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1、开始开始 前页前页 后页后页 结束结束第第5章章 传感器技术与机械量检测传感器技术与机械量检测5.1 传感器概述传感器的组成和分类、传感器的性能指标与选用。5.2 常见机械位移传感器光栅位移传感器（光栅位移传感器（光栅尺、编码器、激光位移传感器光栅尺、编码器、激光位移传感器光栅尺、编码器、激光位移传感器光栅尺、编码器、激光位移传感器）5.3 传感器信号处理与系统抗干扰技术软件（数字滤波）与硬件抗干扰技术软件（数字滤波）与硬件抗干扰技术开始开始 前页前页 后页后页 结束结束一、传感器及其组成传感器传感器(Transducer(Transducer或或sensor)sensor)是将各种是将各种非
2、电量非电量(包括包括物理量、化学量、生物量等物理量、化学量、生物量等)按一定规律转换成按一定规律转换成便于便于处理和传输的另一种物理量处理和传输的另一种物理量(一般为一般为电量电量)的装置。的装置。传感器技术是现代检测和自动化技术的重要基础之传感器技术是现代检测和自动化技术的重要基础之一，机电一体化系统的一，机电一体化系统的自动化程度越高自动化程度越高，对传感器，对传感器的的依赖性也就越大依赖性也就越大。第一节第一节 传感器概述传感器概述开始开始 前页前页 后页后页 结束结束传感器的组成传感器一般由传感器一般由敏感元件、转换元件敏感元件、转换元件和测量电路和测量电路三部分组成。三部分组成。二、
3、常见传感器分类按照按照传感传感器输器输出信出信号形号形式分式分二值型二值型模拟型模拟型数字型数字型有接点：微动动开关、接触开关、行程开关有接点：微动动开关、接触开关、行程开关无接点型：光电开关、接近开关（电感、电磁、电容）无接点型：光电开关、接近开关（电感、电磁、电容）电阻型：电阻型：电位器、电阻应变片、热电阻电位器、电阻应变片、热电阻电压、电流型：电压、电流型：如热电偶、感应同步器、磁栅等如热电偶、感应同步器、磁栅等电感、电容型：电感、电容型：如电感位移、电容位移传感器等如电感位移、电容位移传感器等计数型：二值型计数型：二值型+计数器计数器代码型：编码器、光栅尺等代码型：编码器、光栅尺等常见
4、常见的机的机械位械位移传移传感器感器按测量按测量范围分范围分按测量按测量形式分形式分小位移小位移(量程小于量程小于1 1毫米）毫米）:电感、电容、光电电感、电容、光电大位移（量程大于大位移（量程大于1010毫米）：毫米）：光栅、磁栅、球栅、感应同步器、激光等光栅、磁栅、球栅、感应同步器、激光等接触式：接触式：电感式、电阻式、磁栅电感式、电阻式、磁栅 适合：较低频率测量适合：较低频率测量非接触式：非接触式：电容式、激光等电容式、激光等 适合：较高频率测量适合：较高频率测量常见的机械位移传感器开始开始 前页前页 后页后页 结束结束三、机电一体化系统对检测传感器的基本三、机电一体化系统对检测传感器的
5、基本要求精度、灵敏度和分辨率高；精度、灵敏度和分辨率高；线性、稳定性和重复性好；线性、稳定性和重复性好；抗干扰能力强，静、动态特性好。抗干扰能力强，静、动态特性好。体积小、质量轻、价格低，安装、维护方便体积小、质量轻、价格低，安装、维护方便等等开始开始 前页前页 后页后页 结束结束四、传感器性能指标四、传感器性能指标传感器的性能是指输入、输出间的特性，包括传感器的性能是指输入、输出间的特性，包括静态静态特性特性和和动态特性动态特性。1 1、静态特性：、静态特性：静态特性表示传感器在被测静态特性表示传感器在被测输入量各个值处于输入量各个值处于稳定状态稳定状态时的输入时的输入-输出关系。主要包括：
