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1、中职中职 自动检测与传感技术自动检测与传感技术项目教项目教程项目一课件程项目一课件 高教版高教版项目一项目一 自动检测基础自动检测基础新课导入新课导入 ：当你走近银行要办理业务时，银行的门为何会自动打开；当你走进：当你走近银行要办理业务时，银行的门为何会自动打开；当你走进漆黑的楼道时，感应灯为何会自动点亮；当你休闲在家看电视时，为何可以摇控漆黑的楼道时，感应灯为何会自动点亮；当你休闲在家看电视时，为何可以摇控调台；以上这些我们日常生活中常见的自动控制现象，就是我们今天要学习和了调台；以上这些我们日常生活中常见的自动控制现象，就是我们今天要学习和了解的自动检测系统。解的自动检测系统。知识目标知识
2、目标 掌握检测的概念及自动检测系统的组成掌握检测的概念及自动检测系统的组成 掌握测量的定义及分类掌握测量的定义及分类 理解传感器的概念及其基本特性理解传感器的概念及其基本特性能力目标能力目标 能认识常见传感器并了解其结构及特性能认识常见传感器并了解其结构及特性 会计算测量误差会计算测量误差 能初步认识自动检测系统及组成能初步认识自动检测系统及组成自动检测与转换技术自动检测与转换技术是自动检测技术和自动转换技术的总称，是自动检测技术和自动转换技术的总称，是自动化科学技术的一个重要分支科学。它是以信息提取、信息转是自动化科学技术的一个重要分支科学。它是以信息提取、信息转换、信息处理为主要研究内容的
3、一门应用技术。换、信息处理为主要研究内容的一门应用技术。项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务一任务一 测量及测量误差测量及测量误差一、一、测量的定义测量的定义 测量就是借助于专用的技术工具或手段，通过实验的方法把测量就是借助于专用的技术工具或手段，通过实验的方法把被测量与同性质的标准量进行比较，求取二者比值，从而得到被被测量与同性质的标准量进行比较，求取二者比值，从而得到被测量数值的过程。测量数值的过程。二、测量的方法二、测量的方法1.1.根据测量的手段，有直接测量方法和间接测量方法。根据测量的手段，有直接测量方法和间接测量方法。直接测量直接测量 间接测量间接测量 项目一项目一 自动检测
4、基础自动检测基础任务一任务一 测量及测量误差测量及测量误差2.2.根据被测量是否随时问变化，有静态测量方法和动态测量方法。根据被测量是否随时问变化，有静态测量方法和动态测量方法。静态测量静态测量 动态测量（地震振动波的测量）动态测量（地震振动波的测量）项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务一任务一 测量及测量误差测量及测量误差3.3.根据测量时是否与被测对象接触，有接触式测量方法和非接触根据测量时是否与被测对象接触，有接触式测量方法和非接触式测量方法。式测量方法。接触式测量接触式测量 非接触式测量（红外传感器测量非接触式测量（红外传感器测量ICIC温度）温度）项目一项目一 自动检测基础自动
5、检测基础任务一任务一 测量及测量误差测量及测量误差4.4.根据是否在生产线上，有在线测量方法和离线测量方法。根据是否在生产线上，有在线测量方法和离线测量方法。在线测量在线测量 离线测量离线测量项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务一任务一 测量及测量误差测量及测量误差三、测量的误差三、测量的误差1 1、测量的目的：、测量的目的：是得到被测量的真值。是得到被测量的真值。2 2、真值：、真值：是指在一定条件下被测量客观存在的实际值。是指在一定条件下被测量客观存在的实际值。真值有理论真值、约定真值和相对真值三种。真值有理论真值、约定真值和相对真值三种。3 3、理论真值：、理论真值：是一个变量本身
6、所具有的真实值，它是一个理想是一个变量本身所具有的真实值，它是一个理想的概念，一般是无法得到的。所以在计算误差时，一般用约定真的概念，一般是无法得到的。所以在计算误差时，一般用约定真值或相对真值来代替。值或相对真值来代替。4 4、约定真值：、约定真值：是一个接近真值的值，它与真值之差可忽略不计。是一个接近真值的值，它与真值之差可忽略不计。实际测量中在没有系统误差的情况下，把足够多次的测量值的平实际测量中在没有系统误差的情况下，把足够多次的测量值的平均值作为约定真值。均值作为约定真值。5 5、相对真值：、相对真值：是指当高一级仪表的误差仅为低一级仪表的误差是指当高一级仪表的误差仅为低一级仪表的误
