子压电电缆埋在公路上，可以获取车型分类信息）、压电式加速度传感器、压电式玻璃破碎报警器 压电效应：某些物质沿某一方向受到外力作用时，会产生变形，同时内部产生极化现象，在这种材料的两个表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复到不带电的状态。当作用力方向改变时，电荷极性也随之改变。这种机械能转化为电能的现象称为“正压电效应”。当在某些物质的极化方向上施加电场，这些材料在某一方向上产生机械变形或机械压力；当外加电场撤去时，这些变形或应力也随之消失。这种电能转化为机械能的现象称为“逆压电效应”。 压电效应的特点：1 ）可逆性2 ）瞬时性3 ）不稳定性 2.5 磁电式传感器 分类：1 ）磁电感应式传感器2 ）霍尔式传感器 3 ）磁敏式传感器 1 、磁电感应式传感器分类：变磁通式、恒磁通式 2 、霍尔传感器 霍尔效应：置于磁场中的静止载流导体，当它的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体会在平行于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势，这种现象称为霍尔效应，该电势称霍尔电势。 应用： 2.6 光电式传感器 定义：将光信号转换为电信号的传感器。 应用：1 ）辐射式2 ）吸收式3 ）反射式4 ）遮光式 外光电效应：在光线作用下物体内的电子逸出物体表面向外发射的物理现象。
第一章：概述 1、传感器的组成：敏感元件(直接感受被测物理量，并以确定关系输出另一物理 量的元件，) 转换元件：将敏感元件输出的非电量转换成电信号 基本转换电路：将转换的电信号转换成便于传输、处理的电量 2、分类：按被测量对象分类：内部信息传感器主要检测系统内部的位置、速度、 力、力矩、温度及其变化。 外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态。 按工作机理分类：物性型和结构型 按被测物理量分类：位移传感器，温度传感器 按工作原理分类： 按传感器能量源分类：无源型和有源型（能量控制型） 按输出信号的性质分类：开关型、模拟型、和数字型（计数型和代码型）。 ３、传感器的静态特性：当传感器的输入量为常量或随时间做缓慢变化时，传感 器的输出与输入之间的关系称为静态特性，简称静特性。表征传感器特 性的指标有线性度、灵敏度、重复性等。 传感器的动态特性：传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特应特 性传感器的动态特性。 传感器的性能指标：基本参数：测量范围：传感器在允许误差限内，其背测 量的范围 量程：传感器在测量范围内的上限值和下限值之差 灵敏度：Ｋ。＝△Ｙ/△Ｘ，总灵敏度Ｋ。＝Ｋ¹•Ｋ² 静态精度： 动态精度 环境参数：温度，振动、冲击，其他 可靠性 使用条件： 经济性 线性度：δ＝ 重复性：衡量在同一工作条件下，对同一被测量进行多次连续测量所 得结果之间的不一致程度的指标。（所得结果越分散，重复性 越好！） 稳定性：即在相同条件、相当长的时间内，其输入＼输出特性不发生变化的 能力。影响因素是时间和环境。 精确度：简称精度，表示传感器的输出结果与被测量的实际值之间的符合程 度。是测量值的精确程度与准确程度的综合反映。 环境参数：主要是指传感器允许使用的工作温度范围以及环境压力、环境振 动和冲击等引起的环境压力误差、环境振动误差和冲击误差等等。 标定：在明确传感器输入＼输出变化关系的前提下，利用某种标准器具产生 已知的标准非电量（或其他标准量）输入，确定其输出电量与其输入 量之间关系的过程。 校准：传感器在使用前或使用过程中或搁置一段时间再使用时，必须对其性能 参数进行复测或作必要地调整与修正，以确保传感器的测量精度。 静态标定：是指给传感器输入已知不变的标准非电量，以测出其输出，给出标
传感器与检测技术知识总结 第一章概述 1：传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。 一、传感器的组成 2：传感器一般由敏感元件，转换元件及基本转换电路三部分组成。①敏感元件是直接感受被测物理量，并以确定关系输出另一物理量的元件（如弹性敏感元件将力，力矩转换为位移或应变输出）。②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数（电阻，电感，电容）及电流或电压等电信号。③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输，处理的电量。 二、传感器的分类 1、按被测量对象分类 （1）内部信息传感器主要检测系统内部的位置，速度，力，力矩，温度以及异常变化。（2）外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态，它有相对应的接触式（触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器）和非接触式（视觉传感器、超声测距、激光测距）。 2、传感器按工作机理 （1）物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的（主要有：光电式传感器、压电式传感器）。 （2）结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的（主要有①电感式传感器；②电容式传感器；③光栅式传感器）。 