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传感器基本概念

1.传感器的定义和组成 它的主要特点是能够感知和检测某种形式的信息,并将其转换为另一种形式的信息。因此,传感器是指对被测对象的某一确定信息具有感知(或响应)和检测功能的组件或装置,并将其转换为相应的有用输出信号。

2、静态模型 静态模型是指在静态信号下描述传感器输出与输入之间的函数关系。如果不考虑蠕动效应和滞后效应,传感器的静态模型通常可以用多种类型来表示。

3、动态模型 动态模型是指传感器在准动态信号或动态信号的作用下描述其输出和输入信号的数学关系。动态模型通常用微分方程和传输函数来描述。

4.传感器的基本特性 静态特性: 1)线性度 输出与输入之间的实际关系曲线偏离直线。又称非线性误差。 2)灵敏度 输出增量与稳态输入增量的比值。 3)重复性 重复性表示传感器输出特性曲线在输入量按同一方向多次测试时的不一致性。 4)迟滞现象 迟滞特性能表明传感器在正向行程和反向行程期间,输出-输入特性曲线不重合的程度。 5)分辨率 输入量的最小变化可以在规定的测量范围内检测。 6)稳定性 稳定性可分为短期稳定性和长期稳定性。 7)漂移 传感器漂移是指在外部干扰下,输出发生在输入无关、不必要的变化中。漂移包括零点漂移和灵敏度漂移。 零点漂移分为时间漂移和温度漂移。

5.电阻传感器 电阻传感器是非电量的变化。通过测量电阻值,将与之相关的电阻值转换为上述非电量测量。

6.应变电阻传感器 1)应变效应 当导体或半导体材料受到外力作用时,会产生机械变形,机械变形会导致其电阻变化,这种电阻变化的现象称为应变效应。

7.互感传感器 测量电路 差动变压器输出交流电压。如果用交流模拟数字电压表测量,只能反映铁芯位移的大小,不能反映移动方向。此外,其测量必须包含零残余电压。为了识别移动方向,消除零残余电压,差动整流电路和相敏检波电路通常用于实际测量。

8.温敏二极管 随着半导体技术和温度测量技术的发展,技术和测温技术的发展,pn结的正向电压与温度指之间具有很好的线性关系。例如砷化镓和硅温敏二极管在1~400K范围内的温度呈良好的线性。

九、温敏三极管 研究证明,随着温度的升高,晶体管发射结上的正电压近似性下降,与二极管非常相似,但晶体管比二极管具有更好的线性和交换性。

10压电和压磁传感器 压电和压磁传感器是由外力引起的电参量和磁参量变化而设计的传感器。

11、压电效应 当某些物质沿某一方向施加压力或张力时,会产生变形,当材料的两个表面产生相反的电荷;当外力被去除时,它会回到不带电的状态,这被称为压电效应。

12.压电传感器等效电路和测量电路 由于外力作用而使压电材料上产生电荷,该电荷只有在无泄漏的情况下才会长期保存,因此需要测量电路具有无限大的输入阻抗,而实际这是不可能的,所以压电传感器不宜做静态测量,只能在其上加交变力,电荷才能不断得到补充,可以供给测量电路一定的电流,故压电传感器只宜作动态测量。

13压电传感器测量电路 为了确保压电传感器的测量误差小到一定程度,负载电阻R大到一定值,以减少晶片上的泄漏电流。因此,在压电传感器输出端连接高输入阻抗的前放大器,然后连接一般放大器。其目的是:一是放大器输出微弱信号,二是将其高阻抗输出转换为低阻抗输出。

14、外光电效应 在光的作用下,物体内电子从物体表面向外发射的现象称为外光效应。向外发射的电子称为光电子。

15、内光电效应 当光照射到物体上时,物体的电阻率发生变化,或产生光生电势的效应称为光电效应。

16.光电导效应 在光的作用下,电子吸收光子能量从键和状态过渡到自由状态,导致材料电导率的变化

17.暗电阻、亮电阻和光电流 光敏电阻在没有光照的情况下称为暗电阻,此时流过的电流称为暗电流。光照时的电阻称为亮电阻,此时的电流称为亮电流。亮电流和暗电流的区别称为光电流。

气敏传感器 传感器用于测量气体的类别、浓度和成分。气敏传感器通常由气敏元件、加热器和封装体组成。

19、温敏传感器 湿度是指大气中的水蒸气含量。绝对湿度和相对湿度通常用两种方法表示。相对湿度是指被测气体中的水蒸气压与气体在相同温度下饱和水蒸气压的百分比,一般为%RH表示。

20、红外辐射特性 红外光最大的特点是它具有光热效应,可以辐射热量。它是光谱中最大的光热效应区。除了光谱中的可见光外,红外光是一种不可见光。

超声波传感器 利用超声波在超声场中的物理特性和各种效应开发的装置可称为超声波传感器、探测器或传感器。超声波传感器可以是超声波发射装置,也可以发射和接收超声波回波。

标签: 压电电荷模式力传感器

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