7、差1/31/3时，可认为高一级仪表测量值为低一级仪表测量值的相对真时，可认为高一级仪表测量值为低一级仪表测量值的相对真值。值。6 6、测量误差：、测量误差：测量值测量值(也叫示值也叫示值)与真值之间的差值称为测量误与真值之间的差值称为测量误差。差。7 7、误差分类：绝对误差和相对误差、误差分类：绝对误差和相对误差 项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务一任务一 测量及测量误差测量及测量误差三、测量的误差三、测量的误差（1 1）绝对误差）绝对误差 绝对误差是测量值（示值）绝对误差是测量值（示值）AxAx与真值与真值A0A0之间的差值，即之间的差值，即 A Ax xA A0 0 (1 (11)
8、1)在实验室测量中，常用修正值在实验室测量中，常用修正值表示真值与测量值之差，即表示真值与测量值之差，即 A A0 0A Ax x (1 (12)2)（2 2）相对误差）相对误差 相对误差即百分比误差，相对误差即百分比误差，它可分为实际相对误差、示值相对它可分为实际相对误差、示值相对误差和满度相对误差。误差和满度相对误差。实际相对误差实际相对误差A A：实际相对误差实际相对误差A A用绝对误差用绝对误差与约定真值与约定真值A A0 0的百分比来表示：的百分比来表示：A 100%(13)项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务一任务一 测量及测量误差测量及测量误差三、测量的误差三、测量的误差
9、示值相对误差示值相对误差x x：示值相对误差：示值相对误差x x用绝对误差用绝对误差与示值与示值A Ax x的百的百分比来表示分比来表示 x x 100%(1100%(14)4)满度相对误差满度相对误差m m：满度相对误差：满度相对误差m m用绝对误差用绝对误差与仪表满量程与仪表满量程值值A Am m的百分比来表示的百分比来表示 m m l00%(1l00%(15)5)在式在式(1-5)(1-5)中，对测量下限不为零的仪表而言，量程中，对测量下限不为零的仪表而言，量程A Am m A AmaxmaxA Aminmin。准确度：传感器的误差是以准确度来表示的。当准确度：传感器的误差是以准确度来表
10、示的。当取最大值取最大值m m时，时，准确度常用最大满度相对误差来定义准确度常用最大满度相对误差来定义 S S 100%(1100%(16)6)项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务一任务一 测量及测量误差测量及测量误差三、测量的误差三、测量的误差 仪表的准确度习惯上称为精度，准确度等级习惯上称为精度等级。仪表的准确度习惯上称为精度，准确度等级习惯上称为精度等级。准确度表示传感器的最大相对误差。准确度等级准确度表示传感器的最大相对误差。准确度等级S S规定取一系列标准规定取一系列标准值。我国的电工仪表等级分为七级：即值。我国的电工仪表等级分为七级：即0.10.1、0.20.2、0.50.5
11、、1.01.0、1.51.5、2.52.5、5.05.0级。级。【例例1-11-1】有一台测量仪表，测量范围为有一台测量仪表，测量范围为00+500+500，准确度为，准确度为0.50.5级。现用它测量级。现用它测量200200的温度，求仪表引起的最大绝对误差和示值相的温度，求仪表引起的最大绝对误差和示值相对误差。对误差。解：由已知条件得知：解：由已知条件得知：S S 100%100%0.5%0.5%A AmaxmaxA Aminmin 50050000500500 最大绝对误差最大绝对误差 m m SASAm m0.5%500 0.5%500 2.52.5 最大示值相对误差最大示值相对误差
12、x x l00%l00%l00%l00%1.25%1.25%项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务一任务一 测量及测量误差测量及测量误差三、测量的误差三、测量的误差【例例1-21-2】有两台测温仪器，其测量范围分别为有两台测温仪器，其测量范围分别为200200+800+800和和60060011001100，已知其最大绝对误差为，已知其最大绝对误差为55，试分别确定它们的精度，试分别确定它们的精度等级。等级。解：已知最大绝对误差解：已知最大绝对误差m m55 仪器一的最大测量范围仪器一的最大测量范围A Am1m1800800（200200）10001000 S S1 1 l00%l00%l
