自动检测与转换技术 课件 项目一 传感器基础知识

传感器与自动检测技术项目一传感器与检测技术基础任务一：传感器的定义及作用任务二：传感器的组成及分类任务三：传感器的发展趋势任务四：传感器的误差传感器的定义及作用传感器的认知传感器的定义传感器的作用传感器的地位在日常生活与生工作中人们可以通过五官获取外界信号；在计算机控制系统中，电脑则相当于人的大脑，传感器则相当于人的五官。电“五官”人体与自控系统的对应关系传感器的定义与组成传感器的分类传感器定义、组成与分类1、什么是传感器？2、传感器由哪几部分组成？试述各个组成部分的作用。3、传感器有哪几种分类方法，选择其中两种做具体陈述。4、传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义?第一次作业：传感器的定义与组成传感器的定义——作业1.什么是传感器？国家标准定义根据中华人民共和国国家标准（GB/T7665—2005

）传感器（Transducer/Sensor）：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和装置。①传感器是装置，能完成任务；非电量电量②是某一被测量(非电量)，可能是物理量，也可能是化学量、生物量等；③是某种物理量，便于传输、转换、处理、显示等，主要是物理量；④输出输入有

，且应有一定的精确程度。作业2：传感器的组成辅助电源敏感元件转换元件转换电路电量敏感元件：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。被测量传感器的组成辅助电源敏感元件转换元件转换电路电量转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成电路参量。被测量传感器的组成辅助电源敏感元件转换元件转换电路电量转换电路：将转换元件输出的电参量转换为电压、电流或频率。被测量作业3：传感器的分类传感器的种类繁多，分类不尽相同。常用的分类方法有：1）按照工作原理：可分为物理型、化学性和生物型。2）按传感器输出信号的性质分类：可分为输出为开关量（“1”和“0”或“开”和“关”）的开关型传感器；输出为模拟量的模拟型传感器，输出为脉冲或代码的数字型传感器。3）按照构成的原理：可分为结构型、物性型和复合型。最常用的分类方法按用途分类：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。按物理原理分类：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。作业4：传感器的代号（型号）P9主称——被测量——转换原理——序号例：CYL-GX-2表示光纤压力传感器

CWY-YB-20表示应变式位移传感器误差的概念误差的分类误差的处理传感器的误差1、误差的两种分类方法是什么？2、按照这两种分类方法进行分类，误差分别可以分为哪几种？3、什么是真值、约定真值。4、写出绝对误差、相对误差、引用误差的计算公式5、什么是粗大误差、随机误差、系统误差。6、粗大误差、随机误差、系统误差的处理方法分别是什么？第二次作业：传感器的误差误差的分类P11-P12误差的概念真值、测量值、最大值Ao、Ax、Am误差（绝对误差、相对误差）Δ=Ax–Ａo准确度等级几个基本概念P11我国的模拟仪表有下列七种等级，准确度等级的数值越小，仪表的就越昂贵。

表1-1仪表的准确度等级和基本误差准确度等级0.10.20.51.01.52.55.0基本误差±0.1%±0.2%±0.5%±1.0%±1.5%±2.5%±5.0%误差的计算：P12例某压力表准确度为2.5级，量程为0-1.5MPa,求：（1）可能出现的最大绝对误差？（2）测量结果显示0.7MPa时，可能出现的最大示值相对误差。练习：P18第8题现有准确度为0.5级的0-300℃的和准确度为1.0级的0-100℃的两个温度计，要测量80℃的温度，试问采用哪个温度计好？误差的分类P12按照表现形式不同随机误差系统误差粗大误差粗大误差随机误差系统误差图0-12测量误差的分类误差的处理1）随机误差δ定义：在实际相同条件下，对同一被测量进行多次等精度测量时，由于各种随机因素（如温度、湿度、电源电压波动、磁场等）的影响，各次测量值之间存在一定差异，这种差异就是随机误差。特点：随机误差表示了测量结果偏离其真实值的分散情况。一般分布形式接近于正态分布。消除方法：可采用在同一条件下，对被测量进行足够多次重复测量，取其算术平均值作为测量结果的方法。误差的处理2）系统误差定义：分析过程中某些确定的、经常性的因素引起的误差。

特点：（1）重现性即重复测定重复出现（2）单向性即误差或大、或小、或正、或负（3）可测性即误差恒定，可以校正计算：在重复测量条件下对同一被测量进行无限多次测量结果的平均值减去真值。误差的处理3）粗大误差定义：相同条件下，对同一被测量进行多次等精度测量时，有个别测量结果的误差远远大于规定条件下的预计值。这类误差一般由于测量者粗心大意或测量仪器突然出现故障等造成，称之为粗大误差。消除方法：消除方法：凡粗大误差应予以剔除。哪个物理量能反映系统误差的大小？哪个物理量能反映随机误差的大小？1、传感器的基本静态特性有哪些？2、灵敏度和线性度的计算公式分别是什么？第三次作业：传感器的基本特性P15+R传感器的发展历史传感器的发展过程传感器未来的发展方向传感器的发展趋势传感器的重点发展领域测量技术的发展测量的分类传感器的发展历史温度传感器1217世纪初，伽利略发明温度计。1821年，德国物理学家赛贝发明的热电偶传感器。350年以后，德国人西门子发明了铂电阻温度计。4本世纪相继开发了半导体热电偶、PN结温度传感器和集成温度传感器等。传感器的发展过程3个阶段结构型利用传感器本身结构参数的变化来实现信号转换。