山东理工大学：《机电工程测试与信号处理》课程教学资源（PPT课件）第4章 常用传感器与敏感元件

少东用2大家 第4章 常用传意器与敦感元件

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G少东常子大器 第4章常用传感器与敏感元件 四本章学习目标 四掌握传感器的作用、定义、组成及分类； 四掌握常用传感器的基本原理、基本测量电路及其应 用； 四了解传感器的选用原则。 四本章用到的主要基础知识 四物理学 四材料力学 四电工学 四电子学等

第4章 常用传感器与敏感元件 本章学习目标 掌握传感器的作用、定义、组成及分类； 掌握常用传感器的基本原理、基本测量电路及其应 用； 了解传感器的选用原则。  本章用到的主要基础知识 物理学 材料力学 电工学 电子学等 2

闷少求程子大等 第4章常用传感器马敏感元件 >本章教学内容 ●41传感器的作用、定义及分类 ●42机械式传感器及仪器 ●43电阻式、电容式与电感式传感器 ●4.4磁电式、压电式与热电式传感器 ●4.5光电传感器 ●4.6光纤传感器 ●47半导体传感器 ●48红外测试系统 ●4.9激光测量传感器 ●4.10传感器的选用原则 >本章涉及到很多基础知识，概念众多，内容繁杂， 学习时注意归纳总结

第4章 常用传感器与敏感元件 ➢本章教学内容 ⚫ 4.1 传感器的作用、定义及分类 ⚫ 4.2 机械式传感器及仪器 ⚫ 4.3 电阻式、电容式与电感式传感器 ⚫ 4.4 磁电式、压电式与热电式传感器 ⚫4.5 光电传感器 ⚫ 4.6 光纤传感器 ⚫ 4.7 半导体传感器 ⚫ 4.8 红外测试系统 ⚫ 4.9 激光测量传感器 ⚫ 4.10 传感器的选用原则 ➢本章涉及到很多基础知识，概念众多，内容繁杂， 学习时注意归纳总结。 3

心少本理2大￥ 4.1传感器的作用、定义及分类 传感器的作用 传感器的定义 传感器的组成 传感器的分类

传感器的作用 传感器的定义 传感器的组成 传感器的分类 4

闷少东理子大军 4.1■传感器的作用、定义及分类 。传感器的作用 传感器是测试系统的感官，用于捕捉信息。 。传感器的定义（《GB/T7665-2005传感器通用术语》) 传感器transducer/sensor 能感受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，通常由敏感元件和转换元件组成。 注l：敏感元件(sensing element),指传感器中能直接感受或响 应被测量的部分。 注2：转换元件(transducing element),指传感器中能将敏感元 件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。 注3：当输出为规定的标准信号时，则称为变送器 (transmitter).。 注4：英文单词中的斜线符号“/”，表示其前后的词通用（下同）

4.1 传感器的作用、定义及分类 传感器的作用 传感器是测试系统的感官，用于捕捉信息。 传感器的定义（《GB/T7665-2005 传感器通用术语》） 传感器 transducer/sensor 能感受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，通常由敏感元件和转换元件组成。 注1：敏感元件(sensing element)，指传感器中能直接感受或响 应被测量的部分。 注2：转换元件(transducing element) ，指传感器中能将敏感元 件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。 注 3 ： 当 输 出 为 规 定 的 标 准 信 号 时 ， 则称为 变 送 器 （transmitter）。 注4：英文单词中的斜线符号“/” ，表示其前后的词通用(下同)。 5

41传感器的作用、炙义及分类 6 >传感器与变送器实例 35999 000 压力变送器 输出：420mA 热电偶 带LCD数显表头 带LCD数显表头 传感器 压力变送器 压力变送器 输出：4~20mA 无线输出

4.1 传感器的作用、定义及分类 ➢传感器与变送器实例 6 热电偶 传感器 压力变送器 输出：4~20mA 带LCD数显表头 压力变送器 输出：4~20mA 带LCD数显表头 压力变送器 无线输出

6少求理大军 4.1■传感器的作用、定义及分类 。传感器的组成 ●核心部分：敏感元件、转换元件 ●铺助部分：信号调理电路（也称测量电路 或转换电路)。若是智能传感器，则可能 包含着信息处理部分。其它各种辅件。 (被测量 一敏感元件一转换元件调理电路电量 R R2 U。 R 0 转换元件（电阻应变计）弹性敏感元件 调理电路-电桥电路

4.1 传感器的作用、定义及分类 传感器的组成 ⚫ 核心部分：敏感元件、转换元件 ⚫ 辅助部分：信号调理电路（也称测量电路 或转换电路）。若是智能传感器，则可能 包含着信息处理部分。其它各种辅件。 7 被测量 敏感元件 转换元件 调理电路 电量 转换元件(电阻应变计) 弹性敏感元件 调理电路-电桥电路 Uo Ue R1 R2 R3 R4

41传感器的作用、炙义及分类 8 。传感器的分类 圓按用途（或按输入量或按被测量）分类 例如：位移传感器、速度传感器、加速度传感器、振 动传感器、力传感器、温度传感器、湿度传感器、声 传感器、流量传感器、气体传感器、红外传感器等。 差动变压器位移传感器 电位器式位移传感器 千分表

4.1 传感器的作用、定义及分类 传感器的分类 按用途（或按输入量或按被测量）分类 例如：位移传感器、速度传感器、加速度传感器、振 动传感器、力传感器、温度传感器、湿度传感器、声 传感器、流量传感器、气体传感器、红外传感器等。 8 差动变压器位移传感器 电位器式位移传感器 千分表

4.1■传感器的作用、定义及分类 。传感器的分类 匐按信号变换特征分类：结构型、物性型和复合型 结构型：利用被测量的作用引起传感器机械构件（如 弹性元件和可动元件)发生变形或位移导致结构参数 变化，并依靠这种结构参数的变化实现被测量的检测 转换。例如变面积式电容传感器、差动变压器式传感 器、电位器式传感器。 结构型传感器示例 变面积型电容传感器 1固定极板2动极板

4.1 传感器的作用、定义及分类 传感器的分类 按信号变换特征分类：结构型、物性型和复合型 结构型：利用被测量的作用引起传感器机械构件（如 弹性元件和可动元件）发生变形或位移导致结构参数 变化，并依靠这种结构参数的变化实现被测量的检测 转换。例如变面积式电容传感器、差动变压器式传感 器、电位器式传感器。 9 结 构 型 传 感 器 示 例

41■传感器的作用、一定义及分类 10 。传感器的分类 匐按信号变换特征分类：结构型、物性型和复合型 物性型：利用敏感元件材料的固态物理特性及其各种 物理、化学效应检测和转换被测量。其结构在转换过 程中保持不变，故又称固态型传感器。例如热电偶、 各种半导体传感器等。 复合型：由结构型传感器和物性型传感器组合而成的 兼有两种特征的传感器。 物性型传感器示例：热电偶

4.1 传感器的作用、定义及分类 传感器的分类 按信号变换特征分类：结构型、物性型和复合型 物性型：利用敏感元件材料的固态物理特性及其各种 物理、化学效应检测和转换被测量。其结构在转换过 程中保持不变，故又称固态型传感器。例如热电偶、 各种半导体传感器等。 复合型：由结构型传感器和物性型传感器组合而成的 兼有两种特征的传感器。 10 物性型传感器示例：热电偶