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1、西南石油大学机电院西南石油大学机电院第三章、传感器第三章、传感器本章学习要求：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.掌握传感器的性能指标和选用原则掌握传感器的性能指标和选用原则 3.3.掌握常用传感器原理掌握常用传感器原理4.4.了解传感器应用了解传感器应用机械测试机械测试西南石油大学机电院西南石油大学机电院3.1 3.1 概述概述3.1.1.3.1.1.传感器定义传感器定义 传感器是将传感器是将被测的被测的某一某一物理量物理量（或信号）按一（或信号）按一定规律定规律转换转换为为另一种另一种（或同种）与之有确定对应关（或同种）与之有确定对应关系的、便于应用的系的、便于应
2、用的物理量物理量（或信号）输出的装置。（或信号）输出的装置。物理量物理量电量电量 目前，传感器转换后的信号大多为目前，传感器转换后的信号大多为电信号电信号。因。因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信号非电信号转转换成换成电信号电信号的装置。的装置。西南石油大学机电院西南石油大学机电院 传感器的组成：传感器的组成：敏感元件敏感元件：传感器中：传感器中直接感受或响应直接感受或响应被测量（输入量）的被测量（输入量）的部分。部分。转换元件转换元件：将敏感元件感受到的或响应的被测量：将敏感元件感受到的或响应的被测量转换成转换成适适于传输或处理的电信号。于传输或处理的
3、电信号。磁电式速度传感器磁电式速度传感器测相对速度测相对速度 （参考（参考p118）(ev)(敏感元件敏感元件)(转换元件转换元件)西南石油大学机电院西南石油大学机电院3.1.2.3.1.2.传感器的分类传感器的分类 按被测量分类按被测量分类 位移、力、温度、压力、流量、速度传感器等。位移、力、温度、压力、流量、速度传感器等。按传感器的工作机理分类按传感器的工作机理分类 物理型、化学型和生物型。物理型、化学型和生物型。(书书p8)如，如，压电晶体压电晶体测振动加速度利用的是测振动加速度利用的是压电效应压电效应；电涡流位移传感器测；电涡流位移传感器测静态位移和振动位移利用的是静态位移和振动位移利
4、用的是电磁效应电磁效应；热电偶测量温度利用的是；热电偶测量温度利用的是热电效热电效应应，这些都属于，这些都属于物理传感器物理传感器。气体传感器属。气体传感器属化学传感器化学传感器，酶传感器属，酶传感器属生物生物传感器传感器。按传感器的构成原理分类按传感器的构成原理分类 物性型物性型：依靠敏感元件材料本身：依靠敏感元件材料本身物物理性质理性质的变化来实现信号变换的。如的变化来实现信号变换的。如水银温度计、压电式传感器等。水银温度计、压电式传感器等。结构型结构型：依靠传感器：依靠传感器结构参数的变结构参数的变化化而实现信号转换的。如电容式传感而实现信号转换的。如电容式传感器、可变电阻传感器等。器、
5、可变电阻传感器等。+A 西南石油大学机电院西南石油大学机电院 按传感器的能量转换情况分类按传感器的能量转换情况分类u 能量转换型能量转换型：能量转换型传感器是直接能量转换型传感器是直接由被由被测对象输入能量使其工作测对象输入能量使其工作的的，例如，热电偶温，例如，热电偶温度计、弹性压力计等。度计、弹性压力计等。u 能量控制型能量控制型：能量控制型传感器是：能量控制型传感器是从外部供给辅助能量从外部供给辅助能量使其工作的使其工作的，并由被测量来，并由被测量来控制控制外部供给能量的变化。外部供给能量的变化。例例如，电阻应变测量中，如，电阻应变测量中，应变计应变计接于电桥上，电桥工作能源接于电桥上，
