检测技术第三章常用传感器与敏感元件第三章常用传感器与敏感元件3.1常用传感器分类3.2机械式传感器及仪表3.3电阻、电容与电感式传感器3.4磁电、压电与热电式传感器3.5光电传感器3.6光纤传感器3.7半导体传感器3.8红外测试系统3.9激光测试传感器3.10传感器的选用原则
Wuhan University of Technology 武汉理工大学机电工程学院 测试技术基础 第五章常用传感器 1 检测技术 第三章 常用传感器与敏感元件 第三章 常用传感器与敏感元件 3.1 常用传感器分类 3.2 机械式传感器及仪表 3.3 电阻、电容与电感式传感器 3.4 磁电、压电与热电式传感器 3.5 光电传感器 3.6 光纤传感器 3.7 半导体传感器 3.8 红外测试系统 3.9 激光测试传感器 3.10 传感器的选用原则
检测技术第三章常用传感器与敏感元件3.1常用传感器分类1.传感器(Sensor）定义传感器是能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常由敏感元件和转换元件组成（GB766-87）。狭义上，电信号。非电信号0Vm=5vVm=5v20kQo输出(TTL)模拟输出
Wuhan University of Technology 武汉理工大学机电工程学院 测试技术基础 第五章常用传感器 2 检测技术 第三章 常用传感器与敏感元件 3.1 常用传感器分类 1. 传感器(Sensor)定义 传感器是能感受规定的被测量，并按照一定的规律 转换成可用输出信号的器件或装置。通常由敏感元件和 转换元件组成(GB766-87)。 狭义上，非电信号 电信号
检测技术第三章常用传感器与敏感元件获得传感器信号的两种方法（直接获得电信号的变化（开关传感器）将物理量变换成电信号的变化（水位、压力等）。0Vm=5VVm=5v20k0输出(TTL)。模拟输出在非电量电测系统中的作用敏感作用： 感受并拾取被测对象的信号变换作用：被测信号转换成易于检测和处理的电信号
Wuhan University of Technology 武汉理工大学机电工程学院 测试技术基础 第五章常用传感器 3 检测技术 第三章 常用传感器与敏感元件 ✓将物理量变换成电信号的变化（水位、压力等）。 获得传感器信号的两种方法 ✓直接获得电信号的变化（开关传感器）； 在非电量电测系统中的作用 敏感作用：感受并拾取被测对象的信号 变换作用： 被测信号转换成易于检测和处理 的电信号
检测技术第三章常用传感器与敏感元件2.传感器的分类(1）按被测物理量分类位移传感器，流量传感器，温度传感器等2）按传感器元件的变换原理分类电阻式，电容式，电感式，压电式，光电式等(3)按信号变换的特征分类物性型：依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换的例如：水银温度计利用了水银的热胀冷缩性质结构型：依靠传感器结构参数的变化而实现信号转变的例如：电容式传感器依靠极板之间的距离变化引起电容量的变化
Wuhan University of Technology 武汉理工大学机电工程学院 测试技术基础 第五章常用传感器 4 检测技术 第三章 常用传感器与敏感元件 2. 传感器的分类 (1)按被测物理量分类 (2)按传感器元件的变换原理分类 位移传感器,流量传感器,温度传感器等. 电阻式,电容式,电感式,压电式,光电式等. 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的. 例如:水银温度计利用了水银的热胀冷缩性质. 结构型:依靠传感器结构参数的变化而实现信号转变的. 例如:电容式传感器依靠极板之间的距离变化引起电容 量的变化. (3)按信号变换的特征分类
检测技术第三章常用传感器与敏感元件2.传感器的分类（4）按传感器的能量传递方式分类能量转换型：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，能量传递型：从某种能量发生器与接受器进行能量传递过程中实现敏感检测例如：超声波发生器和接受器（5）按输出信号分类模拟式和数字式传感器
Wuhan University of Technology 武汉理工大学机电工程学院 测试技术基础 第五章常用传感器 5 检测技术 第三章 常用传感器与敏感元件 2. 传感器的分类 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. 能量传递型:从某种能量发生器与接受器进行能量传递过程中实现 敏感检测. 例如:超声波发生器和接受器. (4)按传感器的能量传递方式分类 (5)按输出信号分类 模拟式和数字式传感器
检测技术第三章常用传感器与敏感元件3.传感器的性能要求工作范围或量程应足够大，具有一定的过载能力与检测系统匹配性好，转换灵敏度高精度适当，稳定性高反应速度快，工作可靠性高适应性和适用性强
Wuhan University of Technology 武汉理工大学机电工程学院 测试技术基础 第五章常用传感器 6 检测技术 第三章 常用传感器与敏感元件 3. 传感器的性能要求 ➢ 工作范围或量程应足够大，具有一定的过载能力 ➢ 与检测系统匹配性好，转换灵敏度高 ➢ 精度适当，稳定性高 ➢ 反应速度快，工作可靠性高 ➢ 适应性和适用性强
检测技术第三章常用传感器与敏感元件4.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；声压，噪声声：磁磁通，磁场温度：温度，热量，比热光：亮度，色彩
Wuhan University of Technology 武汉理工大学机电工程学院 测试技术基础 第五章常用传感器 7 检测技术 第三章 常用传感器与敏感元件 4. 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
检测技术第三章常用传感器与敏感元件3.2机械式传感器及仪器机械式传感器常常以弹性体作为传感器的敏感元件，它的输入量可以是力、压力、温度等物理量，而输出量则为弹性体本身的弹性变形（或应变）。被测量可放大而成为仪表指针的偏转，借助刻度指示出被测量的大小
Wuhan University of Technology 武汉理工大学机电工程学院 测试技术基础 第五章常用传感器 8 检测技术 第三章 常用传感器与敏感元件 机械式传感器常常以弹性体作为传感器的敏感元件，它的 输入量可以是力、压力、温度等物理量，而输出量则为 弹性体本身的弹性变形（或应变）。 3.2 机械式传感器及仪器 被测量可放大而成为仪表指针的偏转，借助刻度指示出被 测量的大小
检测技术第三章常用传感器与敏感元件仪表典型机械式传感器如图所示b)c)测力计b）压力计c）温度计a)
Wuhan University of Technology 武汉理工大学机电工程学院 测试技术基础 第五章常用传感器 9 检测技术 第三章 常用传感器与敏感元件 仪表典型机械式传感器如图所示。 a）测力计 b）压力计 c）温度计
检测技术第三章常用传感器与敏感元件微型探测开关亦被看作机械式传感器。微型探测开关如图所示H61、工件2、电磁铁3、导槽4、簧片开关5、电极6、情性气体7、簧片
Wuhan University of Technology 武汉理工大学机电工程学院 测试技术基础 第五章常用传感器 10 检测技术 第三章 常用传感器与敏感元件 微型探测开关亦被看作机械式传感器。微型探测开关如图所示。 1、工件 2、电磁铁 3、导槽 4、簧片开关 5、电极 6、惰性气体 7、簧片