传感器原理及实际应用设计传感器的原理及应用有哪些

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2020-05-15 03:40:06 来源：朵拉利品网

1, 传感器的原理及应用有哪些

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
应用
1、传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。
2、在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。
3、在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到fm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到 s的瞬间反应。
主要功能
常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟：
光敏传感器——视觉
声敏传感器——听觉
气敏传感器——嗅觉
化学传感器——味觉
流体传感器——触觉
敏感元件的分类：
物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。
化学类，基于化学反应的原理。
生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。
参考资料来源：百度百科-传感器

2, 传感器原理及应用的目录

前言
教学建议
第1章概论
第2章传感器的基本特性
第3章电阻应变式传感器
第4章电容式传感器
第5章电感式传感器
第6章磁电式传感器
第7章压电式传感器
第8章光电效应及光敏器件
第9章新型光电传感器
第10章半导体式化学传感器
第11章波与射线式传感器
第12章热电式传感器
第13章传感器实验与综合练习
参考文献

第1章传感器基础知识
1.1 传感器技术的重要性
1.2 传感器的组成与分类
1.2.1 传感器的定义
1.2.2 传感器的组成
1.2.3 传感器的分类
1.3 传感器的数学模型概述
1.3.1 静态模型
1.3.2 动态模型
1.4 传感器的基本特性
1.4.1 静态特性
1.4.2 动态特性
1.5 传感器的标定与校准
1.5.1 传感器的标定
1.5.2 提高传感器性能的方法
习题
第2章应变式电阻传感器
2.1 电阻应变片
2.1.1 应变效应
2.1.2 电阻应变片的工作原理
2.1.3 电阻应变片的分类
2.2 电阻应变片的主要特性
2.2.1 灵敏系数
2.2.2 横向效应
2.2.3 机械滞后、零漂及蠕变
2.2.4 应变极限
2.2.5 动态特性
2.3 温度特性及其补偿
2.3.1 温度误差
2.3.2 温度补偿
2.4 电阻应变片的测量电路
2.4.1 直流电桥
2.4.2 交流电桥
2.4.3 恒流源电桥
2.5 固态压阻式传感器
2.5.1 压阻式传感器的结构与工作原理
2.5.2 压阻系数
2.5.3 固态压阻器件
2.5.4 压阻式传感器的测量电路
2.6 应变式传感器的应用
2.6.1 应变式传感器测量力
2.6.2 应变式传感器测量压力
2.6.3 应变式传感器测量加速度
2.6.4 压阻式传感器的应用
2.6.5 应变式传感器应用实例
习题
第3章电容式传感器
3.1 电容式传感器的工作原理及特性
3.1.1 基本工作原理
3.1.2 电容式传感器的类型和特性
3.2 电容式传感器的测量电路
3.2.1 电容式传感器的等效电路
3.2.2 电容式传感器的测量电路
3.3 电容式传感器的特点及设计与应用中存在的问题
3.3.1 电容式传感器的特点
3.3.2 设计与应用中存在的问题
3.4 电容式传感器的应用
习题
第4章电感式传感器
4.1 自感式传感器
4.1.1 自感式传感器的结构和工作原理
4.1.2 变气隙式自感传感器的输出特性
4.1.3 差动式自感传感器
4.1.4 自感式传感器的等效电路
4.1.5 自感式传感器的测量电路
4.2 互感式传感器
4.2.1 互感式传感器的结构与工作原理
4.2.2 差动变压器的输出特性
4.2.3 差动变压器的测量电路
4.3 电涡流式传感器
4.3.1 电涡流式传感器的基本原理
4.3.2 电涡流式传感器的等效电路
4.3.3 电涡流式传感器的种类
4.3.4 电涡流式传感器的转换电路
4.4 电感式传感器的应用
4.4.1 差动变压器的应用
4.4.2 电涡流式传感器的应用
习题
第5章压电式传感器
第6章热电式传感器
第7章半导体磁敏传感器
第8章光电式传感器
第9章光纤传感器
主要参考文献

传感器原理结构
在一段特制的弹性轴上粘贴上专用的测扭应片并组成变桥，即为基础扭矩传感器；在轴上固定着：（1）能源环形变压器的次级线圈，（2）信号环形变压器初级线圈，（3）轴上印刷电路板，电路板上包含整流稳定电源、仪表放大电路、V/F变换电路及信号输出电路。在传感器的外壳上固定着：
(1)激磁电路，（2）能源环形变压器的初级线圈（输入），（3）信号环形变压器次级线圈（输出），（4）信号处理电路
五工作过程
向传感器提供±15V电源，激磁电路中的晶体振荡器产生400Hz的方波，经过TDA2030功率放大器即产生交流激磁功率电源，通过能源环形变压器T1从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈，得到的交流电源通过轴上的整流滤波电路得到±5V的直流电源，该电源做运算放大器AD822的工作电源；由基准电源AD589与双运放AD822组成的高精度稳压电源产生±4.5V的精密直流电源，该电源既作为电桥电源，又作为放大器及V/F转换器的工作电源。当弹性轴受扭时，应变桥检测得到的mV级的应变信号通过仪表放大器AD620放大成1.5v±1v的强信号，再通过V/F转换器LM131变换成频率信号，通过信号环形变压器T2从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈，再经过传感器外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号，该信号为TTL电平，既可提供给专用二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理。由于该旋转变压器动--静环之间只有零点几毫米的间隙，加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之内，形成有效的屏蔽，因此具有很强的抗干扰能力。
本传感器输出的频率信号在零点时为10kHz.正向旋转满量程时为15KHz.反向旋转满量程时为5KHz。即满量程变量为5000个数/每秒。转速测量采用光电齿轮或者磁电齿轮的测量方法，轴每旋转一周可产生60个脉冲，高速或中速采样时可以用测频的方法，低速采样时可以用测周期的方法。本传感器精度可达±0.2%~±0.5%(F·S)。由于传感器输出为频率信号，所以无需AD转换即可直接送至计算机进行数据处理。

名词解释

传感器

传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。