◇第4章机电一体化检测系统 ∈驾术粹®子機械高子孕和学校 第4章机电一体化检测系统 4.1概述 4.2位移检测 4.3速度、加速度检测 4.4力、扭矩和流体压强检测 4.5传感器前级信号处理 4.6传感器接口技术 4.7传感器非线性补偿处理 思考题 BACK
第4章 机电一体化检测系统 第4章 机电一体化检测系统 4.1 概述 4.2 位移检测 4.3 速度、加速度检测 4.4 力、扭矩和流体压强检测 4.5 4.6 传感器接口技术 4.7 传感器非线性补偿处理 思考题
◇第4章机电一体化检测条统 鸳成静配子機械高羊卓料学校 4.1概述 4.1.1检测系统的组成 (1)把各种非电量信息转换为电信号，这就是传感器的 功能，传感器又称为一次仪表。 (2)对转换后的电信号进行测量，并进行放大、运算、 转换、记录、指示、显示等处理，这叫作电信号处理系统， 通常被称为二次仪表。 非电量检测系统的结构形式如图4-1所示
第4章 机电一体化检测系统 4.1 概述 4.1.1 (1) 把各种非电量信息转换为电信号,这就是传感器的 功能,传感器又称为一次仪表。 (2) 对转换后的电信号进行测量,并进行放大、运算、 转换、记录、指示、显示等处理,这叫作电信号处理系统, 通常被称为二次仪表。 非电量检测系统的结构形式如图4-1所示
◇第4章机电一体化检测集统 ξ水条干微杭高学按 光、声 「 传输、运算 转换成 位移 非电量 转换成 模拟 放大 数字 光 压力、 处理 驱动 移、 磁等 信号 电信号 电信 切换、存储 电信号 电信号 文字等 被测物理量 传感器 以计算机为中心的电信号处理系统 执行设备 图4-1非电量检测系统的结构形式
第4章 机电一体化检测系统 图 4-1 非电量检测系统的结构形式
◇第4章机电一体化检测集统 ∈代术择图子機核高手华私学按 4.1.2传感器的概念及基本特性 1.传感器的构成 传感器一般由敏感元件、传感元件和转换电路三 部分组成，如图4-2所示
第4章 机电一体化检测系统 4.1.2 传感器的概念及基本特性 1. 传感器一般由敏感元件、传感元件和转换电路三 部分组成,如图4-2
《◇第4章机电一体化检测条统 鸳成静③子機越高手孕彩学校 被测量 敏感 转换 基本转换 电量 元件 元件 电路 图4-2传感器的组成框图
第4章 机电一体化检测系统 图4-2 传感器的组成框图
◇第4章机电一体化检测系统 ξ冰等子微杭高学按 (1)敏感元件：是一种能够将被测量转换成易于 测量的物理量的预变换装置，其输入、输出间具有确定 的数学关系（最好为线性）。如弹性敏感元件将力转 换为位移或应变输出。 (2)传感元件：将敏感元件输出的非电物理量转 换成电信号（如电阻、电感、电容等）形式。 (3)基本转换电路：将电信号量转换成便于测量 的电量，如电压、电流、频率等
第4章 机电一体化检测系统 （1）敏感元件: 是一种能够将被测量转换成易于 测量的物理量的预变换装置,其输入、输出间具有确定 的数学关系（最好为线性）。如弹性敏感元件将力转 换为位移或应变输出。 （2）传感元件：将敏感元件输出的非电物理量转 换成电信号（如电阻、电感、电容等）形式。 （3）基本转换电路：将电信号量转换成便于测量 的电量,如电压、电流、频率等
◇第4章机电一体化检测集统 变旅静配于橙核高子学按 (1)线性度。传感器的静态特性是在静态标准 条件下，利用一定等级的标准设备，对传感器进行往复循 环测试，得到的输入/输出特性（列表或画曲线）。通常 希望这个特性（曲线）为线性，这对标定和数据处理带 来方便。但实际的输出与输入特性只能接近线性，与理 论直线有偏差，如图4-3所示
第4章 机电一体化检测系统 （1） 线性度。 传感器的静态特性是在静态标准 条件下,利用一定等级的标准设备,对传感器进行往复循 环测试,得到的输入/输出特性（列表或画曲线）。通常 希望这个特性（曲线）为线性,这对标定和数据处理带 来方便。但实际的输出与输入特性只能接近线性,与理 论直线有偏差,如图4-3所示
《◇第4章机电一体化检测条统 鸳成静配子機核高等卓和学校 1一实际曲线 2-理想曲线 图4-3传感器的线性度示意图
第4章 机电一体化检测系统 图4-3 传感器的线性度示意图
◇第4章机电一体化检测系统 ξ水条干微杭高学按 线性度可用下式计算： 2=±4鱼100% (4-1) yFS 式中：； 一线性度（非线性误差）： △max一最大非线性绝对误差： s—输出满度值。 (2)灵敏度。传感器在静态标准条件下，输出变 化对输入变化的比值称为灵敏度，用S,表示，即
第4章 机电一体化检测系统 线性度可用下式计算： 式中： ; γL——线性度(非线性误差)； Δmax——最大非线性绝对误差； yFS ——输出满度值。 （2） 灵敏度。传感器在静态标准条件下,输出变 化对输入变化的比值称为灵敏度,用S0表示, （4-1）
◇第4章机电一体化检测集统 弯旅等皮于機核高香学校 So 输出量的变化量y 输入量的变化量： (4-2) 对于线性传感器来说，它的灵敏度S是个常数。 (3)迟滞。传感器在正（输入量增大）、反（输入量减小）行 程中输出/输入特性曲线的不重合程度称为迟滞，迟滞误差一般 以满量程输出ys的百分数表示： Yn= _14WHm×100%(4-3) Hm100%或yH=2ys yFs 式中 △Hm—输出值在正、反行程间的最大差值
第4章 机电一体化检测系统 对于线性传感器来说,它的灵敏度S0是个常数。 （3）迟滞。传感器在正(输入量增大)、反(输入量减小)行 程中输出/输入特性曲线的不重合程度称为迟滞,迟滞误差一般 以满量程输出yFS 式中: ΔHm——输出值在正、反行程间的最大差值。 (4-2) (4-3)