第一篇:傳感器原理名詞解釋(范文模版)
傳感器原理名詞解釋
1、傳感器的的定義:能感受規定的被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件和裝
置,通常由敏感元件和轉換元件組成。
2、相似系統:能用同一類型的微分方程描述的不同系統。
3、頻率保持性:指線性系統的輸入為某一頻率信號時,系統的穩態響應也為同一頻率信號。
4、通過變量:只由空間和路上的一個點來確定的變量。
5、跨越變量:由空間和路上的兩個點來確定的變量。
6、力——電壓相似:以機械系統的激勵力和電路的激勵電壓相似為基礎的相似方法。
7、力——電壓相似的特點:
一、機械系統的一個質點用一個串聯電回路去模擬;
二、機械系統
質點上的激勵力和串聯電路的激勵電壓相模擬,所有與機械系統一個質點相連接的機械元件與傳亮回路中的各電氣元件相模擬。
8、雙向傳感器:凡是既能做機械量的接收器又能作機械量的發送器,從而實現機電可逆變換的變換器。
9、傳感器測物理量的兩種形式:
一、穩態(靜態和準靜態)的形式,它不隨時間變化或變化
緩慢;
二、動態(周期變換或瞬態)的形式,它隨時間變化而變化。
10、線性度:指傳感器輸出與輸入之間的線性程度。它的優點:
一、可大大簡化傳感器的理論
分析和設計計算;
二、為標定和數據處理帶來很大方便。
三、可使儀表刻度盤均勻刻度。
四、避免了非線性補償環節。
11、傳感器的非線性誤差:將近似后的擬合直線與實際曲線進行比較,其中存在偏差,這個最
大偏差稱為傳感器的非線性誤差,即線性度
12、傳感器的各部分代表什么含義?應注意哪些問題?
答:①敏感元件:指傳感器中直接感受被測量的部分。
②傳感器:能感受規定的被測量并按照一定規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置,通常
由敏感元件和轉換元件組成。
③信號調理器:對于輸入和輸出信號進行轉換的裝置。
④變送器:能輸出標準信號的傳感器答:
13、傳感器動態特性主要有:時間常數τ;固有頻率?n;阻尼系數
14、靈敏度:指傳感器在穩態下輸出變化對輸入變化的比值。
15、遲滯:傳感器在正(輸入量增大)反(輸入量減少)行程期間輸出——輸入特性曲線不重
合的程度。
16、遲滯現象:對應于同一大小的輸入信號,傳感器正反行程的輸出信號大小不相等。
17、重復性:傳感器在輸入量按同一方向作全量程多次測試時所得特性曲線不一致性程度。
18、動態特性:傳感器對激勵的響應特性。
19、動態誤差:輸出信號不會與輸入信號具有完全相同的時間函數,這種輸出與輸入間的差異
就是動態誤差。
20、
第二篇:傳感器原理 試題
一、填空(30分,每空1.5分)
1、有一溫度計,它的量程范圍為0∽200℃,精度等級為0.5級。該表可能出現的最大誤差為,當測量100℃ 時的示值相對誤差為。
2、在選購線性儀表時,必須考慮應盡量使選購的儀表量程為欲測量的倍左右為宜。
3、傳感器由、、三部分組成。
4、利用熱敏電阻對電動機實施過熱保護,應選擇型熱敏電阻。
5、已知某銅熱電阻在0℃時的阻值為50Ω,則其分度號是,對
于鎳鉻-鎳硅熱電偶其正極是。
6、霍爾元件采用恒流源激勵是為了。
7、用水銀溫度計測量水溫,如從測量的具體手段來看它屬于測量。
二、選擇題(30分,每題2分)
1、在以下幾種傳感器當中屬于自發電型傳感器。
A、電容式B、電阻式C、壓電式D、電感式
2、的數值越大,熱電偶的輸出熱電勢就越大。
A、熱端直徑B、熱端和冷端的溫度
C、熱端和冷端的溫差D、熱電極的電導率
3、將超聲波(機械振動波)轉換成電信號是利用壓電材料的。
A、應變效應B、電渦流效應C、壓電效應D、逆壓電效應
4、在電容傳感器中,若采用調頻法測量轉換電路,則電路中。
A、電容和電感均為變量B、電容是變量,電感保持不變
C、電感是變量,電容保持不變D、電容和電感均保持不變
5、在兩片間隙為1mm的兩塊平行極板的間隙中插入,可測得最大的容量。
A、塑料薄膜B、干的紙C、濕的紙D、玻璃薄片
6、熱電阻測量轉換電路采用三線制是為了
A、提高測量靈敏度B、減小非線性誤差
C、提高電磁兼容性D、減小引線電阻的影響
7、當石英晶體受壓時,電荷產生在。
A、Z面上B、X面上C、Y面上D、X、Y、Z面上