6、输出关系。主要包括：线性度、灵敏度、精确度、分辨率、重复性等。线性度、灵敏度、精确度、分辨率、重复性等。2 2、动态特性：、动态特性：动态特性是指传感器测量动态信号时，动态特性是指传感器测量动态信号时，输出对输出对输入的响应特性。输入的响应特性。传感器动态特性的性能指标可以传感器动态特性的性能指标可以通过时域、频域以及试验分析的方法确定。通过时域、频域以及试验分析的方法确定。开始开始 前页前页 后页后页 结束结束（1 1）线性度：）线性度：表征传感器输入输出表征传感器输入输出校准曲线与拟合直线之校准曲线与拟合直线之间的间的吻合程度吻合程度的指标。的指标。校准曲线与拟合直线间校准曲线与拟合直线间
7、最大偏差最大偏差与与满量程输出满量程输出值的值的百分比百分比称为称为线性度。线性度。开始开始 前页前页 后页后页 结束结束（2 2）灵敏度）灵敏度灵敏度是传感器灵敏度是传感器输出量增量输出量增量与被测与被测输入量增量输入量增量之比。之比。线性传感器的灵敏度就是拟合曲线的斜率，为一常数，线性传感器的灵敏度就是拟合曲线的斜率，为一常数，即：即：（3 3）分辨率）分辨率一个最小输出单位（如一个数字量一个最小输出单位（如一个数字量/脉冲）所对应的脉冲）所对应的输入量。反映了传感器能够分辨出的输入量。反映了传感器能够分辨出的最小输入变化最小输入变化。（4 4）精确度（精度）精确度（精度）所测值与真值的符
8、合程度，它说明测量结果所测值与真值的符合程度，它说明测量结果偏离真值偏离真值大小的程度。大小的程度。开始开始 前页前页 后页后页 结束结束（5 5）重复性）重复性重复性是指在重复性是指在同一工作条件下同一工作条件下，输入量按同一方向，输入量按同一方向在全测量范围内连续变动多次所得特性曲线的在全测量范围内连续变动多次所得特性曲线的不一不一致性致性，反映，反映传感器的稳定性。传感器的稳定性。在数值上用各测量值正、反行程在数值上用各测量值正、反行程标准偏差最大值标准偏差最大值的的两倍或三倍与满量程的百分比表示，即：两倍或三倍与满量程的百分比表示，即：开始开始 前页前页 后页后页 结束结束思考题：思考
9、题：如何正确认识传感器的如何正确认识传感器的线性度线性度与与灵敏度灵敏度，分分辨率辨率与与精确度，重复性精确度，重复性与与精确度精确度之间的关系之间的关系？第二节第二节 常见机械位移传感器常见机械位移传感器 光栅分类光栅分类按检测位移性质按检测位移性质长光栅：长光栅：线位移线位移圆光栅：圆光栅：角位移角位移按光源照射方法按光源照射方法透射光栅透射光栅反射光栅反射光栅按照制造按照制造光栅材料光栅材料玻璃光栅玻璃光栅金属光栅金属光栅主要介绍主要介绍主要介绍主要介绍光栅位移传感器光栅位移传感器光栅位移传感器光栅位移传感器和和和和激光位移传感器激光位移传感器激光位移传感器激光位移传感器开始开始 前页前
10、页 后页后页 结束结束透射光栅透射光栅优点优点：1 1）光源垂直入射，信号幅值比较大，信噪比好，光电转）光源垂直入射，信号幅值比较大，信噪比好，光电转换器（光栅读数头）的结构简单；换器（光栅读数头）的结构简单；2 2）光栅每毫米的线纹数多，）光栅每毫米的线纹数多，减轻了电子线路的负担减轻了电子线路的负担 。缺点缺点：玻璃易破裂，热胀系数与机床金属部件不一致，影响测玻璃易破裂，热胀系数与机床金属部件不一致，影响测量精度。量精度。透射光栅尺的长度一般都在透射光栅尺的长度一般都在1 12m2m，常见的线纹密度为每毫米，常见的线纹密度为每毫米4 4、1010、2525、5050、100100、2002
