1、2019/5/30,1,工程测试技术,2019/5/30,2,第6章 模拟量位移传感与位移的测量,6.1 传感器的分类 6.2 电阻式传感器 6.3 电感式传感器 6.4 电容式传感器,数字信号的分析与处理,2019/5/30,3,6.1 概述,（1） 传感器定义,传感器是借助检测元件将一种形式的信息转换成另一种信息的装置。,2019/5/30,4,（2） 传感器的构成,传感器由敏感器件、转换元件与测量电路组成。,2019/5/30,5,(3) 传感器的分类,1)按被测物理量分类,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,
2、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,2019/5/30,6,电阻式,电感式,电容式等.,2)按工作原理分类:,2019/5/30,7,2019/5/30,8,4)按敏感元件与被测对象之间的转换性质:,分为物性型和结构型,2019/5/30,9,6.2 电阻式传感器,电阻式传感器是把被测量（位移或微位移）转换为电阻变化的一种传感器,2019/5/30,10,(1) 金属电阻应变式传感器-应变片,电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变效应,2019/5/30,11,1) 工作原理,上述任何一个参数变换均会引起电阻变化,求导数,金属应变
3、片的电阻R为,代入,2019/5/30,12,有：,金属丝：,金属丝体积不变：,2019/5/30,13,有：,对金属材料，导电率不变：,金属丝应变片：,2019/5/30,14,应变计,金属应变计,2019/5/30,15,（2）半导体电阻应变式传感器,简化为：,优点：灵敏度大;体积小; 缺点：温度稳定性和可重复性不如金属应变片。,2019/5/30,16,（3）电阻应变片的测量电路,2019/5/30,17,令：,金属丝应变片：,V与应变成线形关系，可以用电桥测量电压测量应变,2019/5/30,18,（4）电阻应变式传感器的应用：测力,2019/5/30,19,案例：电子称,2019/5
4、/30,20,案例：冲床生产记数和生产过程监测,2019/5/30,21,案例：振动式地音入侵探测器,适合于金库、仓库、古建筑的防范，挖墙、打洞、爆破等破坏行为均可及时发现。,2019/5/30,22,1、金属电阻应变片工作原理,2、半导体电阻应变片工作原理,3、金属电阻应变片的输出，灵敏度,4、半导体电阻应变片的输出，灵敏度,2019/5/30,23,6.2 电感式传感器,电感式传感器是基于电磁感应原理，它是把被测量转化为电感量的一种装置。,分类:,电感式传感器,2019/5/30,24,（1）自感式传感器-可变磁阻式,2019/5/30,25,（1）自感式传感器-可变磁阻式,变极距型,变磁
5、导率型,可变导磁面积型,2019/5/30,26,（2）自感式传感器的相敏整流测量电路,2019/5/30,27,（3）电感式传感器的应用接近传感器（金属）,2019/5/30,28,（4）互感式传感器-差动变压器,工作原理:互感现象.,2019/5/30,29,双螺管线圈差动型传感器测量电路,Uo,2019/5/30,30,（5）差动变压器式传感器的测量电路,2019/5/30,31,（6）差动变压器式传感器的相敏整流测量电路,2019/5/30,32,差动变压器位移传感器,（7）差动变压器的应用,2019/5/30,33,案例：板的厚度测量,2019/5/30,34,1、自感式传感器工作原
6、理,2、互感式传感器工作原理,、电感式传感器的测量电路的作用？,2019/5/30,35,.3 电容式传感器,变换原理:将被测量(位移)的变化转化为电容量变化,2019/5/30,36,a)极距变化型,2019/5/30,37,产品.,陶瓷电容压力传感器,液体压力作用在陶瓷膜片的表面，使膜片产生 位移。,2019/5/30,38,b)面积变化型,角位移型,2019/5/30,39,平面线位移型,2019/5/30,40,柱面线位移型.,2019/5/30,41,c) 介质变化型,2019/5/30,42,产品.,电容式液位传感器（液位计/料位计）,2019/5/30,43,电容式接近开关,2019/5/30,44,（3） 测量电路,a)电桥电路,2019/5/30,45,b) 运算放大器电路,2019/5/30,46,c) 谐振电路,
