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德國HYDAC賀德克壓力傳感器的基礎(chǔ)知識(shí)和分類
點(diǎn)擊次數(shù)：1218 發(fā)布時(shí)間：2016-6-30
德國HYDAC賀德克壓力傳感器的基礎(chǔ)知識(shí)和分類
一,、壓力傳感器的定義
國家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置,，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”,。傳感器是一種檢測(cè)裝置,，能感受到被測(cè)量的信息,，并能將檢測(cè)感受到的信息,，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸,、處理,、存儲(chǔ)、顯示,、記錄和控制等要求,。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。
二,、傳感器的分類
目前對(duì)傳感器尚無一個(gè)統(tǒng)一的分類方法,，但比較常用的有如下三種：
１、按傳感器的物理量分類,，可分為位移,、力、速度,、溫度,、流量、氣體成份等傳感器,。
２,、按傳感器工作原理分類，可分為電阻,、電容、電感,、電壓,、霍爾、光電,、光柵,、熱電偶等傳感器。
３,、按傳感器輸出信號(hào)的性質(zhì)分類,，可分為：輸出為開關(guān)量(“１”和"０”或“開”和“關(guān)”)的開關(guān)型傳感器；輸出為模擬型傳感器,；輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器,。
德國HYDAC賀德克壓力傳感器的基礎(chǔ)知識(shí)和分類 關(guān)于傳感器的分類：
1.按被測(cè)物理量分：如：力,，壓力，位移,，溫度,，角度傳感器等；
2.按照傳感器的工作原理分：如：應(yīng)變式傳感器,、壓電式傳感器,、壓阻式傳感器、電感式傳感器,、電容式傳感器,、光電式傳感器等；
3.按照傳感器轉(zhuǎn)換能量的方式分：
(1)能量轉(zhuǎn)換型：如：壓電式,、熱電偶,、光電式傳感器等；
(2)能量控制型：如：電阻式,、電感式,、霍爾式等傳感器以及熱敏電阻、光敏電阻,、濕敏電阻等,；
4.按照傳感器工作機(jī)理分：
(1)結(jié)構(gòu)型：如：電感式、電容式傳感器等,；
(2)物性型：如：壓電式,、光電式、各種半導(dǎo)體式傳感器等,；
5.按照傳感器輸出信號(hào)的形式分：
(1)模擬式：傳感器輸出為模擬電壓量,；
(2)數(shù)字式：傳感器輸出為數(shù)字量，如：編碼器式傳感器,。
德國HYDAC賀德克壓力傳感器的基礎(chǔ)知識(shí)和分類 三,、傳感器的靜態(tài)特性
傳感器的靜態(tài)特性是指對(duì)靜態(tài)的輸入信號(hào)，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系,。因?yàn)檫@時(shí)輸入量和輸出量都和時(shí)間無關(guān),，所以它們之間的關(guān)系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個(gè)不含時(shí)間變量的代數(shù)方程,，或以輸入量作橫坐標(biāo),，把與其對(duì)應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度,、靈敏度,、分辨力和遲滯等。
四,、傳感器的動(dòng)態(tài)特性
所謂動(dòng)態(tài)特性,，是指傳感器在輸入變化時(shí),，它的輸出的特性。在實(shí)際工作中,，傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用它對(duì)某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)來表示,。這是因?yàn)閭鞲衅鲗?duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得，并且它對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)與它對(duì)任意輸入信號(hào)的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系,，往往知道了前者就能推定后者,。zui常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)有階躍信號(hào)和正弦信號(hào)兩種，所以傳感器的動(dòng)態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示,。
五,、傳感器的線性度
通常情況下，傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線,。在實(shí)際工作中,，為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù)，常用一條擬合直線近似地代表實(shí)際的特性曲線,、線性度(非線性誤差)就是這個(gè)近似程度的一個(gè)性能指標(biāo),。
擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點(diǎn)相連的理論直線作為擬合直線,；或?qū)⑴c特性曲線上各點(diǎn)偏差的平方和為zui小的理論直線作為擬合直線,，此擬合直線稱為zui小二乘法擬合直線。
六,、傳感器的靈敏度
靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對(duì)輸入量變化△x的比值,。
它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系,，則靈敏度S是一個(gè)常數(shù),。否則，它將隨輸入量的變化而變化,。
靈敏度的量綱是輸出,、輸入量的量綱之比。例如,，某位移傳感器,，在位移變化1mm時(shí)，輸出電壓變化為200mV,，則其靈敏度應(yīng)表示為200mV/mm,。
當(dāng)傳感器的輸出,、輸入量的量綱相同時(shí),，靈敏度可理解為放大倍數(shù)。
提高靈敏度,，可得到較高的測(cè)量精度,。但靈敏度愈高,，測(cè)量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差,。
七,、傳感器的分辨力
分辨力是指傳感器可能感受到的被測(cè)量的zui小變化的能力。也就是說,，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化,。當(dāng)輸入變化值未超過某一數(shù)值時(shí)，傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化,，即傳感器對(duì)此輸入量的變化是分辨不出來的,。只有當(dāng)輸入量的變化超過分辨力時(shí)，其輸出才會(huì)發(fā)生變化,。
通常傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨力并不相同,，因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的zui大變化值作為衡量分辨力的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿量程的百分比表示,，則稱為分辨率,。
八、電阻式傳感器
電阻式傳感器是將被測(cè)量,，如位移,、形變、力,、加速度,、濕度、溫度等這些物理量轉(zhuǎn)換式成電阻值這樣的一種器件,。主要有電阻應(yīng)變式,、壓阻式、熱電阻,、熱敏,、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件,。
九,、電阻應(yīng)變式傳感器
傳感器中的電阻應(yīng)變片具有金屬的應(yīng)變效應(yīng)，即在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變,，從而使電阻值隨之發(fā)生相應(yīng)的變化,。電阻應(yīng)變片主要有金屬和半導(dǎo)體兩類，金屬應(yīng)變片有金屬絲式,、箔式,、薄膜式之分。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高(通常是絲式,、箔式的幾十倍),、橫向效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn),。
十、壓阻式傳感器
壓阻式傳感器是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)在半導(dǎo)體材料的基片上經(jīng)擴(kuò)散電阻而制成的器件,。其基片可直接作為測(cè)量傳感元件,，擴(kuò)散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。當(dāng)基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時(shí),，各電阻值將發(fā)生變化,，電橋就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的不平衡輸出。
用作壓阻式傳感器的基片(或稱膜片)材料主要為硅片和鍺片,，硅片為敏感 材料而制成的硅壓阻傳感器越來越受到人們的重視,，尤其是以測(cè)量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應(yīng)用zui為普遍。
十一,、熱電阻傳感器
熱電阻傳感器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測(cè)量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù),。在溫度檢測(cè)精度要求比較高的場(chǎng)合，這種傳感器比較適用,。目前較為廣泛的熱電阻材料為鉑,、銅、鎳等,，它們具有電阻溫度系數(shù)大,、線性好、性能穩(wěn)定,、使用溫度范圍寬,、加工容易等特點(diǎn)。用于測(cè)量-200℃～+500℃范圍內(nèi)的溫度,。
十二,、傳感器的遲滯特性
遲滯特性表征傳感器在正向(輸入量增大)和反向(輸入量減小)行程間輸出-一輸入特性曲線不一致的程度，通常用這兩條曲線之間的zui大差值△MAX與滿量程輸出F·S的百分比表示,。
遲滯可由傳感器內(nèi)部元件存在能量的吸收造成,。