11、00、250250线。线。反射光栅反射光栅优点优点：光栅和机床金属部件的线膨胀系数一致，可用钢带做成光栅和机床金属部件的线膨胀系数一致，可用钢带做成长达数米的长光栅。安装面积小，调整方便，适应于大位移测长达数米的长光栅。安装面积小，调整方便，适应于大位移测量场所。量场所。缺点缺点：为了使反射后的莫尔条纹反差较大，每毫米内线纹不宜为了使反射后的莫尔条纹反差较大，每毫米内线纹不宜过多，常用线纹数为过多，常用线纹数为4 4、1010、2525、4040、5050、100100。光栅检测装置基本结构示意图一、光栅尺一、光栅尺光栅检测装置的结构光栅检测装置的结构指示光栅光电池驱动线路光源透镜光栅尺开始开
12、始 前页前页 后页后页 结束结束 光栅结构组成原理图光栅尺的外形图莫尔条纹节距莫尔条纹节距 B B 与光栅节与光栅节距距 W W和倾角和倾角之间的关系：之间的关系：由于由于很小，因此：很小，因此：光栅横向移动一个节距光栅横向移动一个节距w w，莫尔条纹沿刻线上下移动一个节距，莫尔条纹沿刻线上下移动一个节距 B B光栅工作原理光栅工作原理（莫尔条纹形成原理）莫尔条纹形成原理）放大作用，放大作用，使栅距的节距误差平均化；使栅距的节距误差平均化；莫尔条纹的移动与栅距成正比；莫尔条纹的移动与栅距成正比；根据莫尔条纹的移动方向可以辨别光栅根据莫尔条纹的移动方向可以辨别光栅的移动方向的移动方向 莫尔条纹的
13、特点莫尔条纹的特点 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束光栅信号处理光栅信号处理光栅尺输出的信号有两种：一种是正弦波信号；一光栅尺输出的信号有两种：一种是正弦波信号；一种是方波信号。种是方波信号。光栅尺除了增量式测量外，还有绝对式测量，输出光栅尺除了增量式测量外，还有绝对式测量，输出二进制二进制BCDBCD码或格雷码码或格雷码光栅信号的辨向电路：利用两路在相位上相差光栅信号的辨向电路：利用两路在相位上相差9090度度的方波信号实现。的方波信号实现。（思考：辨向电路如何设计？）（思考：辨向电路如何设计？）开始开始 前页前页 后页后页 结束结束光栅尺的安装调整要求：要求：尺体的安装基面、读数头的
14、安装基面分别和机尺体的安装基面、读数头的安装基面分别和机体、移动部件相联接；保证二者在测量行程内平行度体、移动部件相联接；保证二者在测量行程内平行度一般小于一般小于1-1-指示光栅指示光栅2-2-主光栅主光栅3-3-光电元件光电元件4-4-线路板线路板5-5-底座底座6-6-小车小车7-7-拨叉拨叉开始开始 前页前页 后页后页 结束结束光栅尺的正确使用与维护开始开始 前页前页 后页后页 结束结束光栅尺的正确维护光栅尺的正确维护(1)(1)保证读数头与尺体的间隙不被破坏保证读数头与尺体的间隙不被破坏;(2)(2)尽量避免尺体受到振动与冲击尽量避免尺体受到振动与冲击;(3)(3)防止切削液、粉尘等
15、进入尺体内；清洗时防止切削液、粉尘等进入尺体内；清洗时要用酒精，要用酒精，切勿用汽油切勿用汽油擦洗；擦洗；(4)(4)确保外引出线及接插头可靠确保外引出线及接插头可靠.开始开始 前页前页 后页后页 结束结束位置检测元件在坐标镗床上的安装示意图开始开始 前页前页 后页后页 结束结束二、光二、光 电电 编编 码码 器器编码器是将机械传动的模拟量转换成旋转角度的数编码器是将机械传动的模拟量转换成旋转角度的数字信号，进行字信号，进行角位移检测的传感器。角位移检测的传感器。编码器的种类很多，根据检测原理，它可分为电磁编码器的种类很多，根据检测原理，它可分为电磁式、电刷式、电磁感应式及光电式等。式、电刷式