8、汽車衡所用的測力彈性敏感元件是。
A、懸臂梁B、彈簧管C、實心軸D、圓環
9、在熱電偶測溫回路中經常使用補償導線的最主要的目的是。
A、補償熱電偶冷端熱電勢的損失B、起冷端溫度補償作用
C、將熱電偶冷端延長到遠離高溫區的地方D、提高靈敏度
10、減小霍爾元件的輸出不等位電勢的辦法是。
A、減小激勵電流B、減小磁感應強度C、使用電橋調零電位器
11、測得某檢測儀表的輸入信號中,有用信號為20毫伏,干擾電壓也為20毫伏, 則此時的信噪比為。
A、20dBB、1 dBC、0 dB12、發現某檢測儀表機箱有麻電感,必須采取措施。
A、接地保護環B、將機箱接大地C、抗電磁干擾
13、在仿型機床當中利用電感式傳感器來檢測工件尺寸,該加工檢測裝置是采了測量方法。
A、微差式B、零位式C、偏差式
15、在實驗室中測量金屬的熔點時,冷端溫度補償采用。
A、計算修正法B、儀表機械零點調整法C、冰浴法
三、證明熱電偶的參考電極定律:EAB(t,t0)= EAC(t,t0)-EBC(t,t0),并畫出原理圖(本
題10分)
四、有一額定荷重為20×103N的等截面空心圓柱式荷重傳感器,其靈敏度KF為2mV/V。
激勵源電壓為12V,求:
1、在額定荷重時的輸出電壓Uom,2、當承載為5×103N時的輸出電壓Uo。(本題10分)
六、已知待測拉力約為70N左右,現有兩只測力儀表,一只為0.5級,測量范圍為0∽500N;
另一只為1.0級,測量范圍為0∽100N。問選用哪一只測力儀表較好?為什么?(寫出計算過
程)(本題10分)
參考答案
一、填空題:
1、±1℃,±1%
2、1.5倍
3、敏感元件、傳感元件、測量轉換電路
4、NTC突變
5、CU50,鎳鉻
6、減小溫漂
7、偏位式
8、干擾源,干擾途徑,敏
感接收器
9、屏蔽,浮置,接地,濾波,光電隔離
10、X面
二、選擇題
1、C2、C3、C4、B5、D6、D7、B
8、C9、C10、C11、C12、B13、B14、C15、C
四、24 mV,6 mV
五、K撥至1位,反復調節R0,使儀表指示為0,K撥至3位,反復調節RF,使儀表指示
為滿偏,K撥至2位,進行測量。
六、選用1.0級,測量范圍為0∽100N的測力儀表。
一、填空(本題共39分,每空1.5分)
1、傳感器由、、三部分組成。
2、在選購線性儀表時,必須考慮應盡量使選購的儀表量程為欲測量的倍左右為宜。
3、有一溫度計,它的量程范圍為0∽200℃,精度等級為0.5級。該表可能出現的最大誤差
為,當測量100℃ 時的示值相對誤差為。
4、利用熱敏電阻對電動機實施過熱保護,應選擇型熱敏電阻。
5、在壓電晶片的機械軸上施加力,其電荷產生在。
6、霍爾元件采用恒流源激勵是為了。
7、用水銀溫度計測量水溫,如從測量的具體手段來看它屬于測量。
8、已知某銅熱電阻在0℃時的阻值為50Ω,則其分度號是,對于鎳鉻-鎳硅熱電偶
其正極是。
9、壓電材料在使用中一般是兩片以上,在以電荷作為輸出的地方一般是把壓電元件起
來,而當以電壓作為輸出的時候則一般是把壓電元件起來。
10、熱電阻主要是利用電阻隨溫度升高而這一特性來測量溫度的。
12、金屬電阻的是金屬電阻應變片工作的物理基礎。
14、在動圈式表頭中的動圈回路中串入由NTC組成的電阻補償網絡,其目的是為了。
二、選擇題(本題共30分,每題2分)
3、在電容傳感器中,若采用調頻法測量轉換電路,則電路中。
A、電容和電感均為變量B、電容是變量,電感保持不變
C、電感是變量,電容保持不變D、電容和電感均保持不變
4、在仿型機床當中利用電感式傳感器來檢測工件尺寸,該加工檢測裝置是采用了測量
方法。
A、微差式B、零位式C、偏差式
5、熱電阻測量轉換電路采用三線制是為了
A、提高測量靈敏度B、減小引線電阻的影響
C、減小非線性誤差D、提高電磁兼容性
10、在實驗室中測量金屬的熔點時,冷端溫度補償采用。
A、冰浴法B、儀表機械零點調整法C、計算修正法
11、自感傳感器或差動變壓器采用相敏檢波電路最重要的目的是為了。
A、提高靈敏度B、將輸出的交流信號轉換為直流信號
C、使檢波后的直流電壓能反映檢波前交流信號的幅度和相位
12、要測量微小的氣體壓力之差,最好選用變換壓力的敏感元件。
A、懸臂梁B、平膜片C、彈簧管D、膜盒
13、以下四種傳感器中,屬于四端元件的是。
