2、速度、加速度传感器
（1）速度传感器
单位时间内位移的增量就是速度。速度包括线速度和 角速度，与之相对应的就有线速度传感器和角速度传感 器，我们都统称为速度传感器。
磁电式速度传感器
光电速度传感器
、速度、加速度传感器 22 、速度、加速度传感器
（2）加速度传感器
加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。 加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就好 比地球引力，也就是重力。加速力可以是个常量，比如g， 也可以是变量。
压电式加速度传感器
电容式加速度传感器
3、力、扭矩传感器
（1）力传感器 能感受外力并转换成可用输出信号的传感器。
1、力传感器
辐式称重测力传感器cyl203
scw--型张力传感器
3、力、扭矩传感器
（2）扭矩传感器 扭矩传感器是对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转 力矩感知的检测。扭矩传感器将扭力的物理变化转换成精 确的电信号。
（4）重复性
传感器在被测量按同一方向作多次全量程实验时，所得到 的输出特性曲线的不一致程度，用重复性来表示 。
y
y FS
m1 m 2
eZ
m
y F S
100%
0
x
（5）分辨力与分辨率 分辨力：传感器能够测量到的最小输入变化值Δ x,它 代表了传感器的最小量程，与输入量同量纲。 分辨率：表示传感器的分辨能力，用于说明其分辨 质量。通常有平均分辨率和最大分辨率两种表示方法。
记忆合金
（对温度敏感的材料）
固定端
F
悬臂梁
对力敏感的元件
F
转换元件把敏感元件的输出作为它的输入，转换 成电路参量
R2 R3
F
R1
应变片
力变化转换元件——应变片
力
形变
R4
电阻值变化
电路参数接入基本转换电路，便可转换成电 量输出。
R1＝R2＝ R3 ＝ R4 大 R1 UA R2 小 小
R3
UB R4
U
大
直流电桥
当悬臂梁受力时， 梁的上表面伸长，R1、 R4电阻值增大；梁的 下表面压缩，R2、R3 电阻值减小。此时 UA ＜ UB ， 电 桥 失 去 平衡，输出与压力成 正比的电压。
三、传感器的分类（三种方法）
①按被测物理量性质（输入量）分类：如位移传感器、速度 传感器、负荷传感器、压力传感器、流量传感器、温度传感 器…，适合于根据被测量选择相对应的传感器。
物理量、化学量、生物量等
电量（便于传输、转换、 处理、显示）
输入量
能量转换
输出量
二、传感器的组成
敏感元件的输出作 为转换元件的输入
1.1 基本概念
被测量
敏感 元件
转换 元件
转换 电路
电量
直接感受被测量
转化为电量参数
敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量 成确定关系的物理量。
温度变化
热敏油墨
热敏灯罩
m
非线性特性
0
x
ef
当
m
yFS
100%
m y FS ——传感器的满量程输出值。
——最大非线性误差；
m 满足使用误差的要求时，就可以用线性代替非线性。
理论线性度
理论直线
y
理论线性度
y FS
m
0

最大误差
实 际 曲 线
ef
m
yFS
100%
拟合直线：
x
y kx
以零点（0％）为起始点，满量程输出（100％）为终止点，连接这两点 的直线（y=kx）即为理论直线。由此计算出的线性度——称为理论线性度 （绝对线性度）。
法兰式扭矩传感器
扭紧式扭矩传感器
技能训练 1-1 ：认识传感器 四、技能训练1-1：认识传感器
1.通过查阅各种文献资料、网络搜寻等多种方式，
收集各类传感器的信息，初步认识一些常用的传
1、位移传器
位移是指物体的某个表面或某点相对于参考 表面或参考点位置的变化。位移有线位移和角位 移两种。线位移是指物体沿着某一条直线移动的 距离；角位移是指物体绕着某一定点旋转的角度。 根据测量的位移不同，位移传感器可以分成直线 型和回转型两大类。
长光栅位移传感器
磁尺
圆光栅位移传感器
光电编码器
yFS
（3）迟滞（滞环）
传感器在正向（被测量增大）和反向（被测量减小） 时，输出特性曲线不重合的程度，称为迟滞（滞环）。
y
被测量减小
yF.S
迟滞 ：
m
et
最 大 误 差
被测量增大
x
m
y F S
100%
产生迟滞现象的主要原因有传感器机械部分存在不可 避免的缺陷，如轴承摩擦、间隙、紧固件松动、材料的内 摩擦、积尘等，以及磁滞和电元件的单向特性等等。
dy

y
x
dx x
y k tg x
(b)灵 敏 度 的 表 示
(a) 传 感 器 的 输 入 —输 出 特 性 曲 线
由图可知灵敏度 k 是特性曲线上某点的切线斜率。如果特性曲线是直线，则 k 为常数；如果特性曲线是非线性的，则 k 是变化的。
（2）线性化的解释
y FS
y
线性特性
位移传感器 速度传感器 力传感器 图1-8 按被测物理量分类的各种传感器
②按工作原理（转换原理）分类：如电阻式传感器、电感 式传感器、电容式传感器、磁电式传感器、压电传感器…， 能够从基本原理上归纳传感器的共性和特性。
压电传感器 霍尔传感器
超声波传感器 图1-9 按工作原理分类的各种传感器
（1）灵敏度（在静态情况下） dy 输出量的变化 灵敏度： k y 输入量的变化 dx
端基线性度
y FS
y
m
以零点输出的平均值为 起始点，满量程输出平均 值为终止点，连接这两点 的直线（y=a0+kx）即为端 基拟合直线。由此计算出 的线性度——称为端基线 性度。
0
端基线性度
x
拟合直线：
y a 0 kx
100%
a0——被测量为零时的传感 器输出值。
端基线性度
ef
m
项目一 认识传感器及其信号调理电路
一 二
认识传感器
传感器的信号调理电路
任务一 认识传感器
在生产生活中通过查阅相关资料，寻找五个工作原理
不同的传感器，例如图1-1所示热敏电阻、CCD图像传感
器等。了解你所找到的传感器的工作原理、优缺点，并找 到其应用场合。
一、传感器的定义
传感器(Sensor/Transducer)是一种以一定的精确度 把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某 种物理量的测量装置。 它的输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化 学量、生物量等。 它的输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换、 处理、显示等，主要是电量。 输入输出的转换规律（关系）已知，转换精度要满足测 控系统的应用要求。