6、电桥工作能源由外部供给，而由被测量变化所引起应变计的由外部供给，而由被测量变化所引起应变计的电阻变化电阻变化来来控制电桥的不平衡程度。如控制电桥的不平衡程度。如电桥电阻应变仪电桥电阻应变仪、电感式测微、电感式测微仪、电容式测振仪等均属此种类型。仪、电容式测振仪等均属此种类型。西南石油大学机电院西南石油大学机电院 按传感器的物理原理分：按传感器的物理原理分：u 电参量式传感器电参量式传感器u 压电式传感器压电式传感器u 磁电式传感器磁电式传感器u 光电式传感器光电式传感器u 气电式传感器气电式传感器u 热电式传感器热电式传感器u 射线式传感器射线式传感器u 波式传感器波式传感器u 半导体式传感器
7、半导体式传感器u 其他原理传感器其他原理传感器 按传感器的输出量分：按传感器的输出量分：u 模拟式模拟式u 数字式数字式 按转换过程是否可逆分：按转换过程是否可逆分：u 双向传感器双向传感器 （如如压电式传感器压电式传感器）u 单向传感器单向传感器西南石油大学机电院西南石油大学机电院3.1.3.3.1.3.传感器的性能要求传感器的性能要求 灵敏度高灵敏度高，输入和输出之间应具有较好的线性关系；，输入和输出之间应具有较好的线性关系；（测量范围窄、易受噪音影响）（测量范围窄、易受噪音影响）噪声小，并且具有抗外部噪声的性能；噪声小，并且具有抗外部噪声的性能；滞后、漂移误差小；滞后、漂移误差小；动态特
8、性良好；动态特性良好；在接入测量系统时，在接入测量系统时，对被测量不产生影响对被测量不产生影响；（接触测量）；（接触测量）功耗小，复现性好，有互换性；功耗小，复现性好，有互换性；防水及抗腐蚀等性能好，能长期使用；防水及抗腐蚀等性能好，能长期使用；结构简单，容易维修和校正；结构简单，容易维修和校正；低成本、通用性强。低成本、通用性强。西南石油大学机电院西南石油大学机电院 选用传感器时应注意的问题：选用传感器时应注意的问题：1.必须在工作频率范围内满足必须在工作频率范围内满足不失真测试不失真测试的条件。的条件。2.传感器应有适当的灵敏度或分辨力。传感器应有适当的灵敏度或分辨力。注意：灵敏度越高越容
9、易受噪声干扰，测量范围注意：灵敏度越高越容易受噪声干扰，测量范围越窄。因此同一种传感器常做成一个系列。越窄。因此同一种传感器常做成一个系列。常用压电式加速度传感器的参数：常用压电式加速度传感器的参数：型号型号 量程量程 灵敏度灵敏度 分辨力分辨力 重量重量 应用及特点应用及特点 350B04 5000g 0.5mv/g 0.02g 4.5g 爆破、撞击爆破、撞击 393C 5g 1v/g 0.0001g 1000g 超低频地震传感器超低频地震传感器3.1.4 3.1.4 传感器选用原则传感器选用原则西南石油大学机电院西南石油大学机电院 3.足够的精确度足够的精确度 注意：精确度越高，价格越高，
10、对测量环境要求注意：精确度越高，价格越高，对测量环境要求也越高。也越高。4.高度的可靠性高度的可靠性 注意了解工作环境（如温度、湿度等）对传感器的影响。注意了解工作环境（如温度、湿度等）对传感器的影响。5.对被测对象影响小对被测对象影响小 在传感器与被测对象建立连接关系时，尽可能减在传感器与被测对象建立连接关系时，尽可能减小对被测对象运行状态以及特性参数的影响，如质量小对被测对象运行状态以及特性参数的影响，如质量和体积要尽可能小，或选择非接触传感器。和体积要尽可能小，或选择非接触传感器。西南石油大学机电院西南石油大学机电院3.2 3.2 压电式传感器压电式传感器 3.2.1 3.2.1 原理原
11、理:压电效应压电效应 某些物质，如石英，某些物质，如石英，受到外力作用受到外力作用时，不仅几何尺寸会时，不仅几何尺寸会发生变化，而且内部会被发生变化，而且内部会被极化极化，表面产生电荷表面产生电荷；当外力去掉；当外力去掉时，又重新回到原来的状态，这种现象称为压电效应。时，又重新回到原来的状态，这种现象称为压电效应。F+逆压电效应逆压电效应 如果在这些物质的极化方向如果在这些物质的极化方向施加电场施加电场，这些物质就在一定，这些物质就在一定方向上产生方向上产生机械变形或机械应力机械变形或机械应力，当外电场撤去时，这些变形，当外电场撤去时，这些变形或应力也随之消失，这种现象称之为逆压电效应，或称之
