第二章材料成形及控制工程常用传感器 第一节概述 表2-1人体五感与传感器 人体感觉感官传感器举例 物理量的变换 视觉 眼CCD 光一电 编码器 位置、速度、电 听觉 耳微音器 声压一电 触觉皮肤应变计、压敏元件压(力)一电阻一电 嗅觉鼻气味传感器 气体吸附一电阻电 味觉舌PH计、微生物传感器化学变化一电
1 第二章 材料成形及控制工程常用传感器 第一节 概述 味觉 舌 PH计、微生物传感器 化学变化 电 嗅觉 鼻 气味传感器 气体吸附 电阻 电 触觉 皮肤 应变计、压敏元件 压（力） 电阻 电 听觉 耳 微音器 声压 电 光 电 位置、速度 电 CCD 编码器 视觉 眼 人体感觉 感官 传感器举例 物理量的变换 表2-1 人体五感与传感器
传感器的分类 1、按传感器输入端被测物理量(用途)分类 (1)机械量:质量、力、扭矩、应力等; (2)热工量:热量、热流、温度、流速、流量等 (3)物性参量:密度、粘度、酸碱度等; (4)光学量:光强、光通量、辐射能量等; (5)化学量:气体的组分、液体的组分等
2 一、传感器的分类 1、按传感器输入端被测物理量（用途）分类 （1）机械量：质量、力、扭矩、应力等； （2）热工量：热量、热流、温度、流速、流量等； （3）物性参量：密度、粘度、酸碱度等； （4）光学量：光强、光通量、辐射能量等； （5）化学量：气体的组分、液体的组分等
2、按传感器输出端被测物理量分类 (1)电参数型传感器:电阻式、电容式、电感式; (2)电量型传感器:感应式、压电式、热电式、光电式等;
3 2、按传感器输出端被测物理量分类 （1）电参数型传感器：电阻式、电容式、电感式； （2）电量型传感器：感应式、压电式、热电式、光电式等；
3、按能量关系分类 (1)能量转换型(有源型、发生器型) 如热电偶、光电池等 2)能量控制型: 如R、L、C电参数型传感器,必须由外部提供激励源 (电源)
4 3、按能量关系分类 （1）能量转换型（有源型、发生器型）： 如热电偶、光电池等。 （2）能量控制型： 如R、L、C电参数型传感器，必须由外部提供激励源 （电源）
4、按传感器结构是否变化分类 (1)结构型:由敏感元件(如弹性元件)和变换器(如电阻 式变换器)组成 2)物性型:只有变换器,如热电偶(既是变换器也是传感 器)
5 4、按传感器结构是否变化分类 （1）结构型：由敏感元件（如弹性元件）和变换器（如电阻 式变换器）组成。 （2）物性型：只有变换器，如热电偶（既是变换器也是传感 器）
传感器技术的现状与发展 (1)小型轻量化; (2)数字化; (3)多样化; (4)集成化 (5)新型化; (6)智能化
6 二、传感器技术的现状与发展 （1）小型轻量化； （2）数字化； （3）多样化； （4）集成化； （5）新型化； （6）智能化
第二节电参数型传感器 其输出量为电参数:电阻、电感、电容、互感。 电阻式传感器 被测非电量的变化引起电阻器阻值改变的变换元件。 原理:R=pL/A 其中,R电阻值;L—导线长度;p—电阻率;A导线截面积
7 第二节 电参数型传感器 其输出量为电参数：电阻、电感、电容、互感。 一、电阻式传感器 被测非电量的变化引起电阻器阻值改变的变换元件。 原理：R=L/A 其中，R—电阻值；L— 导线长度； —电阻率；A—导线截面积
电阻式传感器的类型有以下三种: 1)电位器式传感器:利用电刷来回移动,改变电阻器长度L 2)电阻应变式传感器:利用应力应变使电阻丝产生变形,使电 阻丝长度L、截面积八和电阻率ρ均发生改变。 3)利用热或其它物理量使传感器的电阻率ρ发生变化
8 电阻式传感器的类型有以下三种： 1）电位器式传感器：利用电刷来回移动，改变电阻器长度L 2）电阻应变式传感器：利用应力应变使电阻丝产生变形，使电 阻丝长度L、截面积A和电阻率均发生改变。 3）利用热或其它物理量使传感器的电阻率发生变化
1、电位器式传感器 按其输出特性不同,可分为线性电位器和非线性电位器。 (1)线性线绕电位器 原理:U=刈L(见图2-1,P21 其中,∪。一电刷行至X处对应的电压; X一电刷行程; U—电位器输入电屈; L一电位器恿行程
9 1、电位器式传感器 按其输出特性不同，可分为线性电位器和非线性电位器。 （1）线性线绕电位器 原理：Uo=xUi /L（见图2-1，P21） 其中， Uo—电刷行至x处对应的电压； x —电刷行程； Ui—电位器输入电压； L —电位器总行程；
(2)非线性线绕电位器(函数电位器) 输出电压(或电阻)与电刷行程之间呈非线性关糸,可以 实现指数、对教、三角及其它任意非线性函数的输出。分为变 肾架式和变节距式 1)变骨架式非线性线绕电位器 在其它结构参数不变的条件下,通过改变骨架高度来实现 非线性函数的关糸变换(见图2-3a),P22)。 2)变节距式非线性线绕电位器 在其宅结构参数不变的条件下,通过改变绕线节距来实现 非线性函数的关糸变换(见图23b),P22)
10 （2）非线性线绕电位器（函数电位器） 输出电压（或电阻）与电刷行程之间呈非线性关系，可以 实现指数、对数、三角及其它任意非线性函数的输出。分为变 骨架式和变节距式。 1）变骨架式非线性线绕电位器 在其它结构参数不变的条件下，通过改变骨架高度来实现 非线性函数的关系变换（见图2-3 a)，P22）。 2）变节距式非线性线绕电位器 在其它结构参数不变的条件下，通过改变绕线节距来实现 非线性函数的关系变换（见图2-3 b)，P22）