《机械工程测试技术》

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1、 机械工程测试技术机械工程测试技术第第3章章 常用传感器常用传感器概述概述传感器定义传感器定义传感器的构成传感器的构成常用传感器分类常用传感器分类常用传感器常用传感器电阻式传感器电阻式传感器 变阻器式变阻器式 等效电路等效电路 应用应用 电阻应变式电阻应变式 工作原理工作原理 应变计参数应变计参数 测量电桥测量电桥 应用应用第三章、常用传感器与敏感元件第三章、常用传感器与敏感元件l本章学习要求：本章学习要求：1.1.了解传感器的分类了解传感器的分类 2.2.掌握常用传感器测量原理掌握常用传感器测量原理及应用及应用3.3.了解常用传感器测量电路了解常用传感器测量电路 机械工程测试技术机械工程测试

2、技术第第3章章 常用传感器常用传感器概述概述传感器定义传感器定义传感器的构成传感器的构成常用传感器分类常用传感器分类常用传感器常用传感器电阻式传感器电阻式传感器 变阻器式变阻器式 等效电路等效电路 应用应用 电阻应变式电阻应变式 工作原理工作原理 应变计参数应变计参数 测量电桥测量电桥 应用应用3.1 3.1 概述概述1.1.传感器定义传感器定义工程测量中通常把直接作用于被测量，并能按工程测量中通常把直接作用于被测量，并能按一定方式将其转换成同种或别种量值输出的器一定方式将其转换成同种或别种量值输出的器件，称为传感器。件，称为传感器。狭义上讲，传感器是把外界输入的非电狭义上讲，传感器是把外界输

3、入的非电信号转换成电信号的装置。信号转换成电信号的装置。被测量被测量传感器传感器（器件、装置（器件、装置）输出量输出量易检测、处理易检测、处理多为电学量多为电学量非电量非电量 机械工程测试技术机械工程测试技术第第3章章 常用传感器常用传感器概述概述传感器定义传感器定义传感器的构成传感器的构成常用传感器分类常用传感器分类常用传感器常用传感器电阻式传感器电阻式传感器 变阻器式变阻器式 等效电路等效电路 应用应用 电阻应变式电阻应变式 工作原理工作原理 应变计参数应变计参数 测量电桥测量电桥 应用应用被测非被测非电量电量电量电量传 感 器2. 2. 传感器的构成传感器的构成l敏感器件敏感器件的作用是

4、感受被测物理量，并对信号进行转换输出。的作用是感受被测物理量，并对信号进行转换输出。l传感元件：传感元件：感受敏感元件的输出，然后输出电学量感受敏感元件的输出，然后输出电学量另一种另一种非电量非电量敏感元件敏感元件传感元件传感元件辅助电源辅助电源 R1R2R4R3AB辅助器件辅助器件则是对敏感器件输出的电信号进行放大、阻抗匹配，则是对敏感器件输出的电信号进行放大、阻抗匹配，以便于后续仪表接入。以便于后续仪表接入。 机械工程测试技术机械工程测试技术第第3章章 常用传感器常用传感器概述概述传感器定义传感器定义传感器的构成传感器的构成常用传感器分类常用传感器分类常用传感器常用传感器电阻式传感器电阻式

5、传感器 变阻器式变阻器式 等效电路等效电路 应用应用 电阻应变式电阻应变式 工作原理工作原理 应变计参数应变计参数 测量电桥测量电桥 应用应用3. 3. 传感器的分类传感器的分类常见的被测物理量常见的被测物理量机械量机械量: :长度长度, ,厚度厚度, ,位移位移, ,速度速度, ,加速度加速度, ,旋旋转角转角, ,转数转数, ,质量质量, ,重量重量, ,力力, , 压力压力, ,真空真空度度, ,力矩力矩, ,风速风速, ,流速流速, ,流量流量; ;声声: : 声压声压, ,噪声噪声. .磁磁: : 磁通磁通, ,磁场磁场. .温度温度: : 温度温度, ,热量热量, ,比热比热. .