12、为电或应力也随之消失，这种现象称之为逆压电效应，或称之为电致伸缩效应。致伸缩效应。(书书p268)西南石油大学机电院西南石油大学机电院压电材料压电材料 定义：明显呈现压电效应的敏感功能材料定义：明显呈现压电效应的敏感功能材料 p 压电单晶体：石英压电单晶体：石英p 多晶体压电陶瓷多晶体压电陶瓷（人工合成，先极化）（人工合成，先极化）+压电元件常用的结构形式压电元件常用的结构形式 串联串联（适用于以电压为输出量场合）（适用于以电压为输出量场合）并联并联（适用于以电荷为输出量场合）（适用于以电荷为输出量场合）u=2u0q=2q0西南石油大学机电院西南石油大学机电院3.2.2 3.2.2 压电式传感
13、器工作原理及其测量电路压电式传感器工作原理及其测量电路 压电元件两电极间的压电元件两电极间的压电陶瓷或压电陶瓷或石英为绝缘体石英为绝缘体，而在两个工作面上进行，而在两个工作面上进行金属蒸镀，形成金属膜，构成两个相应金属蒸镀，形成金属膜，构成两个相应的的电极电极。当晶体受外力作用而在两极上。当晶体受外力作用而在两极上产生产生等量而极性相反的电荷等量而极性相反的电荷时，便形成时，便形成了相应的了相应的电场电场。因此压电传感器可视为。因此压电传感器可视为电荷发生器，也是一个，也是一个电容器电容器。测量电路测量电路 压电式传感器输出压电式传感器输出电信号很微弱电信号很微弱(电荷量很小）电荷量很小），且
14、输出阻，且输出阻抗（内阻）较高，通常应把传感器信号先输入到抗（内阻）较高，通常应把传感器信号先输入到高输入阻抗高输入阻抗的的前置放大器前置放大器中，经过阻抗变换后，方可输入到后续仪表中，经过阻抗变换后，方可输入到后续仪表（如一般（如一般的放大、检波、记录仪器等）。的放大、检波、记录仪器等）。工作原理工作原理 西南石油大学机电院西南石油大学机电院 前置放大器分为前置放大器分为电压放大器电压放大器和和电荷放大器电荷放大器。电压放大器电压放大器：输出电压与：输出电压与输入电压输入电压成正比成正比 特点特点：结构简单、元件少、造价低廉、使用可靠，：结构简单、元件少、造价低廉、使用可靠，但整个系统但整个
15、系统对电缆电容的变化对电缆电容的变化（即加速度传感器和前（即加速度传感器和前置放大器之间置放大器之间电缆长度电缆长度的变化）非常敏感；且的变化）非常敏感；且低频响低频响应应较差。较差。电荷放大器电荷放大器：输出电压与：输出电压与输入电荷输入电荷成正比成正比 优点：优点：电缆长度变化可忽略，且低频响应较好。电缆长度变化可忽略，且低频响应较好。西南石油大学机电院西南石油大学机电院加速度计加速度计力传感器力传感器3.2.3 3.2.3 压电式传感器的应用压电式传感器的应用压力变送器压力变送器西南石油大学机电院西南石油大学机电院 压电传感器的特点：结构简单、体积小、功耗小、寿命长，压电传感器的特点：结
16、构简单、体积小、功耗小、寿命长，特别是它具有良好的动态特性，因此适合有特别是它具有良好的动态特性，因此适合有很宽频带的周期作很宽频带的周期作用力用力和和高速变化的冲击力高速变化的冲击力。（1）力测量力测量：压电式传感器主要利用石英晶体的压电效应。压电式传感器主要利用石英晶体的压电效应。其刚度大、滞后小，灵敏度高、线性好，工作频率宽。其刚度大、滞后小，灵敏度高、线性好，工作频率宽。（2）压力测量压力测量：压电式压力传感器主要利用：压电式压力传感器主要利用弹性元件弹性元件（膜（膜片、活塞等）收集片、活塞等）收集压力压力变成变成作用于晶体片上的力作用于晶体片上的力，因此弹性元，因此弹性元件所用材料的
17、性能对传感器的特性有很大影响。件所用材料的性能对传感器的特性有很大影响。（3）加速度测量加速度测量：压电式加速度传感器是利用质量块：压电式加速度传感器是利用质量块m由由预紧力压在晶体片上，如被测加速度预紧力压在晶体片上，如被测加速度a作用时，晶体处会受到作用时，晶体处会受到惯惯性力性力F=ma,由此产生压电效应，因此质量块的质量决定了传感器由此产生压电效应，因此质量块的质量决定了传感器的灵敏度，也影响着传感器的高频响应。的灵敏度，也影响着传感器的高频响应。(书书p112)西南石油大学机电院西南石油大学机电院案例：飞机模态分析案例：飞机模态分析西南石油大学机电院西南石油大学机电院3.3 3.3
