广东工业大学：《工程测试技术》课程教学资源（课件讲稿）第4章 常用传感器和敏感元件（4.1）

工程测试技术 广东工业大学机电工程学院 第4章常用传感器与敏感元件 1.了解传感器的分类 2.掌握常用传感器测量原理 3.了解传感器测量电路

广东工业大学机电工程学院 第4章 常用传感器与敏感元件 1.了解传感器的分类 2.掌握常用传感器测量原理 3.了解传感器测量电路 工程测试技术

第四章常用传感器和敏感元件 广东工业大学机电工程学院 4.1概述 4.1.1传感器定义 传感器是直接作用于被测量，能感受被测量的变化并按一 定的规律将其转换成有用信号输出的装置。 目前，传感器转换后的信号大多为电信号（电压、电流）。 因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信号转换成 电信号的装置。 传感器 物理量 电量

广东工业大学机电工程学院 4.1 概述 4.1.1 传感器定义 传感器是直接作用于被测量，能感受被测量的变化并按一 定的规律将其转换成有用信号输出的装置。 目前，传感器转换后的信号大多为电信号(电压、电流)。 因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信号转换成 电信号的装置。 物理量 电量 第四章 常用传感器和敏感元件 传感器

第四章常用传感器和敏感元件 广东工业大学机电工程学院 4.1.2传感器的分类 1.传感器的构成 传感器一般由敏感器件与辅助器件组成。 敏感器件是传感器的核心，它的作用是直接感受被测物 理量，并对信号进行转换输出。 辅助器件则是对敏感器件输出的（电）信号进行放大、阻 抗匹配，以便于后续仪表接入。 辅助器件 敏感器件 被测 物理

广东工业大学机电工程学院 1. 传感器的构成 传感器一般由敏感器件与辅助器件组成。 敏感器件是传感器的核心，它的作用是直接感受被测物 理量，并对信号进行转换输出。 辅助器件则是对敏感器件输出的(电)信号进行放大、阻 抗匹配，以便于后续仪表接入。 4.1.2 传感器的分类 d V 辅助器件 敏感器件 被测 物理 量 第四章 常用传感器和敏感元件

第四章常用传感器和敏感元件 广东工业大学机电工程学院 2.传感器的分类 传感器的分类方法有很多 (1)按被测物理量分类：位移，力，温度等 (2)按工作的物理基础分类： 机械式，电气式、光学式，流体式等 (3)按信号变换特征分类：物性型，结构型. (4)按敏感元件与被测对象之间的能量关系分类： 能量转换型和能量控制型. 电气式包括：电容式、电感式、电阻式、磁电式等 传感器的名称往往采用复合命名法：电容式位移传感器， 压电式加速度传感器

广东工业大学机电工程学院 2. 传感器的分类 (1)按被测物理量分类: (2)按工作的物理基础分类: (3)按信号变换特征分类: (4)按敏感元件与被测对象之间的能量关系分类: 位移,力,温度等. 机械式,电气式、光学式,流体式等. 物性型,结构型. 能量转换型和能量控制型. 传感器的名称往往采用复合命名法：电容式位移传感器， 压电式加速度传感器 电气式包括：电容式、电感式、电阻式、磁电式等 传感器的分类方法有很多 第四章 常用传感器和敏感元件

第四章常用传感器和敏感元件 广东工业大学机电工程学院 A物性型与结构型传感器 物性型：依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换， 例如：水银温度计，压电测力计 结构型：依靠传感器结构参数的变化实现信号转变 例如：电容式和电感式传感器. B能量转换型和能量控制型传感器 能量转换型：直接由被测对象输入能量使其工作。 例如：热电偶温度计，压电式加速度计 能量控制型：从外部供给能量并由被测量控制外部供给能量的变化 例如：电阻应变片