16、、电磁感应式及光电式等。光电编码器根据其刻度方法及信号输出形式，分为光电编码器根据其刻度方法及信号输出形式，分为增量式编码器和绝对式编码器。增量式编码器和绝对式编码器。开始开始 前页前页 后页后页 结束结束编码器的外形图开始开始 前页前页 后页后页 结束结束开始开始 前页前页 后页后页 结束结束光电编码器的工作原理光电码盘随被测轴光电码盘随被测轴一起转动，在光源一起转动，在光源的照射下，透过光的照射下，透过光电码盘和光拦板形电码盘和光拦板形成忽明忽暗的光信成忽明忽暗的光信号，光敏元件把此号，光敏元件把此光信号转换成电信光信号转换成电信号，通过信号处理号，通过信号处理装置的整形、放大装置的整形、
17、放大等处理后输出等处理后输出光电编码器的结构光电编码器的结构光电脉冲编码器的结构光电脉冲编码器的结构 常用的脉冲编码器每转输出常用的脉冲编码器每转输出的脉冲数有：的脉冲数有：2000 p/r2000 p/r，2500 p/r2500 p/r，3000 3000 p/rp/r，高分辨率的脉冲编码，高分辨率的脉冲编码器器 20000 p/r 20000 p/r，25000 p/r25000 p/r，30000 p/r30000 p/r。输出信号的作用及其处理输出信号的作用及其处理A A、B B 两相的作用两相的作用:细分处理、角位移、转速、转向 Z Z 相的作用相的作用 周向定位基准、圈数 光电编
18、码器输出信号光电编码器输出信号开始开始 前页前页 后页后页 结束结束增量式光电编码器增量式光电编码器增量式光电编码器开始开始 前页前页 后页后页 结束结束绝对式光电编码器绝对式光电编码器绝对式光电编码器的编码盘由透明及不透明区组绝对式光电编码器的编码盘由透明及不透明区组成，这些透明及不透明区按一定编码构成，一个成，这些透明及不透明区按一定编码构成，一个转角对应一个固定的编码。绝对式编码器能够直转角对应一个固定的编码。绝对式编码器能够直接给出对应于每个转角位置的二进制数码，便于接给出对应于每个转角位置的二进制数码，便于计算机处理。计算机处理。优点：优点：无累计误差，抗干扰能力强无累计误差，抗干扰
19、能力强缺点：缺点：制作复杂，成本高。制作复杂，成本高。开始开始 前页前页 后页后页 结束结束(a)4位二进制绝对式编码器的编码盘(b)4位格雷码盘示意图 绝对式光电编码器的编码盘开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 绝对式光电编码器的结构示意 1光源；2透镜；3编码盘；4狭缝；5光电元件开始开始 前页前页 后页后页 结束结束光电编码器的应用光电编码器的应用转速测量转速测量转速可由编码器发出的脉冲频率或周期来测量。脉冲频率法测转速开始开始 前页前页 后页后页 结束结束脉冲周期法测转速 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束编码器的安装调整要求：保证被测轴与编码器的回转轴同轴度联接方式：柔性（浮
20、动联轴器）开始开始 前页前页 后页后页 结束结束编码器的正确维护编码器的正确维护(1)(1)保证被测轴与编码器回转轴的位置精度不保证被测轴与编码器回转轴的位置精度不被破坏（被破坏（特别注意联轴节不要松动特别注意联轴节不要松动）;(2)(2)避免输出轴受到冲击（特别是轴向）避免输出轴受到冲击（特别是轴向）;(3)(3)确保外引出线及接插头可靠确保外引出线及接插头可靠.开始开始 前页前页 后页后页 结束结束三、球栅尺位移传感器1 1、球栅传感器的基本结构、球栅传感器的基本结构 球栅尺：球栅尺：由一根不锈钢管和装入钢管的钢球组成，由一根不锈钢管和装入钢管的钢球组成，钢球经高精度加工，研磨，再将装满钢