A、霍爾元件B、壓電晶體C、應變片D、熱敏電阻
14、下列不能用做加速度檢測傳感器。
A、電容式B、壓電式C、電感式D、熱電偶
15、將超聲波(機械振動波)轉換成電信號是利用壓電材料的。
A、應變效應B、電渦流效應C、壓電效應D、逆壓電效應
三、我國的模擬儀表有哪些精度等級?現欲測量240V左右的電壓,要求測量示值相對誤差的絕對值不大于0.6%,問:若選用量程為250V的電壓表,其精度應選哪一級?若選用量
程為500V的電壓表,其精度又應選哪一級?(本題10分)
四、熱電偶參考電極定律有何實際意義?以知在某特定條件下材料A與鉑配對的熱電動勢為13.967mv, 材料B與鉑配對的熱電動勢為8.345mv,求出在此特定條
件下材料A與B配對后的熱電動勢?此時哪種材料為正極?(本題10分)
五、根據你所學的傳感器相關知識,請分別列出下列物理量可以使用什么傳感器來測量?(本
題11分)
1、加速度:
2、溫度:
3、工件尺寸:
4、壓力:
參考答案
一、填空題:
1、敏感元件、傳感元件、測量轉換電路2、1.5倍
3、±1℃,±1%
4、NTC突變
5、X面
6、減小溫漂
7、偏位式
8、CU50,鎳鉻
9、并聯,串聯
10、增大
11、屏蔽,浮置,接地,濾波,光電隔離
12、應變效應
13、干擾源,干擾途徑,敏感接收器
14、溫度補償
二、選擇題
1、C2、D3、B4、B5、B6、A7、C8、C9、A10、C11、D12、A13、D14、C15、C
三、0.10.20.51.01.52.55.0
選用量程為250V的電壓表,其精度應選0.5級,選用量程為500V的電壓表,其精度應選0.2級
四、大大簡化了熱電偶的選配工作,5.622 mv,A為正極
五、1、電阻應變片,電容等
2、熱電偶,熱電阻等
3、電感,電容等
4、壓電,霍爾等
二、如圖所示電路是電阻應變儀中所用的不平衡電橋的簡化電路,圖中R2=R3=R是固定電
阻,R1與R4是電阻應變片,工作時R1受拉,R4受壓,ΔR=0,橋路處于平衡狀態,當應變片受力發生應變時,橋路失去平衡,這時,就用橋路輸出電壓Ucd表示應變片變后電阻值的變化量。試證明:Ucd=-(E/2)(ΔR/R)。(10分)
證明:
略去 的二次項,即可得
第三篇:傳感器原理學習心得
傳感器原理學習心得
姓名: 哥
08級電子信息科學與技術1班
傳感器原理學習心得
傳感器應用極其廣泛,而且種類繁多,涉及的學科也很多,通過對傳感器的學習讓我基本了解了傳感器的基本概念及傳感器的靜、動態 特性電阻式、電容式、電感式、壓電式、熱電式、磁敏式、光電式傳感器與光纖傳感器的結構、工作原理及應用。
傳感器的特性主要是指輸出入輸入之間的關系。當輸入量為常量或變化很慢時,其關系為靜態特性。當輸入量隨時間變換較快時,其關系為動態特性。
傳感器的靜態特性是指對靜態的輸入信號,傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關系。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關,所以它們之間的關系,即傳感器的靜態特性可用一個不含時間變量的代數方程,或以輸入量作橫坐標,把與其對應的輸出量作縱坐標而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態特性的主要參數有:線性度、靈敏度、遲滯、重復性、漂移等
所謂動態特性,是指傳感器在輸入變化時,它的輸出的特性。在實際工作中,傳感器的動態特性常用它對某些標準輸入信號的響應來表示。這是因為傳感器對標準輸入信號的響應容易用實驗方法求得,并且它對標準輸入信號的響應與它對任意輸入信號的響應之間存在一定的關系,往往知道了前者就能推定后者。最常用的標準輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種,所以傳感器的動態特性也常用階躍響應和頻率響應來表示。
傳感器的作用主要是感受和響應規定的被測量,并按一定規律將其轉換成有用輸出,特別是完成非電量到電量的轉換。傳感器的組成并無嚴格的規定。一般說來,可以把傳感器看做由敏感元件(有時又稱為預變換器)和變換元件(有時又稱為變換器)兩部分組成。
敏感元件