18、电阻式传感器电阻式传感器(p173p173)电阻式传感器工作原理电阻式传感器工作原理是把是把被测物理量的变化被测物理量的变化转换为转换为电阻电阻变化变化，再经相应的测量电路显示或记录被测量值的变化。，再经相应的测量电路显示或记录被测量值的变化。敏感元件：应变片、半导体膜片和电位器敏感元件：应变片、半导体膜片和电位器非电量应变电阻应变片弹性原件电阻变化传感器电量西南石油大学机电院西南石油大学机电院工作原理工作原理1)1)金属的金属的电阻应变效应电阻应变效应3.3.1 3.3.1 电阻应变式传感器电阻应变式传感器 应变式传感器是基于测量应变式传感器是基于测量物体受力变形物体受力变形所产生所产生应变
19、应变的一种传感器，最常用的传感元件为的一种传感器，最常用的传感元件为电阻应变片电阻应变片。已知导体（一根圆截面的金属丝）的电阻：电阻应变效应：金属导体（电阻丝）的电阻值随其变形（伸长或缩短）而发生变化的一种物理现象。dlF金属丝的原始电阻金属丝的原始电阻率金属丝的原始长度金属丝的原始横截面积西南石油大学机电院西南石油大学机电院 上述任何一个参数变换均会引起电阻变化上述任何一个参数变换均会引起电阻变化,将将上式上式取对数并微分取对数并微分：金属应变片的电阻金属应变片的电阻R R为为代入代入金属丝长金属丝长l l，截面积截面积A A，电阻率电阻率，则则（1 1）（2 2）西南石油大学机电院西南石油
20、大学机电院金属丝：金属丝：西南石油大学机电院西南石油大学机电院有：有：形变效应形变效应压阻效应压阻效应灵敏度系数灵敏度系数单单位应变所引起的电阻相对变化（或电阻变化率）位应变所引起的电阻相对变化（或电阻变化率）在电阻丝拉伸在电阻丝拉伸比例极限范围比例极限范围内，电阻的相对变化与其所内，电阻的相对变化与其所受的轴向应变是成受的轴向应变是成正比正比的，即的，即S0为常数为常数，于是，于是：通常金属电阻丝的通常金属电阻丝的S0=1.74.6。西南石油大学机电院西南石油大学机电院2)2)应变片的基本结构及测量原理应变片的基本结构及测量原理（敏感栅敏感栅）金属丝式应变金属丝式应变片的内部结构片的内部结构
21、 应变式传感器是将应变式传感器是将应变片粘贴应变片粘贴于于弹弹性体表面性体表面或者直接将应变片粘贴于或者直接将应变片粘贴于被测被测试件试件上。弹性体或试件的变形通过基底上。弹性体或试件的变形通过基底和粘结剂传递给敏感栅，其和粘结剂传递给敏感栅，其电阻值电阻值发生发生相应的相应的变化变化，通过，通过转换电路转换为电压转换电路转换为电压或电流的变化或电流的变化，即可，即可测量应变测量应变。西南石油大学机电院西南石油大学机电院3)3)电阻应变片的分类及材料电阻应变片的分类及材料应变计金属式半导体式丝式箔式薄膜式 金属金属丝式应变片丝式应变片是用是用0.010.05mm0.010.05mm的的金属丝做
22、成敏感栅金属丝做成敏感栅，有，有回线式和短接回线式和短接式式两种。它制作简单、性能稳定、成本两种。它制作简单、性能稳定、成本低、易粘贴。低、易粘贴。回线式回线式因圆弧部分参与变因圆弧部分参与变形，横向效应较大。形，横向效应较大。短接式短接式轴向部分用轴向部分用高电阻率材料、横向部分用低电阻率材高电阻率材料、横向部分用低电阻率材料组合而成，横向效应小。料组合而成，横向效应小。西南石油大学机电院西南石油大学机电院 金属箔式应变片金属箔式应变片是利用是利用照相制版或光刻技术照相制版或光刻技术，将厚约为，将厚约为0.0030.01mm的的金属箔片制成敏感栅金属箔片制成敏感栅。目前应用主要是这种。目前应
