教 案敏感元件转换元件转换电路辅助电源被测信号图1-1 传感器的组成第一章 感器的基本知识1.1传感器的定义与作用1.1. 1传感器的定义传感器定义：能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成顾名思义，传感器的功能是一感二传，即感受被测信息，并传送出去根据传感器的功能要求，它一般应由三部分组成，即：敏感元件、转换元件、转换电路1.1.2传感器的作用和应用领域1. 2传感器的组成与分类1.2.1传感器的组成传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置1.2.2传感器的分类按大门类：物理型、化学型、生物型常用物理传感器有两种分类方式： 1．按物理原理分类①电参量式传感器（电阻、电容、电感）②磁电式传感器③压电式传感器④光电式传感器⑤热电式传感器⑥半导体式传感器⑦其它2．按使用分类①位移传感器②速度传感器③加速度传感器④温度传感器⑤压力传感器⑥流量传感器⑦其它（如CO传感器、湿度传感器、接近开关等）教 案1.3传感器的基本特性传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出输入关系。
1.3.1传感器的静态特性1．灵敏度 2．分辨力对于数字式仪表，灵敏度阈就是分辨力，即仪表指示数字值的最后一位数字所代表的值3．测量范围和量程4．误差特性（1）线性度静态输入、输出关系一般可表示为：：零点输出；：线性项系数（或灵敏度）；、…、：非线性系数非线性度是准对不同的拟合直线说的，图1-2是各种不同的拟合方法：图1-2（a）理论拟合，（b）端点旋转拟合（c）端点连线拟合，（d）端点连线平移拟合如果为一组离散数据，可以用最小二乘拟合（线性回归分析），精度最高非线性误差： ：最大非线性绝对误差，：满量程教 案（2）迟滞（3）重复性(4)零漂和温漂1.3.2传感器的动态特性传感器的动态特性是指其输出对随时间变化的输入量的响应特性1. 4传感器的测量误差与准确度1.4.1误差的类型1.按误差的性质分类（1）系统误差---指误差的数值是一个常数或按一定规律变化的值.他可以分为恒值误差和变值误差恒值误差是指在一定条件下,误差的数值及符号都保持不变的系统误差；变值误差是指在一定的条件下,误差按某一确定规律变化的系统误差； （2）随机误差---由于偶然因素的影响而引起的,其数值大小和正负号不定,而且难以估计。
（3）粗大误差---指在一定的条件下测量结果显著的偏离其实际值时所对应的误差2.按被测量与时间的关系分类（1）静态误差—指在测量过程中,被测量随时间变化很缓慢或基本不变时的测量误差.（2）动态误差– 在被测量随时间变化时所测得误差.教 案1.4. 2误差的表示方法（1）绝对误差--指示值Ax与约定真值A0的差值，即Δ= Ax -A0在计量中常使用修正值α,α= Ax -A0=-Δ2）相对误差—针对绝对误差有时不足以反映示值偏离约定真值大小程度而定的，有三种表示形式①实际相对误差:②标称相对误差: ③满度相对误差:1.4.3准确度当Δ取为满度时的Δm时,满度相对误差就被用来确定仪表的精度等级S当仪表下限不为零时,精度等级S应用下式表达:我国电工仪表等级分为七级,即 0.1,0.2,０.5,1.0,1.5,2.5,5.0教 案1. 5传感器中的弹性敏感元件1.5. 1应力与应变的概念用应变片测量应变或应力时，得到应力值 式中──试件的应力；──试件的应变；E──试件的弹性模量（Pa）。
由此可知，应力值正比于应变，而试件应变又正比于电阻值的变化量△R，所以应力正比于电阻值的变化这就是利用应变片测量应变的基本原理1.5.2弹性敏感元件的特性1.常用敏感元件柱式（实心和空心），梁式（等截面和等强度），板式等2.应变片的粘贴柱式（实心和空心）的应变片粘贴；梁式（等截面和等强度）应变片粘贴：教 案。