21、球的球栅尺钢球经高精度加工，研磨，再将装满钢球的球栅尺在预载的条件下矫正封装在预载的条件下矫正封装 。开始开始 前页前页 后页后页 结束结束读数头：读数头：包括包括6 6组线圈，围绕在一通管上，每组线圈，围绕在一通管上，每组线圈均包括输入（传送）和输出（读取）组线圈均包括输入（传送）和输出（读取）绕组绕组(如图所示如图所示)，线圈及相关的电子电路全，线圈及相关的电子电路全部用环氧树脂密封，以隔绝冷却液，机液，部用环氧树脂密封，以隔绝冷却液，机液，和其他物质的损害。和其他物质的损害。开始开始 前页前页 后页后页 结束结束2、球栅尺的工作原理、球栅尺的工作原理空气的导磁率约为空气的导磁率约为1 1
22、，如果在输入、输出线圈，如果在输入、输出线圈间放入导磁金属，在输出线圈中得到的感应间放入导磁金属，在输出线圈中得到的感应电压就增加了，且导磁金属越多，输出电压电压就增加了，且导磁金属越多，输出电压越大。越大。在不导磁的钢管内依次放入多个钢球，在钢在不导磁的钢管内依次放入多个钢球，在钢管外配置输入线圈和输出线圈，当给输入线管外配置输入线圈和输出线圈，当给输入线圈通以输入激磁电流信号时，圈通以输入激磁电流信号时，测量输出线圈测量输出线圈中的电压值，便可知道读数头（由输入线圈中的电压值，便可知道读数头（由输入线圈和输出线圈组成）所在的位置。和输出线圈组成）所在的位置。开始开始 前页前页 后页后页 结
23、束结束位置的测量是以球的直径为周期，连续测量时累加进行。位置的测量是以球的直径为周期，连续测量时累加进行。在一周期内输出信号电压值与位置的函数关系决定于各不同位置在一周期内输出信号电压值与位置的函数关系决定于各不同位置的金属量，即球在不同位置的截面的大小。的金属量，即球在不同位置的截面的大小。开始开始 前页前页 后页后页 结束结束3、球栅尺的特点（1 1）较高的精度较高的精度:球栅尺的精度主要决定于钢球球栅尺的精度主要决定于钢球的精度，即钢球的直径和圆度，由于球径可以精的精度，即钢球的直径和圆度，由于球径可以精选且能相互补偿，因此球栅尺可以达到较高精度选且能相互补偿，因此球栅尺可以达到较高精度
24、（2 2）量程可以足够大量程可以足够大:钢球的直径即为球栅尺的钢球的直径即为球栅尺的测量周期，只要增加钢球的数量就可以增大量程，测量周期，只要增加钢球的数量就可以增大量程，只要装钢球的不锈钢管足够长。只要装钢球的不锈钢管足够长。（3 3）分辨率较高分辨率较高，新和球栅尺分辨率可以达到，新和球栅尺分辨率可以达到微米。微米。（4 4）适合恶劣的环境适合恶劣的环境:由于球尺全部密封，可以由于球尺全部密封，可以工作在粉尘、油雾较大的场合。工作在粉尘、油雾较大的场合。开始开始 前页前页 后页后页 结束结束四、四、感应式接近传感器感应式接近传感器 适用适用：空间有限情况的金属的非接触接近测量开始开始 前页
25、前页 后页后页 结束结束感应式接近传感器感应式接近传感器探探头头结结构构分分类类：有有屏屏蔽蔽的的、无无屏屏蔽蔽的的两两种种。后后者者测测量距离较前者为大。量距离较前者为大。结结构构：振振荡荡器器、感感应应线线圈圈、斯斯密密特特电电路路及及输输出出电电路路组成。组成。工工作作原原理理：振振荡荡器器在在探探头头端端部部产产生生磁磁场场作作用用区区，当当金属进入该作用区时，引起振荡器停振。金属进入该作用区时，引起振荡器停振。应应用用：属属于于二二值值型型输输出出传传感感器器，在在自自动动化化控控制制系系统统中用于物体（金属）中用于物体（金属）运动位置的检测。运动位置的检测。开始开始 前页前页 后页