在具體實現非電量到電量的變換時,并非所有的非電量都能利用現有的技術手段直接變換為電量,有些必須進行預變換,即先將待測的非電量變為易于轉換成電量的另一種非電量。這種能完成預變換的器件稱為敏感元件。變換器
能將感受到的非電量變換為電量的器件稱為變換器,例如,可以將位移量直接變換為電容、電阻及電感的電容變換器、電阻變換器及電感變換器,能直接把溫度變換為電勢的熱電偶變換器。顯然,變換器是傳感器不可缺少的重要組成部分。
在實際情況中,由于有一些敏感元件直接就可以輸出變換后的電信號,而一些傳感器又不包括敏感元件在內,因此常常無法將敏感元件與變換器加以嚴格區別。
通過本學期的學習讓我了解在實際使用中對傳感器的選擇的要求如下: 1、根據測量對象與測量環境確定傳感器的類型
要進行 — 個具體的測量工作,首先要考慮采用何種原理的傳感器,這需要分析多方面的因素之后才能確定.因為,即使是測量同一物理量,也有多種原理的傳感器可供選用,哪一種原理的傳感器更為合適,則需要根據被測量的特點和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題:量程的大小;被測位置對傳感器體積的要求;測量方式為接觸式還是非接觸式;信號的引出方法,有線或是非接觸測量;傳感器的來源,國產還是進口,價格能否承受,還是自行研制.在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器,然后再考慮傳感器的具體性能指針.2、靈敏度的選擇
通常,在傳感器的線性范圍內,希望傳感器的靈敏度越高越好.因為只有靈敏度高時,與被測
量變化對應的輸出信號的值才比較大,有利于信號處理.但要注意的是,傳感器的靈敏度高,與被測量無關的外界噪聲也容易混入,也會被放大系統放大,影響測量精度.因此,要求傳感器本身應具有較高的信噪比,盡員減少從外界引入的廠擾信號.傳感器的靈敏度是有方向性的.當被測量是單向量,而且對其方向性要求較高,則應選擇其它方向靈敏度小的傳感器;如果被測量是多維向量,則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好.3、頻率響應特性
傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率范圍,必須在允許頻率范圍內保持不失真的測量條件,實際上傳感器的響應總有 — 定延遲,希望延遲時間越短越好.傳感器的頻率響應高,可測的信號頻率范圍就寬,而由于受到結構特性的影響,機械系統的慣性較大,因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低.在動態測量中,應根據信號的特點(穩態、瞬態、隨機等)響應特性,以免產生過火的誤差.4、線性范圍
傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍.以理論上講,在此范圍內,靈敏度保持定值.傳感器的線性范圍越寬,則其量程越大,并且能保證一定的測量精度.在選擇傳感器時,當傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求.但實際上,任何傳感器都不能保證絕對的線性,其線性度也是相對的.當所要求測量精度比較低時,在一定的范圍內,可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的,這會給測量帶來極大的方便.5、穩定性
傳感器使用一段時間后,其性能保持不變化的能力稱為穩定性.影響傳感器長期穩定性的因素除傳感器本身結構外,主要是傳感器的使用環境.因此,要使傳感器具有良好的穩定性,傳感器必須要有較強的環境適應能力.在選擇傳感器之前,應對其使用環境進行調查,并根據具體的使用環境選擇合適的傳感器,或采取適當的措施,減小環境的影響.傳感器的穩定性有定量指標,在超過使用期后,在使用前應重新進行標定,以確定傳感器的性能是否發生變化.在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標定的場合,所選用的傳感器穩定性要求更嚴格,要能夠經受住長時間的考驗.6、精度
