第四章传感器及其接口技术 41概述 传感器技术是机电一体化的关键性技术。机电一体化系统或产品的柔性化、功能化 和智能化都与传感器的品种多少、性能好环密切相关。 在机电一体化系统中有各种不同的物理量如位移、压力、速度等)需要控制和监测, 如果没有传感器对原始的各种参数进行精确而可靠的检测,那么对机电产品的各种控制 部是无法实现的因此能把各种不同的非电量转换成电量的传感器便成为机电一体化系 统中不可缺少的组成部分。 传感器技术自身就是一门多学科、知识密集的应用技术。传感原理、传感材料及加 上制造装配技术是传感器开发的三个重要方面。作为一个独立器件,传感器的发展正进 入集成化智能化研究阶段。把传感器件与信号处理电路集成在一个芯片上,就形成了信 息型传感器;若再把微处理器集成到信息型传感器的芯片上,就是所谓的智能型传感器。 411传感器的定义 传感器:传感器是种以一定的精确度将被测量(如位移、力、加速度等)转换为与之 有确定对应关系的、易于精确处理和测量的某种物理量(如电量)的测量部件或装置。 41.2组成 组成:敏感元件、转换元件、电子线路等组成 1敏感元件直接感受被测量、并以确定关系输出物理量。如弹性敏元件将力转 换为位移或应变输出。 2转换元件将敏感元件输出的非电物理量(如位移、应变、光强等)转换成电路基 数(如电阻、电感、电容等)等 3基本转换电路将电路参数量转换成便于测量的电量,如电压、电流、频率等 被测量敏感 转换 基本转电量 元件 件 换电路 传感器的组成框图 实际的传感器有的很简单,有的则较复杂。有些传感器(如热电偶)只有敏感元件, 感受被测量时直接输出电动势。行些传感器由敏感元件和转换元件组成、无需基本转换- 1 - 第四章 传感器及其接口技术 4.1 概述 传感器技术是机电一体化的关键性技术。机电一体化系统或产品的柔性化、功能化 和智能化都与传感器的品种多少、性能好环密切相关。 在机电一体化系统中有各种不同的物理量(如位移、压力、速度等)需要控制和监测， 如果没有传感器对原始的各种参数进行精确而可靠的检测，那么对机电产品的各种控制 部是无法实现的。因此能把各种不同的非电量转换成电量的传感器便成为机电一体化系 统中不可缺少的组成部分。 传感器技术自身就是一门多学科、知识密集的应用技术。传感原理、传感材料及加 上制造装配技术是传感器开发的三个重要方面。作为一个独立器件，传感器的发展正进 入集成化智能化研究阶段。把传感器件与信号处理电路集成在一个芯片上，就形成了信 息型传感器；若再把微处理器集成到信息型传感器的芯片上，就是所谓的智能型传感器。 4.1.1 传感器的定义 传感器： 传感器是种以一定的精确度将被测量(如位移、力、加速度等)转换为与之 有确定对应关系的、易于精确处理和测量的某种物理量(如电量)的测量部件或装置。 4.1.2 组成 组成：敏感元件、转换元件、电子线路等组成。 1 敏感元件 直接感受被测量、并以确定关系输出 物理量。如弹性敏元件将力转 换为位移或应变输出。 2 转换元件 将敏感元件输出的非电物理量(如位移、应变、光强等)转换成电路基 数(如电阻、电感、电容等)等。 3 基本转换电路 将电路参数量转换成便于测量的电量，如电压、电流、频率等。 传感器的组成框图 实际的传感器,有的很简单，有的则较复杂。有些传感器(如热电偶)只有敏感元件， 感受被测量时直接输出电动势。行些传感器由敏感元件和转换元件组成、无需基本转换