26、后页 结束结束五、五、电容式接近传感器电容式接近传感器电容式接近传感器的电路结构及工作原理 适用适用：非接触、空间有限。如各种管道内流体的测 量、料位测量及对金属物品测量。开始开始 前页前页 后页后页 结束结束电容式接近传感器电容式接近传感器结结构构：由由振振荡荡器器、斯斯密密特特电电路路及及输输出出电电路路组组成成，电电容器的一个电极是传感电极，另一个电极是大地。容器的一个电极是传感电极，另一个电极是大地。原理：加电后，两极间产生电场，当与大地连接的原理：加电后，两极间产生电场，当与大地连接的金属物体靠近电容器时引起振荡器停振。金属物体靠近电容器时引起振荡器停振。应用：应用：属于属于二值型二
27、值型输出传感器，在自动化控制系统输出传感器，在自动化控制系统中用于物体（金属或非金属）中用于物体（金属或非金属）运动位置的检测。运动位置的检测。开始开始 前页前页 后页后页 结束结束六、六、电磁式接近传感器电磁式接近传感器适用：非接触式导磁材料测量适用：非接触式导磁材料测量结结构构：内内部部有有4 4个个磁磁铁铁和和一一个个常常开开触触点点的的干干簧簧继电器。继电器。原原理理：导导磁磁材材料料外外界界物物体体 靠靠近近电电磁磁式式接接近近开开关关诱诱导导面面 磁磁场场失失去去平平衡衡 干干簧簧继继电器的触点闭合电器的触点闭合应用：和电感式相同应用：和电感式相同。开始开始 前页前页 后页后页 结
28、束结束七、霍尔效应式线位移传感器七、霍尔效应式线位移传感器图 5-17霍尔效应线位移传感器工作原理 图 5-18 霍尔效应线位移传感器输出特性开始开始 前页前页 后页后页 结束结束八、其他常见传感器八、其他常见传感器1 1、电阻应变计、电阻应变计电阻应变计是根据应变电阻应变计是根据应变电阻效应，将给测试件的电阻效应，将给测试件的应变量转换成电阻变化量的敏感元件。它不仅直接应变量转换成电阻变化量的敏感元件。它不仅直接作为应力、应变测量的传感器而且可以与弹性元件作为应力、应变测量的传感器而且可以与弹性元件组合构成力、压力、称重、位移、扭矩、振动、加组合构成力、压力、称重、位移、扭矩、振动、加速度等
29、多种专用式传感器，广泛应用于机械、交通、速度等多种专用式传感器，广泛应用于机械、交通、建筑、化工和电力等行业。建筑、化工和电力等行业。开始开始 前页前页 后页后页 结束结束电阻应变计的结构电阻应变计的结构电阻应变计主要由电阻敏感栅、基底和面胶（或覆盖层）、电阻应变计主要由电阻敏感栅、基底和面胶（或覆盖层）、粘结剂、引出线五部分组成。电阻应变计的结构如图所示。粘结剂、引出线五部分组成。电阻应变计的结构如图所示。图5-9 电阻应变计的构造 1敏感栅；2引出线；3粘结剂（未示出）；4覆盖层；5基底开始开始 前页前页 后页后页 结束结束应变计的类型应变计的类型电阻应变计的分类方法很多，常用的是按应变计
30、的制造材料、温度以及用途的不同来分类。（1）按敏感栅的制造方法分类1）金属丝式应变计开始开始 前页前页 后页后页 结束结束箔式应变计箔式应变计箔式应变计的敏感栅是利用照相制版或光刻腐蚀箔式应变计的敏感栅是利用照相制版或光刻腐蚀技术制成的，箔栅厚度一般为技术制成的，箔栅厚度一般为0.002mm0.005mm,0.002mm0.005mm,最薄的达。箔式应变计，工艺上能保证敏感栅尺最薄的达。箔式应变计，工艺上能保证敏感栅尺寸的准确，线条均匀，适应不同的测量要求，传寸的准确，线条均匀，适应不同的测量要求，传递试件应变性能好、横向效应小和散热性能好，递试件应变性能好、横向效应小和散热性能好，因此得到了