精度是傳感器的一個重要的性能指針,它是關系到整個測量系統測量精度的一個重要環節.傳感器的精度越高,其價格越昂貴,因此,傳感器的精度只要滿足整個測量系統的精度要求就可以,不必選得過高.這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器.如果測量目的是定性分析的,選用重復精度高的傳感器即可,不宜選用絕對量值精度高的;如果是為了定量分析,必須獲得精確的測量值,就需選用精度等級能滿足要求的傳感器.傳感器的作用
人們為了從外界獲取信息,必須借助于感覺器官。而單靠人們自身的感覺器官,在研究自然現象和規律以及生產活動中它們的功能就遠遠不夠了。為適應這種情況,就需要傳感器。因此可以說,傳感器是人類五官的延長,又稱之為電五官。
新技術革命的到來,世界開始進入信息時代。在利用信息的過程中,首先要解決的就是要獲取準確可靠的信息,而傳感器是獲取自然和生產領域中信息的主要途徑與手段。
在現代工業生產尤其是自動化生產過程中,要用各種傳感器來監視和控制生產過程中的各個參數,使設備工作在正常狀態或最佳狀態,并使產品達到最好的質量。因此可以說,沒有眾多的優良的傳感器,現代化生產也就失去了基礎。
在基礎學科研究中,傳感器更具有突出的地位。現代科學技術的發展,進入了許多新領域:例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙,微觀上要觀察小到 cm的粒子世界,縱向上要觀察長達數十萬年的天體演化,短到 s的瞬間反應。此外,還出現了對深化物質認識、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術研究,如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強磁場、超弱磁碭等等。顯然,要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息,沒有相適應的傳感器是不可能的。許多基礎科學研究的障礙,首先就在于對象信息的獲取存在困難,而一些新機理和高靈敏度的檢測傳感器的出現,往往會導致該領域內的突破。一些傳感器的發展,往往是一些邊緣學科開發的先驅。
傳感器早已滲透到諸如工業生產、宇宙開發、海洋探測、環境保護、資源調查、醫學診斷、生物工程、甚至文物保護等等極其之泛的領域。可以毫不夸張地說,從茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各種復雜的工程系統,幾乎每一個現代化項目,都離不開各種各樣的傳感器。
由此可見傳感器技術在發展經濟、推動社會進步方面的重要作用,是十分明顯的。世界各國都十分重視這一領域的發展。相信不久的將來,傳感器技術將會出現一個飛躍,達到與其重要地位相稱的新水平。
目前,全球的傳感器市場在不斷變化的創新之中呈現出快速增長的趨勢。有關專家指出,傳感器領域的主要技術將在現有基礎上予以延伸和提高,各國將競相加速新一代傳感器的開發和產業化,競爭也將日益激烈。新技術的發展將重新定義未來的傳感器市場,比如無線傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現與市場份額的擴大。
通過對這門課的學習開闊了我的視野,讓我了解了以前沒有了解的東西。在韓老師的指導下讓我明白了學習要有自覺性,要自己積極主動地去學習。
2010年6月28日星期一
07級自動化2班
學號:
第四篇:傳感器原理復習提綱
第一章:
傳感器的定義,組成測量的定義,測量結果,測量誤差和種類
第二章:
靜態量,動態量,靜態特性,靜態特性的指標。
第三章:
電阻應變效應,金屬電阻應變片的結構
電阻應變片的分類
電阻應變式傳感器的測量電路(會畫電橋,會推平衡條件)
溫度補償(線路補償和應變片自補償)
測力傳感器的結構
壓力傳感器的結構
壓阻效應
壓阻式傳感器的應用
第四章:
電容式傳感器工作原理
電容式傳感器分類
測量電路(交流電橋電路,變壓器電器電路,雙T形電橋電路,運算放大器,調頻)工作原理,電容式傳感器的設計改改善措施。
電容式壓力傳感器的工作原理,結構
電容式加速度傳感器的工作原理,結構
電容式位移傳感器的工作原理
電容式液位傳感器的工作原理
第五章
定義
分類
結構組成工作原理
差動自感傳感器的結構,會推導差動自感傳感器的輸出特性和靈敏度
