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传感器原理及有效应用第2

章传感技术及基本特性

2.1传感器的组成

定义:

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、装置.

由敏感元件和传感元件组成.

敏感元件是直接感受被测非电量，

按一定规律转换成与被测量有确定

关系的其它量(仍为非电量)的元件。

例如膜片和波纹管把被测压力转

变成位移量等。

传感元件又称变换器，是能将敏感

元件输出的非电量直接转换成所需

的信号的元件.

例如应变式压力传感器中的弹性膜

片就是敏感元件，而电阻应变片就

是传感元件。

敏感元件与传感元件也可两者合二为

一，称为一次传感元件，

它能直接输出电学量，如压电晶体、

热电偶、热敏电阻、光学器件，直

接感受被测量而输出与之成确定关

系的电量。

新型的集成电路传感器将敏感

元件、传感元件以及信号处

理电路集成为一个器件。

传感器分类

分为模拟传感器和数字传感器,

其中数字传感器便于与计算机联

用，且抗干扰性较强.

例如脉冲盘式角度数字传感器、

光栅传感器等。

传感器数字化是今后的发展趋势。

按敏感材料不同

分为半导体传感器、陶瓷传感器、

石英传感器、光导纤维传感器、金

属传感器、有机材料传感器、高分

子材料传感器，种类很多。

按应用场合不同

分为工业用、农用、军用、医用.科

研用、环保用和家电用传感器等。

按具体使用场合，分为汽车用、船

舰用、飞机用、宇宙飞船用、防灾

用传感器等。

使用目的的不同，分为计测用、监

视用、检查用、诊断用、控制用和

分析用传感器等。

按照工作原理分类

可分为电阻式、电容式、电感式、

光电式、光栅式、热电式、压电式、

红外、光纤、超声波、激光传感器等。

这种分类有利于对传感器的工作原理

的了解。

按被测量分类

可分为力学量、光学量、磁学量、

几何学量、运动学量、流速与流量、

液面、热学量、化学量、生物量传

感器等。

这种分类有利于选择和应用传感器。

2.2传感器静态特性

2.2传感器静态特性

Ø当输入量（X）为静态（常量）或变化

Ø

当输入量（X）为静态（常量）或变化

缓慢的信号时（如温度、压力），的特

缓慢的信号时（如温度、压力），的特

性称静态特性。

性称静态特性。

Ø静态特性可以用函数式表示为

Ø

静态特性可以用函数式表示为

2.2传感器静态特性

2.2传感器静态特性

静态特性包括：

静态特性包括：

线性度、迟滞、重复性、灵敏度、

线性度、迟滞、重复性、灵敏度、

稳定性

稳定性

2.2传感器静态特性

2.2传感器静态特性（1）线性

（1）线性

v传感器的线性度（非线性误差）通常

v

传感器的线性度（非线性误差）通常

用相对误差表示：

用相对误差表示：

Y=kx+b

Y

Yi

Lmax

——最大非线性绝对误差

——最大非线性绝对误差

X

——满量程输出

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