《传感器原理与应用》课程教学资源（讲稿）光电传感技术教学课件

传感器原理及应用

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教材及参考书 口教材 《传感器》 (第3版) 哈尔滨工业大学强锡富主编 机械工业出版社 口参考书：《机械工程测试技术》第二版) 黄长艺、严普强主编 机械工业出版社 ▣参考书：《当代测试技术》 钱难能主编 华东化工学院出版社

教材及参考书 �教材: 《传感器》（第3版） 哈尔滨工业大学 哈尔滨工业大学 强锡富 主编 机械工业出版社 机械工业出版社 �参考书 ： 《机械工程测试技术 机械工程测试技术》(第二版) 黄长艺、严普强 黄长艺、严普强 主编 机械工业出版社 机械工业出版社 �参考书 ：《当代测试技术》 钱难能 主编 华东化工学院出版社 华东化工学院出版社

CAN 绪论

绪 论

测试技术简介 测试技术的发展与生产的发展、科技 的发展有着密切的联系。在工业发达的国 家里，测试技术的水平及其装置必定是相 当先进的，测试技术的应用领域也十分广 泛

一、 测试技术简介 测试技术的发展与生产的发展、科技 测试技术的发展与生产的发展、科技 的发展有着密切的联系。在工业发达的国 的发展有着密切的联系。在工业发达的国 家里，测试技术的水平及其装置必定是相 家里，测试技术的水平及其装置必定是相 当先进的，测试技术的应用领域也十分广 当先进的，测试技术的应用领域也十分广 泛

机械系统中常见的物理量 几何量一长度、角度、表面几何形状 机械量一振动（速度、加速度、位移）、力、 压力、力矩、扭矩、功率、质量、硬度 热工量一温度、温度场、湿度、流量 光学量一照度、光学参数（焦距、透光率） 电磁量一电压、电流、电势、磁场强度

机械系统中常见的物理量 机械系统中常见的物理量 几何量—长度、角度、表面几何形状 长度、角度、表面几何形状 机械量—振动（速度、加速度、位移） 速度、加速度、位移）、力、 压力、力矩、扭矩、功率、 力矩、扭矩、功率、质量、硬度 热工量—温度、温度场、湿度、流量 温度、温度场、湿度、流量 光学量—照度、光学参数（焦距、透光率） 照度、光学参数（焦距、透光率） 电磁量—电压、电流、电势、磁场强度 电压、电流、电势、磁场强度

测试技术的方法（以测力为例） 机械参数 机械测试法 机械转换 力一一 位移 客观 光学转换 光学参数 光学测试法 力 光电移动 气液转换 (明暗条纹的变化) 反光 理量 气液参数 气液测试法 电气转换 力 气液的压力变化 电阻、电容、电感 电参数电压、电流 电测法 应变片 力 电阻的变化

测试技术的方法（以测力为例） 测试技术的方法（以测力为例） 客 观 物 理 量 光学转换 气液转换 机械转换 电气转换 机械参数 机械测试法 光学参数 光学测试法 气液参数 气液测试法 电参数 电测法 电阻、电容、电感 电压、电流 力 位移 力 光电移动 力 气液的压力变化 力 电阻的变化 （明暗条纹的变化） F x F 反光镜 F P F 应变片

各种测试法的优缺点： 机械测试法： 惯性大，摩擦大， 不便记录，不能测过程， 只能测静态 光学测试法： 精度最高，但对环境要求苛刻，需在实验 室中作标准或高精度测量 气液测试法： 要求有合适的动力源，气体的压缩性、液 体的阻尼跟不上快速的变化，一般只能用于准 静态测量

各种测试法的优缺点： 各种测试法的优缺点： • 机械测试法： 惯性大，摩擦大，不便记录，不能测过程， 惯性大，摩擦大，不便记录，不能测过程， 只能测静态 • 光学测试法： 精度最高，但对环境要求苛刻，需在实验 精度最高，但对环境要求苛刻，需在实验 室中作标准或高精度测量 室中作标准或高精度测量 • 气液测试法： 要求有合适的动力源，气体的压缩性、液 要求有合适的动力源，气体的压缩性、液 体的阻尼跟不上快速的变化，一般只能用于准 体的阻尼跟不上快速的变化，一般只能用于准 静态测量

电测法的优点： 电测法： (1)精度高 (2)灵敏度高，在很大范围内可进行方便调 整，测试范围很广： (3)电惯性小，反映快， 能够进行快速变化的 量的测量，频域范围很广； (4)便于远距离传输和控制，可遥测、遥控； (5)便于仪器的通用化和专业化生产； (6)动力源普遍，有一定抗干扰能力一适 合现场使用

电测法的优点： 电测法的优点： • 电测法: （1）精度高； （2）灵敏度高，在很大范围内可进行方便调 ）灵敏度高，在很大范围内可进行方便调 整，测试范围很广； 整，测试范围很广； （3）电惯性小，反映快，能够进行快速变化的 ）电惯性小，反映快，能够进行快速变化的 量的测量，频域范围很广； 量的测量，频域范围很广； （4）便于远距离传输和控制，可遥测、遥控； ）便于远距离传输和控制，可遥测、遥控； （5）便于仪器的通用化和专业化生产； ）便于仪器的通用化和专业化生产； （6）动力源普遍，有一定抗干扰能力 ）动力源普遍，有一定抗干扰能力 ⎯⎯ 适 合现场使用

非电量被测量的二次转换 一次变换 二次变换 被测量→光测、气液测 →电测量

非电量被测量的二次转换 非电量被测量的二次转换 一次变换 二次变换 被测量 ⎯⎯⎯→ 光测、气液测 ⎯⎯⎯→ 电测量