1.1传感器的认知（课件）-《传感器检测技术》同步教学（江苏凤凰教育出版社）

项目一 检测技术与传感器的认知 项目一 检测技术与传感器的认知 目 录 1 任务一 传感器的认知 2 任务二 测量误差的认知及处理 3 任务三 传感器的特性及选用认知 项目一 检测技术与传感器的认知 学习目标 能掌握检测技术与传感器的基本概念。 能了解检测技术与传感器的作用、地位和发展方向。 能掌握传感器的组成及各组成部分的作用。 能掌握误差的基本概念，熟悉几种测量误差的定义和表示。 能区分各种测量误差并进行处理。 能掌握传感器的基本特性和传感器的选用原则。 任务一 传感器的认知 一、传感器的定义 根据国家标准（GB/T 7665—2005）《传感器通用术语》，传感器（transducer/sensor感觉）的定义为：“能感受（或响应）规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用的输出信号的转换元件以及相应的电子线路所组成。” 任务一 传感器的认知 二、传感器的组成 传感器从字面上理解，具有一感二传的功能，即感受被测信息，再传送出去，因此，传感器由敏感元件和转换元件组成。但由于它的输出信号较弱，因此需要由后续的信号调节与转换电路进行放大或转换为容易传输、处理、记录和显示的信号。随着半导体和集成电路技术的发展，传感器的信号调节与转换电路往往直接安装在传感器的壳体里或与敏感元件、转换元件一起集成在同一芯片内，这样，传感器就由敏感元件、转换元件和转换电路组成。其组成框图如图1-1所示。 任务一 传感器的认知 二、传感器的组成 任务一 传感器的认知 二、传感器的组成 敏感元件 敏感元件是直接感受被测量、并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。它是传感器技术的核心，是设计和制作传感器的关键。 转换元件 转换元件是将敏感元件的输出量转换成电路参数量的元件。 转换电路 转换电路是将电参量转换成可直接利用的电信号的电路。 需要说明的是有些被测非电量可直接变换为电参量，这时传感器中的敏感元件和转换元件就合二为一了。 任务一 传感器的认知 三、传感器的分类 传感器的种类繁多，即使同一种被测量也可以用不同类型的传感器来测量，如位置检测，可以用光电、磁电、电感、电容等多种传感器进行测量；而一种传感器又可测量多种物理量，如电容式传感器可用来测位移、压力、荷重、加速度等。因此，传感器的分类方法很多，常用的分类方法有： 任务一 传感器的认知 三、传感器的分类 按被测量分类 按被测量分类，即按照传感器的输入信号分类，它能够很方便地表示传感器的功能，便于用户的使用。可以分为温度、压力、位移、转速、加速度、位置、湿度、气体浓度、流量、流速等传感器。　 按传感器的工作原理分类 按传感器的工作原理可分为电阻式、电感式、电容式、磁电式、光电式、压电式、热电式、霍尔式、超声波、激光、光纤等传感器。 按能量关系分类 按能量关系分类，可分为能量转换型和能量控制型两类。 按信号转换特征分类 按信号转换特征分类，可分为结构型和物性型两类。 结构型：　通过传感器的结构参量发生变化实现信号变换。 物性型：　利用某些物质的某些性质随被测参数变化来实现信号变换。 任务二 测量误差的认知及处理 一、测量的概念及方法 测量是人们认识和改造客观世界的一种必不可少的重要手段。它是把被测未知量与同性质标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数，并用数字表示这个倍数的过程。 测量的步骤包括比较、示差、平衡和读数四个步骤。以天平测量为例：　 ①　比较：　被测量和标准量（砝码）分别放到天平两边秤盘上比较。 ②　示差：　观察指针位置的变化值，即示差。 ③　平衡：　调整砝码数值，使之平衡。 ④　读数：　根据砝码多少，读出物体质量的值，即读数。 （一）测量的概念 任务二 测量误差的认知及处理 一、测量的概念及方法 （二）测量方法 1.按测量手续分类 （1）直接测量 直接测量是用精度较高的设备直接对被测量进行测量并得到测量结果。例如：　温度计测温、万用表测电压、卡尺测工件的长度等。 （2）间接测量 间接测量是在使用仪表进行测量时，首先对与被测量有函数关系的几个量进行测量，将测量值代入函数关系式，经过计算得到测量所需要的结果。 （3）联立测量 联立测量是被测量与多个元素有关，必须经过求解联立方程组才能得到最后的结果。 任务二 测量误差的认知及处理 （二）测量方法 一、测量的概念及方法 2.按测量方式分类 （1）偏差法 偏差法是在测量过程中，用仪表指针的位移决定被测量的测量方法。 （2）零位法 零位法是在测量过程中，用已知的标准量去平衡或抵消被测量的作用，并用指零仪表的零位指示测量系统的平衡状态，在测量系统达到平衡时，用已知的基准量决定被测未知