6、光：光： 亮度，色彩亮度，色彩1)按被测物理量分类按被测物理量分类 机械工程测试技术机械工程测试技术第第3章章 常用传感器常用传感器概述概述传感器定义传感器定义传感器的构成传感器的构成常用传感器分类常用传感器分类常用传感器常用传感器电阻式传感器电阻式传感器 变阻器式变阻器式 等效电路等效电路 应用应用 电阻应变式电阻应变式 工作原理工作原理 应变计参数应变计参数 测量电桥测量电桥 应用应用2)2)按按传感器工作原理分类传感器工作原理分类: :可分为电阻式、电容式、电感式、压电式、霍可分为电阻式、电容式、电感式、压电式、霍尔式、磁电式、光电式、热电偶等传感器。尔式、磁电式、光电式、热电偶等传感器

7、。优点：显示传感器的本质，便于理解、了解优点：显示传感器的本质，便于理解、了解 机械工程测试技术机械工程测试技术第第3章章 常用传感器常用传感器概述概述传感器定义传感器定义传感器的构成传感器的构成常用传感器分类常用传感器分类常用传感器常用传感器电阻式传感器电阻式传感器 变阻器式变阻器式 等效电路等效电路 应用应用 电阻应变式电阻应变式 工作原理工作原理 应变计参数应变计参数 测量电桥测量电桥 应用应用3 3）按传感器输出信号的性质分类：）按传感器输出信号的性质分类：开关型传感器：输出为开关量开关型传感器：输出为开关量模拟型传感器：输出模拟量模拟型传感器：输出模拟量数字型传感器：输出为脉冲或代码

8、的数字型传感器：输出为脉冲或代码的。 机械工程测试技术机械工程测试技术第第3章章 常用传感器常用传感器概述概述传感器定义传感器定义传感器的构成传感器的构成常用传感器分类常用传感器分类常用传感器常用传感器电阻式传感器电阻式传感器 变阻器式变阻器式 等效电路等效电路 应用应用 电阻应变式电阻应变式 工作原理工作原理 应变计参数应变计参数 测量电桥测量电桥 应用应用4)4)按信号变换特征按信号变换特征: :物性型和结构型物性型和结构型5)5)按敏感元件与被测对象之间的能量关系按敏感元件与被测对象之间的能量关系: :能量转换型和能量控制型能量转换型和能量控制型第二节第二节 机械式传感器及仪器机械式传感

9、器及仪器 机械工程测试技术机械工程测试技术第第3章章 常用传感器常用传感器概述概述传感器定义传感器定义传感器的构成传感器的构成常用传感器分类常用传感器分类常用传感器常用传感器电阻式传感器电阻式传感器 变阻器式变阻器式 等效电路等效电路 应用应用 电阻应变式电阻应变式 工作原理工作原理 应变计参数应变计参数 测量电桥测量电桥 应用应用（一）电阻式传感器（一）电阻式传感器 是把被测量转换为电阻变化的一种传感器是把被测量转换为电阻变化的一种传感器, , 按工作的原理可分为按工作的原理可分为: :变阻器式、电阻应变式变阻器式、电阻应变式.一、一、 变阻器式传感器变阻器式传感器 机械工程测试技术机械工程

10、测试技术第第3章章 常用传感器常用传感器概述概述传感器定义传感器定义传感器的构成传感器的构成常用传感器分类常用传感器分类常用传感器常用传感器电阻式传感器电阻式传感器 变阻器式变阻器式 等效电路等效电路 应用应用 电阻应变式电阻应变式 工作原理工作原理 应变计参数应变计参数 测量电桥测量电桥 应用应用1 1、等效电路分析、等效电路分析: :x xp p- -变阻器总长变阻器总长; ;x x- -电刷移动量电刷移动量. .R-R-总电阻总电阻; ; R Rx x电刷电阻电刷电阻; ;xxp输入输出关系：输入输出关系：Rx=k*xxxp=RxRp=UoUeUo= (Ue /xp )*xUeUo分压电

11、路（开路）分压电路（开路） 机械工程测试技术机械工程测试技术第第3章章 常用传感器常用传感器概述概述传感器定义传感器定义传感器的构成传感器的构成常用传感器分类常用传感器分类常用传感器常用传感器电阻式传感器电阻式传感器 变阻器式变阻器式 等效电路等效电路 应用应用 电阻应变式电阻应变式 工作原理工作原理 应变计参数应变计参数 测量电桥测量电桥 应用应用开路时，被测位移开路时，被测位移x与输出电压与输出电压Uo的关系：的关系：Uo=(Ue / xp)*x0 xpUeUox= S*x 机械工程测试技术机械工程测试技术第第3章章 常用传感器常用传感器概述概述传感器定义传感器定义传感器的构成传感器的构成