传感器及测控技术

传感器与测控技术1定义2主要作用3主要特点4传感器的组成5主要功能6常见种类7主要特性8选型原则9常用术语10环境影响11选择使用12国家标准13技术特点1定义能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。2主要作用在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。3主要特点传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新的经济增长点。4传感器的组成传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成，如图所示5主要功能常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟：光敏传感器——视觉声敏传感器——听觉气敏传感器——嗅觉化学传感器——味觉6常见种类压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器。7主要特性传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。所谓动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。通常情况下，传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。分辨率是指传感器可感受到的被测量的最小变化的能力。8选型原则要进行一个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑。9常用术语测量范围量程精确度分辨力阈值零位激励输入阻抗输出阻抗零点输出灵敏度线性度长期稳定性固有频率响应补偿温度范围蠕变绝缘电阻非线性度10环境影响环境给传感器造成的影响主要有以下几个方面：高温环境对传感器造成涂覆材料熔化、焊点开化、弹性体内应力发生结构变化等问题。对于高温环境下工作的传感器常采用耐高温传感器；另外，必须加有隔热、水冷或气冷等装置。粉尘、潮湿对传感器造成短路的影响。在此环境条件下应选用密闭性很高的传感器。不同的传感器其密封的方式是不同的，其密闭性存在着很大差异。常见的密封有密封胶充填或涂覆；橡胶垫机械紧固密封；焊接（氩弧焊、等离子束焊）和抽真空充氮密封。从密封效果来看，焊接密封为最佳，充填涂覆密封胶为最差。对于室内干净、干燥环境下工作的传感器，可选择涂胶密封的传感器，而对于一些在潮湿、粉尘性较高的环境下工作的传感器，应选择膜片热套密封或膜片焊接密封、抽真空充氮的传感器。在腐蚀性较高的环境下，如潮湿、酸性对传感器造成弹性体受损或产生短路等影响，应选择外表面进行过喷塑或不锈钢外罩，抗腐蚀性能好且密闭性好的传感器。电磁场对传感器输出紊乱信号的影响。在此情况下，应对传感器的屏蔽性进行严格检查，看其是否具有良好的抗电磁能力。易燃、易爆不仅对传感器造成彻底性的损害，而且还给其它设备和人身安全造成很大的威胁。因此，在易燃、易爆环境下工作的传感器对防爆性能提出了更高的要求：在易燃、易爆环境下必须选用防爆传感器，这种传感器的密封外罩不仅要考虑其密闭性，还要考虑到防爆强度，以及电缆线引出头的防水、防潮、防爆性等。11选择使用传感器数量的选择是根据电子衡器的用途、秤体需要支撑的点数（支撑点数应根据使秤体几何重心和实际重心重合的原则而确定）而定。传感器量程的选择可依据秤的最大称量值、选用传感器的个数、秤体的自重、可能产生的最大偏载及动载等因素综合评价来确定。传感器量程的计算公式是在充分考虑到影响秤体的各个因素后，经过大量的实验而确定的。12国家标准与传感器相关的现行国家标准GB/T14479-1993传感器图用图形符号GB/T15478-1995压力传感器性能试验方法GB/T15768-1995电容式湿敏元件与湿度传感器总规范GB/T15865-1995摄像机(PAL/SECAM/NTSC)测量方法第1部分:非广播单传感器摄像机GB/T13823.17-1996振