測量電路 變壓器電路(會分析,會計算),相敏檢波電路(原理,會分析)渦流效應
第六章
壓電效應
常用壓電材料的種類
壓電傳感器的工作原理。
石英晶體的壓電效應
壓電元件的常用結構
第七章
霍爾效應
霍爾元件的結構
霍爾傳感器的不等位電勢和不等位電阻產生的原理,及補償方法 霍爾傳感器的測量電路
第八章
光電效應
光電效應的種類
光電管的結構及原理
光電倍增管的結構及原理
光敏電阻的結構及原理
第九章:
測溫的方法,金屬電電阻的種類及結構
金屬熱電阻的工作原理(鉑熱電阻,銅熱電阻)
熱敏電阻工作原理。
熱敏電阻的溫度特性(會計算)
熱電偶的種類、工作原理
熱電效應
熱電勢的組成熱電偶的冷端溫度補償的方法
熱電偶分度表的應用(會計算)
第五篇:傳感器工作原理
傳感器工作原理
壓電傳感器:基于壓電效應的傳感器。是一種自發電式和機電轉換式傳感器。它的敏感元件由壓電材料制成。壓電材料受力后表面產生電荷。此電荷經電荷放大器和測量電路放大和變換阻抗后就成為正比于所受外力的電量輸出。壓電式傳感器用于測量力和能變換為力的非電物理量,如壓力、加速度等(見壓電式壓力傳感器、加速度計)。它的優點是頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結構簡單、工作可靠和重量輕等。缺點是某些壓電材料需要防潮措施,而且輸出的直流響應差,需要采用高輸入阻抗電路或電荷放大器來克服這一缺陷。配套儀表和低噪聲、小電容、高絕緣電阻電纜的出現,使壓電傳感器的使用更為方便。它廣泛應用于工程力學、生物醫學、電聲學等技術領域。
應變傳感器:應變傳感器是國內外應用較廣泛的一種,它是以電阻應變計為轉換元件,將非電量如:力、壓力、位移、加速度、扭矩等參數轉換為電量。
光電傳感器:將光信號轉換成電信號的傳感器
熱電傳感器:將熱信號轉換成電信號的傳感器
電容式傳感器原理
電容式傳感器原理
電容式壓力傳感器簡介
科學技術的不斷發展極大地豐富了壓力測量產品的種類,現在,壓力傳感器的敏感原理不僅有電容式、壓阻式、金屬應變式、霍爾式、振筒式等等但仍以電容式、壓阻式和金屬應變式傳感器最為多見。
金屬應變式壓力傳感器是一種歷史較長的壓力傳感器,但由于它存在遲滯、蠕變及溫度性能差等缺點,其應用場合受到了很大的限制。
壓阻式傳感器是利用半導體壓阻效應制造的一種新型的傳感器,它具有制造方便,成本低廉等特點,但由于半導體材料對溫度極為敏感,所以其性能受溫度影響較大,產品的一致性較差。
電容式傳感器是應用最廣泛的一種壓力傳感器,其原理十分簡單。一個無限大平行平板電容器的電容值可表示為:
C= ε s/d(ε 為平行平板間介質的介電常數,d 為極板的間距,s 為極板的覆蓋面積)
改變其中某個參數,即可改變電容量。由于結構簡單,幾乎所有電容式壓力傳感器均采用改變間隙的方法來獲得可變電容。電容式傳感器的初始電容值較小,一般為幾十皮法,它極易受到導線電容和電路的分布電容的影響,因而必須采用先進的電子線路才能檢測出電容的微小變化。可以說,一個好的電容式傳感器應該是可變電容設計和信號處理電路的完美結合機械磅秤是利用杠桿位移原理秤量被測物體的質量,它是一種模擬測量,所以顯示值誤差很大。電子衡器是利用傳感器測量原理,它是把外部的壓力通過傳感器的彈性梁變形使之貼在上面的應變片發生阻值變化,在激勵電壓的作用下,輸出與被測物成正比的模擬的電信號,給AD電路。
電子衡器的AD電路,它把傳感器送來的模擬信號進行調制、放大、濾波、取樣、積分,輸出穩定高效的數字信號,送給中央微處理器(CPU),由CPU控制內部的工作程序通過顯示電路,顯示出被測物重量值。
秤量的標定,是由國家標準量值(法定砝碼)的質量,輸出的數字碼(BCD碼)與CPU內部程序存儲器所編制的程序校準碼一致時,便可完成秤量標定。模擬衡器是靠標準砝碼直接標定,技術含量低,容易作假(取決于標準砝碼的質量)。電子衡器的秤量標定需要標準砝碼,但還需要標定密碼。標定密碼由衡器生產廠家掌握,它是嚴格保密的。
電子衡器的非法標定是利用標準砝碼的質量值與校準程序的校準碼值的允許范圍來進行的,因為校準數碼值是有一定范圍空間的(例如最大秤量150kg的電子秤,它的50kg內碼值是在12000~18000范圍內都可以標定為50kg顯示值。如果標定砝碼實際質量是49kg標定出的顯示值是50kg,那么該電子秤顯示150kg時它的實際重量是147kg。這種秤在市場貿易中就會造成什么后果,不言而喻。這就是法制計量在國民經濟中的重要性。