31、广泛的应用，现在已经基本上取代金因此得到了广泛的应用，现在已经基本上取代金属丝应变计。属丝应变计。金属薄膜应变计金属薄膜应变计所谓薄膜是指厚度在以下的膜，它是采用真空的所谓薄膜是指厚度在以下的膜，它是采用真空的溅射或真空沉积等方法制成的。通过按规定的图溅射或真空沉积等方法制成的。通过按规定的图形制成的掩膜版，在基底材料上溅射或沉积一层形制成的掩膜版，在基底材料上溅射或沉积一层电阻材料的薄膜，从而制成金属薄膜应变计。电阻材料的薄膜，从而制成金属薄膜应变计。开始开始 前页前页 后页后页 结束结束电阻应变计的应用电阻应变计的应用电阻应变计主要有以下两种应用方式：电阻应变计主要有以下两种应用方式：（1
32、 1）应变片直接粘贴在试件上，用来测量工程结构受力后）应变片直接粘贴在试件上，用来测量工程结构受力后的应力分析或所产生的应变，为结构设计、应力校正或分析的应力分析或所产生的应变，为结构设计、应力校正或分析结构在使用中产生破坏的原因提供试验数据，如电阻应变仪。结构在使用中产生破坏的原因提供试验数据，如电阻应变仪。在测量齿轮轮齿弯矩或立柱应力时，也常在被测位置处直接在测量齿轮轮齿弯矩或立柱应力时，也常在被测位置处直接粘贴应变片进行测量，如图所示。粘贴应变片进行测量，如图所示。图5-11 构件应力测定的应用开始开始 前页前页 后页后页 结束结束（2）将应变片粘贴在弹性元件上，进行标定后作为测量力、压
33、力、位移等物理量的传感器。1质量块；2应变梁；3应变片；4阻尼液；5密封圈；6接线板；7底座 图 5-12 应变式加速度传感器开始开始 前页前页 后页后页 结束结束2、温度传感器、温度传感器温度传感器是一种将温度变化转换为电学量变化的装置，用于检测温度和热量，因此也叫做热电式传感器。温度传感器一般分为接触式和非接触式两大类开始开始 前页前页 后页后页 结束结束热电偶热电偶-热电效应热电效应热电偶测温是基于热电效应。在两种不同的导体（或半导体）A和B组成的闭合回路中，如果它们两个结点的温度不同，则回路中产生一个电动势，通常我们称这种电动势为热电势，这种现象就是热电效应 图5-13 热电效应 开始
34、开始 前页前页 后页后页 结束结束热电偶的种类热电偶的种类热电偶是目前应用广泛、发展比较完善的温度传感器，它在很多方面都具备一种理想温度传感器的条件。（1）标准化和非标准化热电偶标准化热电偶的工艺比较成熟，应用广泛，性能优良稳定，能成批生产（2）普通型热电偶。这种类型的热电偶主要用于测量气体、蒸气和液体气体、蒸汽和液体介质的温度。开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 图5-14 普通型热电偶外形（a）固定螺纹形 (b)无固定装置形 (c)固定法兰形 (d)活动法兰形 (e)角形开始开始 前页前页 后页后页 结束结束（3）铠装热电偶 铠装热电偶的外形像电缆，也称缆式热电偶。图5-15 铠装热电偶外形及结构（a）外形 (b)结构开始开始 前页前页 后页后页 结束结束热电偶的特点热电偶的特点（1）温度测量范围宽（1500度）（2）性能稳定、准确可靠（3）信号可以远传和记录热电阻传感器热电阻传感器利用热敏电阻可以制成温度传感器。所谓热敏电阻即是对热量敏感的电阻体，其电阻值随温度的变化而显著改变。开始开始 前页前页 后页后页 结束结束练习题练习题1、光栅莫尔条纹是怎样产生的？它具有哪些特点？(P140第2题)2、常见机械位移传感器主要有哪些？并简述各自特点。开始开始 前页前页 后页后页 结束结束