项目1 汽车衡称重系统功能分析（课件）-《传感器检测技术》同步教学（人民邮电版）

项目1 汽车衡称重系统功能分析 项目描述 本项目要求分析汽车衡称重系统的功能。 汽车衡也被称为地磅，是厂矿、商家等用于大宗货物计量的主要称重设备。本项目通过对汽车衡称重系统功能分析，让大家熟悉传感器的概念、检测系统的组成以及测量误差的表示方法等基本知识。 知识和能力目标； 了解检测技术在我们生活、生产、科研等方面的重要性； 掌握传感器的结构组成；了解传感器的发展趋势。 掌握自动检测系统的结构组成；了解自动检测技术的发展趋势 了解测量误差的概念，掌握误差的表达方式，能正确选择仪表进行测量； 知识准备 一、 传感器基本知识 （一）传感器的定义、组成和分类 1.传感器的定义 传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。 图1-1 传感器组成框图 图1-2 测量压力的电位器式压力传感器 1-—弹簧管 2—电位器 3—指针 4—齿轮 2.传感器分类 传感器的种类名目繁多，分类不尽相同。常用的分类方法如下： (1)按被测量分类：可分为位移、力、力矩、转速、振动、加速度、温度、压力、流量、流速等传感器。 (2)按测量原理分类：可分为电阻、电容、电感、光栅、热电耦、超声波、激光、红外、光导纤维等传感器。 (3)按传感器转换能量供给形式分类：分为能量变换型（发电型）和能量控制型（参量型）两种。 (4)按传感器工作机理分类：分为结构型传感器和物性型传感器。 3.传感器的命名和代号 (1)传感器的命名 传感器的命名由主题词加四级修饰语构成。          主题词——传感器； 第一级修饰语——被测量，包括修饰被测量的定语； 第二级修饰语——转换原理，一般可后续以“式”字； 第三级修饰语——特征描述，指必须强调的传感器结构、性能、材料特征、敏感元件及其它必要的性能特征，一般可后续以“型”字； 第四级修饰语——主要技术指标（量程、精确度、灵敏度等）。 (2)传感器的代号 传感器的代号依次为主称（传感器）－被测量—转换原理—序号 主称—传感器，代号C； 被测量—用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。 转换原理—用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。 序号—用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。 例： CWY—YB—20传感器 C：传感器主称，WY：被测量是位移，YB：转换原理是应变式，20，传感器序号。 （二）传感器的基本特性 传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系，它有静态、动态之分。静特性是指当输入量为常量或变化极慢时，即被测量各个值处于稳定状态时的输入输出关系。动特性是指输入量随时间变化的响应特性。 1.线性度 传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间关系的线性程度。输出与输入关系可分为线性特性和非线性特性。从传感器的性能看，希望具有线性关系，即具有理想的输出输入关系。 如采用非线性补偿电路或计算机软件进行线性化处理，从而使传感器的输出与输入关系为线性或接近线性。但如果传感器非线性的方次不高，输入量变化范围较小时，可用一条直线（切线或割线）近似地代表实际曲线的一段，使传感器输出—输入特性线性化。所采用的直线称为拟合直线。实际特性曲线与拟合直线之间的偏差称为传感器的非线性误差（或线性度），通常用相对误差rL表示，即 几种直线拟合方法 2.灵敏度 灵敏度S是指传感器的输出量增量Δy与引起输出量增量Δy的输入量增量Δx的比值，即 S=Δy/Δx (a) 线性测量系统 (b) 非线性测量系统 图1-9 传感器的灵敏度 3. 迟滞 传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程期间其输出—输入特性曲线不重合的现象称为迟滞 迟滞大小通常由实验确定。迟滞误差可由下式计算 4. 重复性 重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度，如图1-11所示。 或 5．分辨力与阀值 分辨力是指传感器能检测到被测量的最小增量。分辨力可用绝对值表示，也可用与满量程的百分数表示。当被测量的变化小于分辨力时，传感器对输入量的变化无任何反应。 在传感器输入零点附近的分辨力称为阈值。 对数字仪表而言，如果没有其他附加说明的，一般可认为该仪表的最末位的数值就是该仪表的分辨力。 6．稳定性 稳定性包括稳定度和环境影响量两方面。 稳定度是指传感器在所有条件均不变情况下，能在规定的时间内维持其示值不变的能力。稳定度是以示值的变化量与时间长短的比值来表示。例如，某传感器中仪表输出电压在4h内的最大变化量为1.2mV，则用1.2mV/(4h)表示为稳定度。 环境影响量是指由于外界环境变化而引起的示值的变化量。示值变化由两个因素组成：零点漂移和灵