3、按被测物理量分类 如位移传感器用于测量位移，温度传感器用于测量温度。 4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。 5、按传感器能量源分类 （1）无源型：不需外加电源。而是将被测量的相关能量转换成电量输出（主要有：压电式、磁电感应式、热电式、光电式）又称能量转化型； （2）有原型：需要外加电源才能输出电量，又称能量控制型（主要有：电阻式、电容式、电感式、霍尔式）。 6、按输出信号的性质分类 （1）开关型（二值型）：是“1”和“0”或开(ON)和关（OFF）； （2）模拟型：输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量，其输入/输出可线性，也可非线性； （3）数字型：①计数型：又称脉冲数字型，它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比；②代码型（又称编码型）：输出的信号是数字代码，各码道的状态随输入量变化。其代码“1”为高电平，“0”为低电平。 三、传感器的特性及主要性能指标 1、传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系，有静态特性和动态特性。 2、传感器的静态特性是当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时，传感器的输出与输入之间的关系，叫静态特性，简称静特性。 表征传感器静态特性的指标有线性度，敏感度，重复性等。 3、传感器的动态特性是指传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为动态特性，简称动特性。传感器的动态特性取决于传感器的本身及输入信号的形式。传感器按其传递，转换信息的形式可分为①接触式环节；②模拟环节；③数字环节。评定其动态特性：正弦周期信号、阶跃信号。 4、传感器的主要性能要求是：1）高精度、低成本。2）高灵敏度。3）工作可靠。4）稳定性好，应长期工作稳定，抗腐蚀性好；5）抗干扰能力强；6）动态性能良好。7）结构简单、小巧，使用维护方便等； 四、传感检测技术的地位和作用 1、地位：传感检测技术是一种随着现代科学技术的发展而迅猛发展的技术，是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一。 2、作用：能够进行信息获取、信息转换、信息传递及信息处理等功能。应用：计算机集成制造系统（CIMS）、柔性制造系统（FMS）、加工中心（MC）、计算机辅助制造系统（CAM）。 五、基本特性的评价 1、测量范围：是指传感器在允许误差限内，其被测量值的范围； 量程：则是指传感器在测量范围内上限值和下限值之差。 2、过载能力：一般情况下，在不引起传感器的规定性能指标永久改变条件下，传感器允许超过其测量范围的能力。过载能力通常用允许超过测量上限或下限的被测量值与量程的百分比表示。 3、灵敏度：是指传感器输出量Y与引起此变化的输入量的变化X之比。 4、灵敏度表示传感器或传感检测系统对被测物理量变化的反应能力。灵敏度越高越好，因为灵敏度越高，传感器所能感知的变化量越小，即被测量稍有微小变化，传感器就有较大输出。K值越大，对外界反应越强。 5、反映非线性误差的程度是线性度。线性度是以一定的拟合直线作基准与校准曲线作比较，用其不一致的最大偏差△Lmax与理论量程输出值Y（=ymax—ymin）的百分比进行计算。 6、稳定性在相同条件，相当长时间内，其输入/输出特性不发生变化的能力，影响传感器稳定性的因素是时间和环境。 7、温度影响其零漂，零漂是指还没输入时，输出值随时间变化而变化。长期使用会产生蠕变现象。
传感器与检测技术简述 传感器是种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感 受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。 可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。 相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。 1、检测技术 检测技术是将多种学科，多种技术融为一体并综合运用的复合技术，广泛应用于许多重要领域。在时代与科技高速发展的今天，方方面面都需要检测，甚至细微到我们呼吸的空气都需要检测，所以检测技术必然值得我们花费更多的时间和精力去研究及发展。其中用传感器的检测技术便是重要的一项。 2、传感器检测技术的分类 传感器可以检测很多我们想知道的量，下面将围绕传感器测距离，传感器测压力，传感器测温度来展开进行介绍。 2.1传感器检测距离 距离传感器是利用测时间来实现测距离的原理，以检测物体的距离的一种传感器。目前测量距离的传感器有超声波测距传感
