第六章：传感器

传感器概念

  • 定义：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置
  • 功能：一感二传
    • 感受被测信息
    • 并传送出去

组成结构

  1. 敏感元件：
    能直接感受被测量（一般为非电量）并输出与被测量成确定关系的其他物理量的元件。
  2. 转换元件：
    能将感受到的非电量变换为电参量的器件称为转换元件。
  3. 转换电路（非必须）：
    将转换元件输出的电参量转换成电压、电流等便于测量或传输的电量的电路。
  4. 实际中一些敏感元件直接就可以输出变换后的电信号，故常常无法将敏感元件与转换元件严格加以区别。

性能指标

静态性能

  • 线性度：
    传感器实际输入输出特性曲线与拟合特性直线之间的最大偏差值与满量程输出值之比
  • 灵敏度：
    传感器在稳态时，输出量的变化量与输入量变化量的比值
  • 迟滞：
    正向特性曲线（输入量增大）和反向特性曲线（输入量减小）的不一致程度
  • 重复性：
    在相同条件下，传感器的输入量按同一方向作全量程多次重复测量，输出曲线的不一致程度
  • 漂移：
    当输入信号不变或为零时，输出信号随时间变化的特性，称为传感器零点漂移
  • 分辨率：
    传感器可感受到的被测量的最小变化值与满量程输出值之比。与传感器稳定性负相关。

动态性能

  • 时域单位阶跃响应性能指标
  • 频域频率特性性能指标