13、00%l00%0.5%0.5%仪器二的最大测量范围仪器二的最大测量范围A Am2m211001100600600500500 S S2 2 l00%l00%l00%l00%1%1%由此可知两台测温仪表的精度等级分别为由此可知两台测温仪表的精度等级分别为0.50.5级和级和1 1级级项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务一任务一 测量及测量误差测量及测量误差三、测量的误差三、测量的误差【例例1-31-3】现有现有0.50.5级的级的0 0500500和和1.01.0级的级的0 0 200200的两个温度计，要的两个温度计，要测测100100的温度，试问采用哪个温度计好？的温度，试问采用哪个温
14、度计好？解：解：0.50.5级的温度计级的温度计S S1 1 100%100%0.5%0.5%1.0 1.0级的温度计级的温度计S S2 2 100%100%1.0%1.0%A Am1m1 50050000500500，A Am2m2 20020000200200m1m1A Am1m1SS1 15000.5%5000.5%2.52.5，m2m2Am2S2Am2S22001.0%2001.0%2 2 0.5 0.5级的最大示值相对误差级的最大示值相对误差x1x1 100%100%2.5%2.5%1.0 1.0级的最大示值相对误差级的最大示值相对误差x2x2 100%100%2.0%2.0%由于由
15、于x1x2 x1x2 所以用所以用1.01.0级的温度计比用级的温度计比用0.50.5级的温度计更合适。因此，级的温度计更合适。因此，在选用仪表时应兼顾精度等级和量程。在选用仪表时应兼顾精度等级和量程。项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务二任务二 检测及自动检测系统检测及自动检测系统一、检测的基本概念一、检测的基本概念1.1.检测检测就是利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，将生就是利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检验测量的方法赋予定性或产、科研、生活等各方面的有关信息通过检验测量的方法赋予定性或定量结果的过程。定量结果的过程
16、。2.2.自动检测自动检测就是在测量和检验过程中完全不需要或仅需要很少的人工就是在测量和检验过程中完全不需要或仅需要很少的人工干预而自动完成的检测。实现自动检测可以提高自动化的水平和程度，干预而自动完成的检测。实现自动检测可以提高自动化的水平和程度，减少人为干扰因素或人为差错，提高生产过程或设备的可靠性和运行减少人为干扰因素或人为差错，提高生产过程或设备的可靠性和运行效率。效率。自动门控制系统自动门控制系统 感应水笼头感应水笼头 项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务二任务二 检测及自动检测系统检测及自动检测系统一、检测的基本概念一、检测的基本概念1.1.检测：检测：就是利用各种物理、化学
17、效应，选择合适的方法与装置，将就是利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检验测量的方法赋予定性生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检验测量的方法赋予定性或定量结果的过程。或定量结果的过程。2.2.自动检测：自动检测：就是在测量和检验过程中完全不需要或仅需要很少的人就是在测量和检验过程中完全不需要或仅需要很少的人工干预而自动完成的检测。实现自动检测可以提高自动化的水平和程工干预而自动完成的检测。实现自动检测可以提高自动化的水平和程度，减少人为干扰因素或人为差错，提高生产过程或设备的可靠性和度，减少人为干扰因素或人为差错，提高生产过程或设备的可靠性
18、和运行效率。生活中常见的自动检测系统如下图所示。运行效率。生活中常见的自动检测系统如下图所示。自动门控制系统自动门控制系统项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务二任务二 检测及自动检测系统检测及自动检测系统一、检测的基本概念一、检测的基本概念 自动亮灯防盗报警自动亮灯防盗报警 楼道感应灯楼道感应灯 感应水笼头感应水笼头 项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务二任务二 检测及自动检测系统检测及自动检测系统一、检测的基本概念一、检测的基本概念色标传感器检测产品颜色色标传感器检测产品颜色 产品包装色彩检测、分选产品包装色彩检测、分选项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务二任务二 检测及自
