例如:电阻应变片.
发动机测试技术第四章传感器基本类型
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及其工作原理
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4.1 传感器概述
3 传感器分类
常用传感器根据其作用原理的不同，可以分为两 大类。
“能量型” ：这类传感器可以输出电信号，故称能 量型传感器，也称发电型传感器。包括磁电式 (电动式、感应式)、压电式、热电式、光电式、 霍耳效应式、电涡流式等传感器。
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1
3
直线型
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旋转型
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4.2 电阻式传感器
2.电位计式传感器
优点：
结构简单、尺寸小、重量轻、价格低廉且性 能稳定；受环境因素(如温度、湿度、电磁场 干扰等)影响小；可以实现输出-输入间任意函 数关系；输出信号大，一般不需放大。
表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏 度、分辨力等。
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4.1 传感器概述
3.传感器特性
传感器的特性主要包括以下两种。
静态特性
动态特性 是指传感器在输入动态参数时，它的输出特
性。在实际工作中，传感器的动态特性常用 它对某些标准输入信号的响应来表示。测定 动态特性最常用的标准输入信号有阶跃信号 和正弦信号两种。
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3 传感器分类
按被测物理量分类: ➢ 位移,力,温度等
按工作的物理基础分类: ➢ 机械式,电气式,光学式,流体式等.
按信号变换特征: ➢ 物性型,结构型.
按敏感元件与被测对象之间的能量关系: ➢ 能量转换型和能量控制型
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换成电阻的测量，根据这个原理，可制成以 下传感器：电位计式、应变式等传感器。
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4.2 电阻式传感器
2.电位计式传感器
常用电位器式传感器有直线位移型、角位移 型和非线性型等，可作为角位移和线位移测 量的电阻式传感器。其工作原理如4-2-1 所示。
“参数型”：这类传感器工作中只能相应改变其物 性参数，所以称参数型。包括电阻式、电感式、 电容式等传感。
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常见的被测物理量
机械量:长度,厚度,位移,速度,加速度,旋转角,转数,长度, 厚度,位移,速度,加速度,旋转角,转数,质量,重量,力,压力, 真空度,力矩,风速,流速, 流量;
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4.1 传感器概述
4.传感器特性
传感器的特性主要包括以下两种。
静态特性
静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量 与输入量之间所具有相互关系。这时输入量和输出 量都和时间无关，所以它们之间的关系，即传感器 的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或 以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标 而画出的特性曲线来描述。
第四章 传感器的基本类型及其工作原理
学习要求
➢ 了解常见的传感器的分类。 ➢ 熟悉常见的传感器（电阻式，电感式，电容式,
压电式，磁电式，热电式，霍耳传感器等）的 组成 、工作原理和用途等。
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4.1 传感器概述
1.传感器的定义
热能与动力机械测试技术发展的特点与趋向，是普 遍采用电测仪表测定非测量。非电量电测系统一般 由传感器、测量电路、记录和显示或处理装三部分 组成。如图:4-1-1
及其工作原理
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3 传感器分类
A 物性型与结构型传感器 物性型:依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换.
例如:水银温度计,压电测力计. 结构型:依靠传感器结构参数的变化实现信号转变.
例如:电容式和电感式传感器.
B 能量转换型和能量控制型传感器 能量转换型:直接由被测对象输入能量使其工作.
例如:热电偶温度计,压电式加速度计. 能量控制型:从外部供给能量并由被测量控制外部供给能量的变化.
声: 声压,声强； 磁: 磁通,磁场； 温度: 温度,热量,比热； 光： 亮度，色彩
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4.1 传感器概述
3 传感器分类
传感器通常根据其类型以及所测参数的含义来 命名，如电容式压力计，压力式加速度计，磁 电式测振计，光电式转速表。因为传感器的种 类过于繁多，后续章节只是针多热能动力方面 用得多的传感器作介绍。
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4.2 电阻式传感器
1.电阻式传感器工作原理
我们知道导体的电阻与导体的材料性能(电阻
率ρ)，导体的尺寸(如长度 ，l 横截面积S)，形
状以及导体的温度有关。其关系式如下：
R l
S
从式中可以看出，在匀质导体中，电阻R与其
长度 l 成正比。那么长度变化的测量就可以转
原材料
原理
用弹簧将力转换为位移;再用变 阻器将位移转换为电阻的变化
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息， 并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电 信号或其他所需形式的输出，满足信息的传输、存 储、显示、记录和控制要求。
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4.1 传感器概述
1.传感器的定义
目前，传感器转换后的信号大多为电信号。 因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非 电信号转换成电信号的装置。
缺点：
因为存在电刷与线圈或电阻膜之间摩擦，因 此需要较大的输入能量；由于磨损不仅影响 使用寿命和降低可靠性，而且会降低测量精 度，所以分辨力较低；动态响应较差，适合 于测量变化较缓慢的量。
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应用案例： 重量的自动检测--配料设备
物理量
电量
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及其工作原理
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2. 传感器的构成
传感器一般由敏感器件与辅助器件组成。敏感器件是传 感器的核心，它的作用是直接感受被测物理量，并对信 号进行转换输出。辅助器件则是对敏感器件输出的电信 号进行放大、阻抗匹配，以便于后续仪表接入。
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