23、用主要是这种。箔式应变片q线栅尺寸准确、均匀，可以制成任意形状；q尺寸小（0.2mm），厚度薄（0.0030.01mm）；q表面积大，散热好，电流通过大；q横向效应小。西南石油大学机电院西南石油大学机电院 金属薄膜应变片金属薄膜应变片是是采用是是采用真空蒸发或真空沉积真空蒸发或真空沉积等方法，在薄等方法，在薄的绝缘基片上形成厚度在的绝缘基片上形成厚度在0.1m以下的金属电阻材料薄膜的敏感以下的金属电阻材料薄膜的敏感栅，最后再加上保护层。它的优点是应变灵敏系数大，允许电栅，最后再加上保护层。它的优点是应变灵敏系数大，允许电流密度大，工作范围广，可达流密度大，工作范围广，可达197317。应用范围
24、应用范围：可测量位移、加速度、力、力矩、压力等各：可测量位移、加速度、力、力矩、压力等各种参数。种参数。精度高，测量范围广；精度高，测量范围广；使用寿命长，性能稳定可靠；使用寿命长，性能稳定可靠；结构简单，体积小，重量轻；结构简单，体积小，重量轻；频率响应较好，既可用于静态测量又可用于动态测量；频率响应较好，既可用于静态测量又可用于动态测量；价格低廉，品种多样，便于选择和大量使用。价格低廉，品种多样，便于选择和大量使用。应变式传感器特点应变式传感器特点：西南石油大学机电院西南石油大学机电院p 将应变片粘贴于被将应变片粘贴于被测构件测构件上，直接用来测定构件的应变上，直接用来测定构件的应变和应力
25、。和应力。电阻应变式传感器的应用：电阻应变式传感器的应用：若通过弹性体或试件把位移、力、力矩、加速度、压力若通过弹性体或试件把位移、力、力矩、加速度、压力等物理量等物理量转转换成换成应变应变，则可测量上述各量，而做成各种应变式传感器。，则可测量上述各量，而做成各种应变式传感器。西南石油大学机电院西南石油大学机电院p 将将应变片贴于弹性元件应变片贴于弹性元件上，与弹性元件一起构成应变式传上，与弹性元件一起构成应变式传感器。这种传感器常用来测量力、位移、加速度等物理参数。感器。这种传感器常用来测量力、位移、加速度等物理参数。在这种情况下，弹性元件将在这种情况下，弹性元件将被测物理量转换为成正比变化
26、被测物理量转换为成正比变化的的应变应变，再通过应变片转换为电阻变化输出。，再通过应变片转换为电阻变化输出。西南石油大学机电院西南石油大学机电院西南石油大学机电院西南石油大学机电院1、基本工作原理、基本工作原理简化为：简化为：3.3.2 3.3.2 压阻式传感器压阻式传感器 压阻式传感器的压阻式传感器的工作原理工作原理是压阻效应，即半导是压阻效应，即半导体材料受到应力作用时，其体材料受到应力作用时，其电阻率电阻率会发生变化。会发生变化。机械变形机械变形引起电阻变化可忽略引起电阻变化可忽略（相差几十倍甚至上百倍）（相差几十倍甚至上百倍），电阻变化率主要由电阻变化率主要由 引起：引起：引线端子引线端
27、子西南石油大学机电院西南石油大学机电院2、压阻式传感器的特点、压阻式传感器的特点 压阻式传感器优点压阻式传感器优点 频率响应高频率响应高(有的产品固有频率达有的产品固有频率达1.5兆赫以上兆赫以上),适于动态适于动态测量测量;体积小（有的产品外径可达体积小（有的产品外径可达0.25毫米），适于微型化；毫米），适于微型化；精度高，可达精度高，可达0.10.01；灵敏高灵敏高,比金属应变计高出很多倍，有些应用场合可不加比金属应变计高出很多倍，有些应用场合可不加放大器；放大器；无活动部件，可靠性高，能工作于振动、冲击、腐蚀、无活动部件，可靠性高，能工作于振动、冲击、腐蚀、强干扰等恶劣环境。强干扰等恶
28、劣环境。n 缺点是温度误差大，故需温度补偿或恒温条件下使用。缺点是温度误差大，故需温度补偿或恒温条件下使用。西南石油大学机电院西南石油大学机电院 压阻式传感器广泛地压阻式传感器广泛地应用于应用于航天、航空、航海、石油化工、航天、航空、航海、石油化工、动力机械、生物医学工程、气象、地质、地震测量动力机械、生物医学工程、气象、地质、地震测量等各个领域等各个领域。在航天和航空工业中在航天和航空工业中压力压力是一个关键参数是一个关键参数,对静态和动态压力对静态和动态压力,局部压力和整个压力场的测量都要求很高的精度。压阻式传感局部压力和整个压力场的测量都要求很高的精度。压阻式传感器是用于这方面的器是用于
