传感器的概念及组成葛君山课件

传感器的概念及组成主讲老师：葛君山传感器的概念及组成主讲老师：葛君山单片机的并行IO接口传感器的概念及组成“能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。”----《传感器通用术语》GB/T7665—2005）1.传感器的概念(1)(2)

(3)变送器微传感器智能传感器传感器的其他概念

以输出数字量为特征，满足某种传输协议（如现场总线协议）的变送器，在工业控制领域大量应用。

变送器

--传感器输出为规定的标准信号常用的标准信号：0-5V/0-10V，

4-20mA。传感器的概念及组成

微传感器

--利用微细加工工艺，尤其是硅微加工工艺制作的传感器一般指外形尺寸小于毫米量级的传感器。传感器的概念及组成

智能传感器

计算机化的传感器，具有自我诊断、数据处理和自适应等功能。传感器的概念及组成传感器组成框图敏感元件转换元件测量电路被测量非电量输出量电量2.传感器的组成传感器的概念及组成

敏感元件：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

如：电阻应变片的弹性膜片将压力转换成膜片的变形（最好有视频）传感器组成框图敏感元件转换元件测量电路被测量非电量输出量电量传感器的概念及组成

转换元件：将敏感元件的输出转换成电参量如：电阻应变片中将膜片的变形转换为电阻值的变化传感器组成框图敏感元件转换元件测量电路被测量非电量输出量电量传感器的概念及组成

测量电路：将转换元件得到的电参量进一步变换为可直接

利用的电信号。如：电阻应变片中将膜片的变形转换为电阻值的变化。传感器组成框图敏感元件转换元件测量电路被测量非电量输出量电量传感器的概念及组成单片机的并行IO接口半导体气体传感器热电偶3.检测技术的重要性与发展趋势1）检测技术的重要性2）检测技术的发展趋势传感器的概念及组成1检测技术是产品检验和质量控制的重要手段2检测技术在设备安全经济运行监测中得到广泛应用3检测技术和检测装置是自动化系统中不可缺少的组成部分4检测技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步检测技术的重要性传感器的概念及组成传感器的概念及组成1检测范围不断拓展，检测精度和可靠性不断提高2传感器逐渐向集成化、组合式和数字化方向发展3重视非接触式检测技术的研究4检测系统智能化检测技术的发展趋势传感器的概念及组成传感器的概念及组成被测对象传感器信号调理传输信号处理显示记录激励装置4.检测系统的组成检测系统组成框图传感器的概念及组成传感器的概念及组成传感器的分类与选用按被测量（或传感器的用途）分类按输出信号的性质分类传感器常用分类010203按工作原理分类1.传感器的分类按用途分类温度流量液位速度压力位移传感器的分类与选用电磁原理

理论固体物理

学理论按工作原

理分类传感器的分类与选用电阻式压电式电感式电容式12354按工作原理分类磁电式传感器的分类与选用模拟信号模拟传感器

数字信号数字传感器按输出信号分类输出输出模拟转换元件计算机抗干扰性强传感器的分类与选用在线测试/离线测试传感器输出信号和输入信号随时间变化的曲线是否一致或基本接近反应传感器能否真实反应被测量一定测量范围内保持线性关系稳态下输出变化量与输入变化之比稳定性：检测装置保持其检测特性恒定不变的能力漂移：检测装置随时间的缓慢变化

传感器

选用精度灵敏度线性范围测试方式稳定性和漂移响应特性2.传感器的选用传感器的分类与选用传感器的测量误差与处理绝对误差仪表量程选择仪表精度等级满度相对误差相对误差测量误差绝对误差1.测量误差设被测量的真实值（真正的大小）为a，检测

定义：检测值与真实值之差称为绝对误差x-a=ε

误差值多由统计估计值和实际检测值的差表示一般的估计值选用平均值值为x，误差为ε，则有

绝对误差仪表量程选择仪表精度等级满度相对误差相对误差测量误差相对误差定义：绝对误差与真实值的比值称为相对误差设被测量的真实值（真正的大小）为a，检测值为x，绝对误差为ε，则有相对误差比绝对误差能更好地说明测量的精确程度传感器的测量误差与处理绝对误差仪表量程选择仪表精度等级满度相对误差相对误差测量误差满度相对误差同一台仪器在整个测量范围内的相对误差不是定值，为了更合理地评仪表质量，采用了引用误差。定义：采用仪表的绝对误差与仪表量程之比的百分数表示传感器的测量误差与处理绝对误差仪表量程选择仪表精度等级满度相对误差相对误差测量误差仪表精度等级通常用最大引用误差来定义测量仪表的精度等级工业仪表常见的精度等级：

0.1级、0.2级、0.5级、1.0级、1.5级、2.0级、2.5级、5.0级1.0级仪表，在整个量程内它的绝对误差最大值

不会超过其量程的±1.0%传感器的测量误差与处理绝对误差仪表量程选择仪表精度等级满度相对误差相对误差测量误差仪表量程选择传感器的测量误差与处理系统误差随机误差粗大误差误差按性质分类32112.误差按性质分类相同条件下，多次重复测量时，其绝对值和符号保持不变或按一定规律变化的误差相同条件下，多次重复测量时，其绝对值和符号以不可预定的方式变化的误差1.测量者主观上的疏忽大意2.客观条件的剧变3.使用有缺陷的计算器由随机因数造成（温湿度的微量变化、电源电压波动、地面的微振等）通常服从一定的统计规律，最常见的是正态分布规律如：标准量的不准确、仪器刻度的不准确等传感器的测量误差与处理超出在规定条件下预期的误差（1