第一部分 電子秤的原理方框圖:
程式 K/B(按鍵)↑ Fx → 傳感器 → OP放大 → A/D轉換 → CPU → 顯示驅動 → 顯示屏 ↓ 記憶體工作流程說明: 當物體放在秤盤上時,壓力施給傳感器,該傳感器發生形變,從而使阻抗發生變化,同時使用激勵電壓發生變化,輸出一個變化的模擬信號。該信號經放大電路放大輸出到模數轉換器。轉換成便于處理的數字信號輸出到CPU運算控制。CPU根據鍵盤命令以及程序將這種結果輸出到顯示器。直至顯示這種結果。
第二部分 秤的分類: 1.按原理分:電子秤 機械秤 機電結合秤 2.按功能分:計數秤 計價秤 計重秤 3.按用途分:工業秤 商業秤 特種秤
第三部分 秤的種類: 1.桌面秤 指全稱量在30Kg以下的電子秤 2.臺秤 指全稱量在30-300Kg以內的電子秤 3.地磅 指全稱量在300Kg以上的電子秤 4.精密天平
第四部分 按精確度分類: I級: 特種天平精密度≥1/10萬 II級: 高精度天平1/1萬≤精密度<1/10萬 III級: 中精度天平1/1000≤精密度<1/1萬 IV級: 普通秤 1/100≤精密度<1/1000
第五部分 專業術語: 1.最大稱量: 一臺電子秤不計皮重,所能稱量的最大的載荷;2.最小稱量: 一臺電子秤在低于該值時會出現的一個相對誤差;3.安全載荷: 120%正常稱量范圍;4.額定載荷: 正常稱量范圍;5.允許誤差: 等級檢定時允許的最大偏差;6.感量: 一臺電子秤所能顯示的最小刻度;通常用“d”來表示;7.解析量: 一臺具有計數功能的電子秤,所能分辯的最小刻度;8.解析度: 一臺具有計數功能的電子秤,內部具有分辯能力的一個參數;9.預熱時間: 一臺秤達到各項指標所用的時間;10.精度: 感量與全稱量的比值;11.電子秤使用環境溫度為:-10攝氏度 到 40攝氏度 12.臺秤的臺面規格: 25cm X 30cm 30cm X 40cm 40cm X 50cm 42cm X 52cm 45cm X 60cm
第六部分 電子秤的特點: 1.實現遠距離操作;2.實現自動化控制;3.數字顯示直觀、減小人為誤差;4.準確度高、分辯率強;5.稱量范圍廣;6.特有功能:扣重、預扣重、歸零、累計、警示等;7.維護簡單;8.體積小;9.安裝、校正簡單;10.特種行業,可接打印機或電腦驅動;11.智能化電子秤,反應快,效率高;
第七部分 電子秤檢查過程: 1.首先整體檢查:有無磨損和損壞;2.能否開機:開機后是否從0到9依次顯示、數字是否模糊、能否歸零;3.有無背光;4.用砝碼測試能否稱重;5.充電器是否完好,能否使用;6.配件是否齊全;
第八部分 傳感器類型: 1.電阻式:價格適中、精度高、使用廣泛;2.電容式:體積小、精度低;3.磁浮式:特高精度、造價高;4.油壓式:現市場上已淘汰;顯示器種類: 1.LCD(液晶顯示):免插電、省電、附帶背光;2.LED:免插電、耗電、很亮;3.燈管:插電、耗電、很高;K/B(按鍵)類型: 1.薄膜按鍵:觸點式;2.機械按鍵:由許多單獨按鍵組合在一起;傳感器的特性: 1.額定載荷;2.輸出靈敏度;3.非線性;4.滯后;5.重復性;6.蠕變;7.零點輸出影響;8.額定輸出溫度影響;9.零點輸入;10.輸入阻抗;11.輸出阻抗;12.絕緣阻抗;13.容許激勵電壓;(5-18V)
第九部分 傳感器損壞后現象: 1.稱量不準;2.顯示不歸零;3.顯示的數字亂跳 判斷傳感器的+E、-E、+S、-S 1.先用電阻檔測4條線兩兩這間的電阻值,共有6組。如為400-450歐 則為+E、-E;如果為350歐,則為+S、-S;為290歐,則為R橋臂;2.在+E、-E端接上+_5V電壓,傳感器正確施加一個壓力,如輸出+_S增大,則紅表筆為+S,反之-S;
第十部分 高精度計數秤特點: 1.Kg/Ib單位轉換功能;2.零點顯示范圍、調整功能(GLH系列沒有)3.取樣速度調節功能;4.有10組單重記憶功能;5.可同時進行重量、數量、累計功能(GLH只有數量累計)6.可設定重量、數量上限警示功能;7.自動零點追蹤、溫度線性校正;8.扣重及預扣重功能;9.待機功能;10.有零點顯示范圍和零點跟蹤范圍;11.有電池電壓管制限制功能;
