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传感器技术
 
慧聪网   2005年12月2日16时7分   信息来源:电力设备网    

感器是实验测量获取信息的重要环节,通常传感器是指一个完整的测量系统或装置,它能感受规定的被测量并按一定规律转换成输出信号,传感器给出的信号是电信号,而它感受的信号不必是电信号,因此这种转换在非电量的电测法中应用极为广泛。

   目前传感器技术发展极为迅速,已经逐渐形成为一门新的学科,其应用领域十分广泛,如现代飞行技术、计算机技术、工业自动化技术以及基础研究等,传感技术已成为现代信息技术的三大基础之一。

n 传感器构成

l 敏感元件:是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分

l 转换元件:是指传感器中能将敏感元件感受或响应到的量转换成电信号。

n 传感器种类

l 物理型:利用某些材料本身所具有的内在特性或以传感器结构为基础。光敏电阻

l 化学型:利用化学物质的成份、浓度等信息转换为电信号

l 生物型:利用生物活性物质选择性识别。近年来发展很快的传感器。

n 传感器的一般特性

指输出信号与输入物理量之间的关系

理想情况: Y = ax a 为灵敏度系数

实际情况:

电阻应变式传感器灵敏度特性的研究

电阻式传感器的种类很多,应用范围也很广,可测量温度、应变、重量等。

n 实验要求:

l 了解电阻应变式传感器的基本原理,结构,基本特性和使用方法。

l 研究比较电阻应变式传感器配合不同转换和测量电路的灵敏度特性。

l 掌握电阻应变式传感器的使用方法和使用要求。

n 理论基础

l (金属材料电阻应变式)敏感元件的结构

上图中的 1 是敏感 栅 ,它用厚度为 0.003 ~ 0.101mm 的金属 箔栅状或 用金属线制作。

l (电阻应变式传感器)原理

敏感元件(弹性元件) + 变换测量电路

如下图:

l 转换电路

使用的电桥电路有

单臂电桥: R 1 为应变片

半桥电路 : R 1 R 2 为应变片

全桥电路: R 1 R 2 R 3 R 4 为应变片

当电桥平衡时

a. 单臂电桥

R 1 变化时,

此法有非线性误差

b. 半桥电路

当 R 1 R 2 变化时,

成线性关系。

c. 全桥电路

R 1 R 2 R 3 R 4 变化时

灵敏度最高

注意事项

n 运放调 零:打开电源, + ,— 15V 电源(运放的工作电压)也打开。将 运放 + ,— 端接地⊥, 输出端接数字 电压表的输入端,“增益”电位器调大,调节“调零”电位器使电压表指示为零( 2V 档)。拆除连线。在以后的实验中保持两电位器不变。(如已调零可不调)

n 桥路联接:关闭电源,接好联线。打开电源,调节电位器 WD 使电压表指示为零( 2V 档),如不能调零则选 一 较小的稳定值为零点,在以后的实验中保持电位器不变。

n 拔线时千万 不要拽线 ,应拿住头部轻旋拔下。

n 直流电源选 8V ,可用电压表测量一下。以免电压过大损坏应变片或造成自热效应。

 
 
 
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