广东工业大学机电工程学院 A 物性型与结构型传感器 物性型:依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换. 例如:水银温度计,压电测力计. 结构型:依靠传感器结构参数的变化实现信号转变. 例如:电容式和电感式传感器. B 能量转换型和能量控制型传感器 能量转换型:直接由被测对象输入能量使其工作. 例如:热电偶温度计,压电式加速度计. 能量控制型:从外部供给能量并由被测量控制外部供给能量的变化. 例如:电阻应变片. 第四章 常用传感器和敏感元件

第四章常用传感器和敏感元件 广东工业大学机电工程学院 3.常见的被测物理量 ·机械量：长度，厚度，位移，速度，加速度，旋转角，转数， 质量，重量，力，压力，真空度，力矩，风速，流速， 流量； 声 声压，噪声 磁通，磁场 温度：温度，热量，比热， ·光： 亮度，色彩

广东工业大学机电工程学院 3. 常见的被测物理量 • 机械量:长度,厚度,位移,速度,加速度,旋转角,转数, 质量,重量,力,压力,真空度,力矩,风速,流速, 流量; • 声: 声压,噪声. • 磁: 磁通,磁场. • 温度: 温度,热量,比热. • 光： 亮度，色彩 第四章 常用传感器和敏感元件

第四章常用传感器和敏感元件 广东工业大学机电工程学院 4.2机械式传感器 1.工作原理 以弹性元件为敏感元件，将被测量先转换成弹性元件的 变形，该变形经放大后成为指针的偏转，借助刻度指示出被 测量的大小。 2.特点 (1) 优点：结构简单、可靠、使用方便、价格低廉、读数直观 (2) 缺点：弹性变形不宜大，非线性误差；惯性大、固有频率 低；具有蠕变、弹性后效

广东工业大学机电工程学院 1. 工作原理 以弹性元件为敏感元件，将被测量先转换成弹性元件的 变形，该变形经放大后成为指针的偏转，借助刻度指示出被 测量的大小。 2. 特点 （1） 优点：结构简单、可靠、使用方便、价格低廉、读数直观 （2） 缺点：弹性变形不宜大，非线性误差； 惯性大、固有频率 低；具有蠕变、弹性后效。 4.2 机械式传感器 第四章 常用传感器和敏感元件

第四章常用传感器和敏感元件 广东工业大学机电工程学院 3.常用的机械式传感器 环形测力计 弹簧秤 温度计 压力计

广东工业大学机电工程学院 环形测力计 弹簧秤 压力计 3. 常用的机械式传感器 第四章 常用传感器和敏感元件 温度计

第四章常用传感器和敏感元件 广东工业大学机电工程学院 4.3电阻传感器 >电阻式传感器是把被测量转换为电阻变化的一种传感器。 >按工作的原理可分为：变阻器式、电阻应变式、热敏式、光 敏式。 电阻率 电阻的计算公式：R=PA 电阻丝长度 A一电阻丝截面积

广东工业大学机电工程学院 4.3 电阻传感器  电阻式传感器是把被测量转换为电阻变化的一种传感器。  按工作的原理可分为: 变阻器式、电阻应变式、热敏式、光 敏式。 l R A 电阻的计算公式:   l A      — — — 电阻率 电阻丝长度 电阻丝截面积 第四章 常用传感器和敏感元件

第四章常用传感器和敏感元件 广东工业大学机电工程学院 4.3.1变阻器式电阻式传感器 1.工作原理 ■工作原理：如果电阻丝直径和材质一定，则电阻值随 电阻丝长度而变化。通过改变电位器触头的位置，把位 移的变化转换成电阻丝长度的变化，从而引起电阻的变 化。 2.主要类型 ■有直线位移型、角位移型、非线性型等

广东工业大学机电工程学院 4.3.1变阻器式电阻式传感器 1. 工作原理  工作原理：如果电阻丝直径和材质一定，则电阻值随 电阻丝长度而变化。通过改变电位器触头的位置，把位 移的变化转换成电阻丝长度的变化，从而引起电阻的变 化。 2.主要类型 有直线位移型、角位移型、非线性型等。 第四章 常用传感器和敏感元件