定义：通过试验建立传感器输入量和输出量之间的关系，求出传感器输 出特性曲线（标定曲线） 标定方法
标准输出设备→非电量标准值 标准测试系统→未知的非电量 要求 (1)传感器的标定应该在其使用条件相似的状态下进行； (2)被测对象的f＜30Hz时，可只作静标定。 (3) 重复标定的次数和提高测试精度，减小偶然误差。
应用举例
2020/9/15
土木工程
§2-7 其它传感器
1 磁电式传感器
基本原理：电磁感应，产生感应电动势
2020/9/15
土木工程
§2-6 其它传感器
1 磁电式传感器
（2）霍尔传感器 基本原理：霍尔元件基于霍尔效应，产生感应电动势
金属或半导体材料置于磁场中，通过电流时， 垂直于电流和磁场方向，产生感应电动势
2020/9/15
土木工程
§2-6 其它传感器
1 磁电式传感器
（2）霍尔传感器 应用举例
位移传感器
霍尔乘法器
2020/9/15
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§2-6 其它传感器
1 磁电式传感器
（3）磁阻效应传感器 基本原理：磁阻效应
沿电流方向电阻的变化
2020/9/15
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§2-6 其它传感器
2 光电式传感器
（1）外光电效应 （在光线作用下，物质内的电子逸出物体表 面向外发射的现象）
可变导磁面积型
土木工程
§2-3 电感式传感器
1 自感型：
（2）涡流式 金属板置于变化磁场中或在磁场中运动时，在金属板种产生感应电流
高频反射式涡流传感器
低频透射式涡流传感器
2020/9/15
土木工程
§2-3 电感式传感器 2 互感型--差动变压器
工作原理:互感现象.
Eout Ew
W1 W W2
Es
时，其电阻率发生很大变化的现象
2020/9/15
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§2-3 电感式传感器
电感式传感器是基于电磁感应原理，它是把被 测量转化为电感量的一种装置。
分类:
电感式传感器
自感型
可变磁阻型
2020/9/15
互感型
土木工程
涡流式
§2-3 电感式传感器 1 自感型--可变磁阻式
原理:电磁感应
2020/9/15
（2）内光电效应 （受光照物体电导率发生变 化或产生光电动势的效应）
2020/9/15
土木工程
§2-7 其它传感器
2 光电式传感器 主要形式
2020/9/15
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§2-7 其它传感器
3 气敏传感器
基本原理 半导体气敏元件同气体 接触后，造成半导体性 质发生变化，
测量特定气体的成分或者 浓度 将成分和浓度转变为电信 号，进行监测和报警。
压电效应（外力作用下激起晶体表面荷电的现象，逆压电效应）
压电材料：压电单晶体（石英）、多晶体压电陶瓷（钛酸钡）
常用结构形式
并联时间常数大，适宜用在测量慢变信号；
F
串联适于电路输入阻抗很高的时候。
＋
＋
+
串联
q=DF 2020/9/15
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并联
§2-5 电容式、压电式、压磁式传感器
2 压电式传感器
土木工程
§2-2 电阻式传感器
2 电位计：精度0.05～0.025mm
电位计的使用－变阻器与分压器
Rx x
Ux x
A
U
B
A
U
B
Rx
R L
x
SR x
2020/9/15
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U Uc L x SU x
§2-2 电阻式传感器
3、压阻式传感器
△ F→△ R 压阻效应：单晶半导体材料在沿某一轴向受外力作用
高分子物质的电阻与含水率有关
2020/9/15
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§2-7 其它传感器
6 光纤传感器
基本原理 外界因素（温度、压力、电场、磁场等）变化时，传光特性（相位 和光强）会发生变化。
2020/9/15
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§2-8 传感器的选择和标定
2020/9/15
1 传感器的选择
输入输出线性好，灵敏度高 滞后、偏移误差小 动态特性好 功耗小 对测试对象影响小 抗干扰能力强 重复性好，有互换性 抗腐蚀性好，能长期使用 易维修和校准
f
2
f
2 0
KP
2020/9/15
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§2-5 电容式、压电式、压磁式传感器
1 电容式传感器：将被测量（尺寸、压力等）的变
化转换成电容量变化的传感器。
工作原理
+
A
+
+
δ、A或ε发生变
化时，都会引起
电容的变化。
2020/9/15
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§2-5 电容式、压电式、压磁式传感器

2 压电式传感器
基本原理：
土木工程
§2-7 传感器的选择和标定
2 压力盒的选择和埋设要求
静力匹配 弹性模量 泊松比 密度
2020/9/15
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§2-7 传感器的选择和标定
2 压力盒的选择和埋设要求
结构参数的选择 教材P43
埋设要求 教材P44
2020/9/15
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§2-7 传感器的选择和标定
3 传感器的标定
（1）加速度传感器
（2）测力传感器
2020/9/15
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§2-5 电容式、压电式、压磁式传感器
3 压磁式传感器
基本原理： 压磁效应（铁磁材料受机械力作用，内部产生机械效应力，从而引 起导磁系数发生变化）
2020/9/15
土木工程
§2-5 电容式、压电式、压磁式传感器
3 压磁式传感器
基本元件：
例：二氧化锡气敏元件测酒精含 量
2020/9/15
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§2-7 其它传感器
4 湿度传感器
基本原理 利用湿敏元件进行湿度 测量和控制。
湿敏元件 利用湿敏材料吸收空气 中的水分而导致本身电 阻值发生变化。
2020/9/15
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§2-7 其它传感器
5 水分传感器
基本原理 将水分含量转换成电信号进 行测定和表示
2020/9/15
土木工程
-x
x
§2-4 钢弦式传感器
1 工作原理
传感器可等效成一个两端固定绷紧的均匀弦。 钢弦内应力的变化转变为钢弦振动频率的变化。
f 1 2L
基本原理
发出脉冲信号输入压力盒的电 磁线路，激励钢弦产生振动， 钢弦的振动在电磁线路内产生 交变电动势，输入频率仪放大 器后，示波，得到频率。
§2-2 电阻式传感器
概念：把被测量转化为电阻变化的一种传感器。
按工作原理分类：
电阻应变式（核心为：电阻应变片） 电位计式 压阻式
2020/9/15
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基本原理
§2-2 电阻式传感器
△X △ρ △ L △ A
△R
1 电阻应变式传感器：应变片＋弹性元件＋附件 工作原理：基于电阻应变效应
2020/9/15
2020/9/15
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§2-7 传感器的选择和标定
4 压力传感器的标定
确定压力传感器或压力测量系统的灵敏度及误差， （1）油压标定
2020/9/15
土木工程
§2-7 传感器的选择和标定