器、激光测距传感器、红外线测距传感器、24GHZ雷达传感器。 超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面以超声波作为检测手段。 激光测距是以激光器作为光源进行测距。根据激光工作的方式分为连续激光器和脉冲激光器。激光测距仪由于激光的单色性好、方向性强等特点，加上电子线路半导体化集成化，与光电测距仪相比，不仅可以日夜作业、而且能提高测距精度，显著减少重量和功耗，使测量到人造地球卫星、月球等远目标的距离变成现实。 红外测距传感是用红外线为介质的测量系统，按照功能可分成五类：（1）辐射计，用于辐射和光谱测量；（2）搜索和跟踪 系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动 进行跟踪；（3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布 图像；（4）红外测距和通信系统；（5）混合系统，是指以上各 类系统中的两个或者多个的组合。按探测机理可分成为光子探测器和热探测器。红外传感技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。 24GHZ雷达传感器。它能通过发射与接收频率为24.125GHz 左右的微波来感应物体的存在，运动速度，静止距离，物体所处角度等，采用平面微带天线技术，具有体积小. 集成化程度高. 感应灵敏等特点。24GHz雷达传感器是一种可以将微波回波信号转换为一种电信号的装换装置，是雷达测速仪，水位计，汽车 ACC ffi助巡航系统，自动门感应器等的核心芯片。 2.2传感器检测压力 压力传感器是工业实践、仪器仪表控制中最为常用的一种传感器，并广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多
传感器与检测技术(重点知识点总结)
传感器与检测技术知识总结 1：传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。 一、传感器的组成 2：传感器一般由敏感元件，转换元件及基本转换电路三部分组成。①敏感元件是直接感受被测物理量，并以确定关系输出另一物理量的元件（如弹性敏感元件将力，力矩转换为位移或应变输出）。②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数（电阻，电感，电容）及电流或电压等电信号。 ③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输，处理的电量。 二、传感器的分类 1、按被测量对象分类 （1）内部信息传感器主要检测系统内部的位置，速度，力，力矩，温度以及异常变化。（2）外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态，它有相对应的接触式（触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器）和非接触式（视觉传感器、超声测距、激光测距）。 2、传感器按工作机理 （1）物性型传感器是利用某种性质随被测参数的 变化而变化的原理制成的（主要有：光电式传感 器、压电式传感器）。 （2）结构型传感器是利用物理学中场的定律和运 动定律等构成的（主要有①电感式传感器；②电 容式传感器；③光栅式传感器）。 3、按被测物理量分类 如位移传感器用于测量位移，温度传感器用于测量温度。 4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。 5、按传感器能量源分类 （1）无源型：不需外加电源。而是将被测量的相关能量转换成电量输出（主要有：压电式、磁电感应式、热电式、光电式）又称能量转化型； （2）有原型：需要外加电源才能输出电量，又称能量控制型（主要有：电阻式、电容式、电感式、霍尔式）。 6、按输出信号的性质分类 （1）开关型（二值型）：是“1”和“0”或开(ON)和关（OFF）； （2）模拟型：输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量，其输入/输出可线性，也可非线性； （3）数字型：①计数型：又称脉冲数字型，它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比；②代码型（又称编码型）：输出的信号是数字代码，各码道的状态随输入量变化。其代码“1”为高电平，“0”为低电平。 三、传感器的特性及主要性能指标 1、传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系，有静态特性和动态特性。 2、传感器的静态特性是当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时，传感器的输出与输入之间的关系，叫静态特性，简称静特性。 表征传感器静态特性的指标有线性度，敏感度，重复性等。 3、传感器的动态特性是指传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为动态特性，简称动特性。传感器的动态特性取决于传感器的本身及输入信号的形式。传感器按其传递，转换信息的形式可分为①接触式环节；②模拟环节； ③数字环节。评定其动态特性：正弦周期信号、阶跃信号。 4、传感器的主要性能要求是：1）高精度、低成本。2）高灵敏度。3）工作可靠。4）稳定性好，应长期工作稳定，抗腐蚀性好；5）抗干扰能力强；6）动态性能良好。7）结构简单、小巧，使用维护方便等； 四、传感检测技术的地位和作用 1、地位：传感检测技术是一种随着现代科学技术的发展而迅猛发展的技术，是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一。 2、作用：能够进行信息获取、信息转换、信息传递及信息处理等功能。应用：计算机集成制造系统（CIMS）、柔性制造系统（FMS）、加工中心（MC）、计算机辅助制造系统（CAM）。 五、基本特性的评价 1、测量范围：是指传感器在允许误差限内，其被测量值的范围； 量程：则是指传感器在测量范围内上限值和下限值之差。