壓阻式傳感器是根據半導體材料的壓阻效應在半導體材料的基片上經擴散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測量傳感元件,擴散電阻在基片內接成電橋形式。當基片受到外力作用而產生形變時,各電阻值將發生變化,電橋就會產生相應的不平衡輸出。
用作壓阻式傳感器的基片(或稱膜片)材料主要為硅片和鍺片,硅片為敏感 材料而制成的硅壓阻傳感器越來越受到人們的重視,尤其是以測量壓力和速度的固態壓阻式傳感器應用最為普遍。
傳感器的靈敏度
靈敏度是指傳感器在穩態工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值。
它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關系,則靈敏度S是一個常數。否則,它將隨輸入量的變化而變化。
靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如,某位移傳感器,在位移變化1mm時,輸出電壓變化為200mV,則其靈敏度應表示為200mV/mm。
當傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時,靈敏度可理解為放大倍數。
提高靈敏度,可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高,測量范圍愈窄,穩定性也往往愈差。
傳感器常用術語
1.傳感器
能感受規定的被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。通常有敏感元件和轉換元件組成。
① 敏感元件是指傳感器中能直接(或響應)被測量的部分。
② 轉換元件指傳感器中能較敏感元件感受(或響應)的北側量轉換成是與傳輸和(或)測量的電信號部分。
③ 當輸出為規定的標準信號時,則稱為變送器。
2.測量范圍
在允許誤差限內被測量值的范圍。
3.量程
測量范圍上限值和下限值的代數差。
4.精確度
被測量的測量結果與真值間的一致程度。
5.從復性
在所有下述條件下,對同一被測的量進行多次連續測量所得結果之間的符合程度:相同測量方法:
相同觀測者:
相同測量儀器:
相同地點:
相同使用條件:
在短時期內的重復。
6.分辨力
傳感器在規定測量范圍圓可能檢測出的被測量的最小變化量。
7.閾值
能使傳感器輸出端產生可測變化量的被測量的最小變化量。
8.零位
使輸出的絕對值為最小的狀態,例如平衡狀態。
9.激勵
為使傳感器正常工作而施加的外部能量(電壓或電流)。
10.最大激勵
在市內條件下,能夠施加到傳感器上的激勵電壓或電流的最大值。
11.輸入阻抗
在輸出端短路時,傳感器輸入的端測得的阻抗。
12.輸出
有傳感器產生的與外加被測量成函數關系的電量。13.輸出阻抗 在輸入端短路時,傳感器輸出端測得的阻抗。14.零點輸出 在市內條件下,所加被測量為零時傳感器的輸出。15.滯后 在規定的范圍內,當被測量值增加和減少時,輸出中出現的最大差值。16.遲后 輸出信號變化相對于輸入信號變化的時間延遲。17.漂移 在一定的時間間隔內,傳感器輸出終于被測量無關的不需要的變化量。18.零點漂移 在規定的時間間隔及室內條件下零點輸出時的變化。19.靈敏度 傳感器輸出量的增量與相應的輸入量增量之比。20.靈敏度漂移 由于靈敏度的變化而引起的校準曲線斜率的變化。21.熱靈敏度漂移 由于靈敏度的變化而引起的靈敏度漂移。22.熱零點漂移 由于周圍溫度變化而引起的零點漂移。23.線性度 校準曲線與某一規定直線一致的程度。24.非線性度 校準曲線與某一規定直線偏離的程度。25.長期穩定性 傳感器在規定的時間內仍能保持不超過允許誤差的能力。26.固有憑率 在無阻力時,傳感器的自由(不加外力)振蕩憑率。27.響應 輸出時被測量變化的特性。28.補償溫度范圍 使傳感器保持量程和規定極限內的零平衡所補償的溫度范圍。29.蠕變 當被測量機器多有環境條件保持恒定時,在規定時間內輸出量的變化。30.絕緣電阻
如無其他規定,指在室溫條件下施加規定的直流電壓時,從傳感器規定絕緣部分之間測得的電阻值。