29、这方面的较理想的传感器较理想的传感器。例如。例如,用于测量直升飞机用于测量直升飞机机翼的机翼的气流压力气流压力分布，测试发动机进气口的分布，测试发动机进气口的动态畸变动态畸变、机翼的、机翼的抖动抖动等。在飞机喷气发动机中心压力的测量中，使用专门设计等。在飞机喷气发动机中心压力的测量中，使用专门设计的的硅压力传感器硅压力传感器,其工作温度达其工作温度达500以上。在波音客机的大气以上。在波音客机的大气数据测量系统中采用了精度高达数据测量系统中采用了精度高达0.05的配套硅压力传感器。的配套硅压力传感器。在尺寸缩小的在尺寸缩小的风洞模型试验风洞模型试验（即空气动力学实验）中，压阻式（即空气动力学实
30、验）中，压阻式传感器能密集安装在风洞进口处和发动机进气管道模型中。单传感器能密集安装在风洞进口处和发动机进气管道模型中。单个传感器直径仅个传感器直径仅2.36毫米，固有频率高达毫米，固有频率高达300千赫千赫,非线性和滞非线性和滞后均为全量程的后均为全量程的0.22。西南石油大学机电院西南石油大学机电院3、压阻式传感器的应用、压阻式传感器的应用压阻式传感器主要用于测量压力和加速度等物理量。压阻式传感器主要用于测量压力和加速度等物理量。如：压阻式加速度传感器，如：压阻式加速度传感器，它采用硅悬臂梁结构。在硅悬臂它采用硅悬臂梁结构。在硅悬臂梁的自由端装有梁的自由端装有敏感质量块敏感质量块，在，在梁
31、的根部，扩散四个性能一致的梁的根部，扩散四个性能一致的压敏电阻，四个压敏电阻连接成压敏电阻，四个压敏电阻连接成电桥，构成扩散硅压阻器件，见电桥，构成扩散硅压阻器件，见图。当悬臂梁自由端的质量块图。当悬臂梁自由端的质量块受受到加速度作用时到加速度作用时，悬臂梁受到，悬臂梁受到弯弯矩的作用产生应力矩的作用产生应力，该应力使扩，该应力使扩散电阻阻值发生变化，使电桥产散电阻阻值发生变化，使电桥产生不平衡，从而输出与外界的加生不平衡，从而输出与外界的加速度成正比的速度成正比的电压值电压值。西南石油大学机电院西南石油大学机电院 由由电阻元件及电刷电阻元件及电刷(活动触点活动触点)两个基本部分组成。两个基本
32、部分组成。利用电位器作为传感元件可制成各种电位器式传感器，利用电位器作为传感元件可制成各种电位器式传感器，可测量可测量位移位移及可以转换为位移的其它物理量参数，如及可以转换为位移的其它物理量参数，如压力、压力、加速度加速度等。等。1 1、变阻式传感器的结构及分类、变阻式传感器的结构及分类3.3.3 3.3.3 变阻式传感器（变阻式传感器（电位器式电位器式传感器）传感器）西南石油大学机电院西南石油大学机电院n 优点：优点：p 结构简单、尺寸小、重量轻、价格低廉且性能稳定结构简单、尺寸小、重量轻、价格低廉且性能稳定 p 受环境因素影响小受环境因素影响小p 可以实现输出可以实现输出输入间任意函数关系
33、输入间任意函数关系p 输出信号大，一般不需放大。输出信号大，一般不需放大。n 缺点：缺点：p 需要较大的输入能量需要较大的输入能量p 分辨力较低分辨力较低p 动态响应较差动态响应较差西南石油大学机电院西南石油大学机电院2、变阻式传感器的工作原理、变阻式传感器的工作原理 如果电阻丝直径与材质一定时，则电阻如果电阻丝直径与材质一定时，则电阻R R随导线长随导线长度度L L而变化。变阻式传感器就是根据这种原理制成的。而变化。变阻式传感器就是根据这种原理制成的。3、变阻式传感器的应用、变阻式传感器的应用 常用来测量位移、常用来测量位移、压力、加速度等参量。压力、加速度等参量。左图为用变阻式传感器制左图为用变阻式传感器制作的作的位移传感器位移传感器的结构图。的结构图。西南石油大学机电院西南石油大学机电院变阻器式传感器产品变阻器式传感器产品西南石油大学机电院西南石油大学机电院案例：案例：玩具机器人（广州中鸣数码玩具机器人（广州中鸣数码 ）原理：电机原理：电机-转角转角 -电位器电位器 -电阻电阻