2、过载能力：一般情况下，在不引起传感器的规定性能指标永久改变条件下，传感器允许超过其测量范围的能力。过载能力通常用允许超过测量上限或下限的被测量值与量程的百分比表示。 3、灵敏度：是指传感器输出量Y与引起此变化的输入量的变化X之比。 4、灵敏度表示传感器或传感检测系统对被测物理量变化的反应能力。灵敏度越高越好，因为灵敏度越高，传感器所能感知的变化量越小，即被测量稍有微小变化，传感器就有较大输出。K值越大，对外界反应越强。 5、反映非线性误差的程度是线性度。线性度是以一定的拟合直线作基准与校准曲线作比较，用其不一致的最大偏差△Lmax与理论量程输出值Y（=ymax—ymin）的百分比进行计算。 6、稳定性在相同条件，相当长时间内，其输入/输出特性不发生变化的能力，影响传感器稳定性的因素是时间和环境。 7、温度影响其零漂，零漂是指还没输入时，输出值随时间变化而变化。长期使用会产生蠕变现象。 8、重复性：是衡量在同一工作条件下，对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的不一致程度的指标；（分散范围小，重复性越好）
传感器与检测技术 5 目录 6 传感器与检测技术 概述第一章 并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或被测量传感器：是能感受规定的装置。 机电一体化系统常用传感器1.1 传感器的组成1.1.1 组成。传感器一般由敏感元件，转换元件及基本转换电路三部分是直接感受被测物理量，并以确定关系输出另一物理量的元敏感元件：①。件（如弹性敏感元件将力、力矩转换为位移或应变输出）是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数（电阻、电感、转换元件：②电容）及电流或电压等电信号。是将该电信号转换成便于传输，处理的电量。③基本转换电路：闭环系统。大多数传感器为开环系统，也有带反馈的 传感器的分类1.1.2 ．按被测量对象分类：1温度力矩、、力、、（1）内部信息传感器：主要检测系 统内部的位置速度。以及异常变化接触：主要检测系统的外部环境状态，它有相对应的2）外部信息传感器（（视觉传感器、超非接触式式（触觉传感器、滑 动觉传感器、压觉传感器）和声测距、激光测距）。 2．传感器按工作机理：利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的:1（）物性型传感器。（主
要有：光电式传感器、压电式传感器）（主要有是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的结构型传感器（2）电感式传感器、电容式传感器、光栅式传感器）。 3．按被测物理量分类 7 用于测量温度。如位移传感器用于测量位移，温度传感器 4. 按工作原理分类、陀光电式、磁电式、压电式、热电式可分为电阻式、电感式、电容式、有利于传感器的设计和应用：螺式、机械式、流体式。 5. 按传感器能量源分类：（主 不需外加电源，而是将被测量的相关能量转换成电量输出（1）无源型：能量转换型；要有：压电式、磁电感应式、热电式、光电式）又称（主要有：电需要外加电源才能输出电量，又称能量控制型（2）有源型：电阻式包括光敏电 阻、热敏电阻、湿敏电。阻式、电容式、电感式、霍尔式）。阻等形式 6. 按 输出信号的性质分类：）；0”或开(ON)和关（OFF开关型（二值型）（1）：是“1”和“/输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量，其输入模拟型：（2）输出可线性，也可非线性；它可以是任何一种脉冲发生器所①计数型：又称脉冲数字型，（3）数字型：（又②代码型发出的脉冲数与输入量成正比，加上计数器可对输入量进行计数；”1称编码型）：输出的信号是数字代码，各码道的状态随输入量变化。其代码“0”为低电平。为高电平，“非、：包括接触 型（微动开关、行程开关、接触开关）开关型（二值型）?（光电开关、接近开关）；接触型电流型（热电偶、、电压\?模拟型：包括电阻型（电位器、电阻应变片）光电电池）、电容\电感型（电容、电感式位置传感器）； ?数字型：包括计数型（脉冲或方波信号+计数器）、代码型（回转编码器、礠尺）。 传感器分类 转换原理传感器名称典型应用中间转换 参量形式位移电位器传感器移动电位器触点改变电阻 改变电阻丝或电阻片的尺寸微应变、力、负荷电阻丝应变传感器、半导体应变传感器电气流速度、液体流量热丝传感器电 利用电阻的温度效应（电阻温度系数）电阻温度传感器温度、热辐射 阻温度参热敏电阻传感器光强利用电阻的光敏效应光敏电阻传感器湿敏电阻利用电阻的湿度效应湿度数改变电容的几何尺寸力、压力、负荷、位移电电容传感器容改变电容的介电常数液位、厚度、含水量8
传感器与检测技术知 识总结 1：传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。 一、传感器的组成 2：传感器一般由敏感元件，转换元件及基本转换电路三部分组成。①敏感元件是直接感受被测物理量，并以确定关系输出另一物理量的元件（如弹性敏感元件将力，力矩转换为位移或应变输出）。②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数（电阻，电感，电容）及电流或电压等电信号。③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输，处理的电量。 二、传感器的分类 1、按被测量对象分类 （1）内部信息传感器主要检测系统内部的位置，速度，力，力矩，温度以及异常变化。（2）外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态，它有相对应的接触式（触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器）和非接触式（视觉传感器、超声测距、激光测距）。 2、传感器按工作机理 （1）物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的（主要有：光电式传感器、压电式传感器）。（2）结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的（主要有①电感式传感器； ②电容式传感器；③光栅式传感器）。 3、按被测物理量分类 如位移传感器用于测量位移，温度传感器用于测量温度。 4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。
5、按传感器能量源分类 （1）无源型：不需外加电源。而是将被测量的相关能量转换成电量输出（主要有：压电式、磁电感应式、热电式、光电式）又称能量转化型； （2）有原型：需要外加电源才能输出电量，又称能量控制型（主要有：电阻式、电容式、电感式、霍尔式）。 6、按输出信号的性质分类 （1）开关型（二值型）：是“1”和“0”或开(ON)和关（OFF）；（2）模拟型：输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量，其输入/输出可线性，也可非线性； （3）数字型：①计数型：又称脉冲数字型，它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比；②代码型（又称编码型）：输出的信号是数字代码，各码道的状态随输入量变化。其代码“1”为高电平，“0”为低电平。 三、传感器的特性及主要性能指标 1、传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系，有静态特性和动态特性。 2、传感器的静态特性是当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时，传感器的输出与输入之间的关系，叫静态特性，简称静特性。 表征传感器静态特性的指标有线性度，敏感度，重复性等。3、传感器的动态特性是指传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为动态特性，简称动特性。传感器的动态特性取决于传感器的本身及输入信号的形式。传感器按其传递，转换信息的形式可分为①接触式环节；
传感器与检测技术知识 总结 1：传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。 一、传感器的组成 2：传感器一般由敏感元件，转换元件及基本转换电路三部分组成。①敏感元件是直接感受被测物理量，并以确定关系输出另一物理量的元件（如弹性敏感元件将力，力矩转换为位移或应变输出）。 ②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数（电阻，电感，电容）及电流或电压等电信号。③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输，处理的电量。二、传感器的分类 1、按被测量对象分类 （1）内部信息传感器主要检测系统内部的位置，速度，力，力矩，温度以及异常变化。（2）外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态，它有相对应的接触式（触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器）和非接触式（视觉传感器、超声测距、激光测距）。 2、传感器按工作机理（1）物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的（主要有：光电式传感器、压电式传感器）。 （2）结构型传感器是利用物理学中场的定律和
运动定律等构成的（主要有①电感式传感器； ②电容式传感器；③光栅式传感器）。 3、按被测物理量分类 如位移传感器用于测量位移，温度传感器用于测量温度。 4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。 5、按传感器能量源分类 （1）无源型：不需外加电源。而是将被测量的相关能量转换成电量输出（主要有：压电式、磁电感应式、热电式、光电式）又称能量转化型； （2）有原型：需要外加电源才能输出电量，又称能量控制型（主要有：电阻式、电容式、电感式、霍尔式）。 6、按输出信号的性质分类 （1）开关型（二值型）：是“1”和“0”或开(ON)和关（OFF）； （2）模拟型：输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量，其输入/输出可线性，也可非线性； （3）数字型：①计数型：又称脉冲数字型，它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比；②代码型（又称编码型）：输出的信号是数字代码，各码道的状态随输入量变化。其代码“1”为高电平，“0”为低电平。 三、传感器的特性及主要