19、动检测系统检测及自动检测系统二、自动检测系统的组成二、自动检测系统的组成1.1.自动检测系统组成：自动检测系统组成：它由传感器、测量电路、记录存储或显示部分以及处理器等组成。它由传感器、测量电路、记录存储或显示部分以及处理器等组成。自动检测系统应能完成对被测对象进行变换、分析、处理、判断、自动检测系统应能完成对被测对象进行变换、分析、处理、判断、比较、存储、控制及显示等功能。比较、存储、控制及显示等功能。2.2.自动检测组成框图：自动检测组成框图：自动检测系统框图自动检测系统框图项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务二任务二 检测及自动检测系统检测及自动检测系统二、自动检测系统的组成二、自
20、动检测系统的组成3.3.各部分作用：各部分作用：（1 1）传感器：）传感器：直接作用于被测量，并将被测量转换成电信号。传感直接作用于被测量，并将被测量转换成电信号。传感器输出的电信号往往很弱，必须要由测量电路转换成标准电信号。器输出的电信号往往很弱，必须要由测量电路转换成标准电信号。（2 2）测量电路：）测量电路：是中间变换装置，它包括信号处理电路和信号转换是中间变换装置，它包括信号处理电路和信号转换电路。信号处理电路把来自传感器的信号转换成更适合于进一步传输电路。信号处理电路把来自传感器的信号转换成更适合于进一步传输和处理的形式。信号转换是指电信号之间的转换，如放大，将阻抗的和处理的形式。信
21、号转换是指电信号之间的转换，如放大，将阻抗的变化转换成电压的变化，或将阻抗的变化转换成频率的变化以及变化转换成电压的变化，或将阻抗的变化转换成频率的变化以及A/DA/D、D/AD/A等。测量电路将转换后的电信号进行各种运算、滤波、分析，将等。测量电路将转换后的电信号进行各种运算、滤波、分析，将结果输至显示、记录部分或控制系统的执行机构。是自动检测系统不结果输至显示、记录部分或控制系统的执行机构。是自动检测系统不可缺少的部分。可缺少的部分。（3 3）显示记录部分：）显示记录部分：是检测系统的最后一个环节，其作用是将测量是检测系统的最后一个环节，其作用是将测量电路送来的信号显示或记录下来，供观测与
22、研究。电路送来的信号显示或记录下来，供观测与研究。（4 4）控制器：）控制器：是执行机构，它的作用是根据电子控制单元的指令驱是执行机构，它的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件运动。许多检测系统能输出与被测量有关的电流或电压信动机械部件运动。许多检测系统能输出与被测量有关的电流或电压信号，作为自动控制系统的控制信号，来驱动这些执行机构。号，作为自动控制系统的控制信号，来驱动这些执行机构。项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务二任务二 检测及自动检测系统检测及自动检测系统三、检测技术的应用三、检测技术的应用1.1.工程技术领域：工程技术领域：在线质量检测、工程研究、产品开发、生产监督、在
23、线质量检测、工程研究、产品开发、生产监督、质量控制和性能实验等，都离不开检测技术。质量控制和性能实验等，都离不开检测技术。零件尺寸检测零件尺寸检测 产品缺陷检测产品缺陷检测 装配定位检测装配定位检测项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务二任务二 检测及自动检测系统检测及自动检测系统三、检测技术的应用三、检测技术的应用2.2.机械制造行业：机械制造行业：在机床、汽车等设备和电机、发动机等零部在机床、汽车等设备和电机、发动机等零部件出厂时，必须对其性能质量进行测量和出厂检验件出厂时，必须对其性能质量进行测量和出厂检验齿轮测量齿轮测量 汽车扭矩测量汽车扭矩测量 项目一项目一 自动检测基础自动检测
24、基础任务二任务二 检测及自动检测系统检测及自动检测系统三、检测技术的应用三、检测技术的应用3.3.在交通领域在交通领域：汽车的行驶速度、行驶距离、发动机旋转速度以及燃汽车的行驶速度、行驶距离、发动机旋转速度以及燃料剩余量等有关参数都需要自动检测，汽车防滑控制、防盗、防抱死、料剩余量等有关参数都需要自动检测，汽车防滑控制、防盗、防抱死、排气循环、电子变速控制等装置都应用了检测技术。排气循环、电子变速控制等装置都应用了检测技术。汽车中的自动控制系统汽车中的自动控制系统 项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务二任务二 检测及自动检测系统检测及自动检测系统三、检测技术的应用三、检测技术的应用4.4
25、.在国防领域：在国防领域：检测技术用得更多。例如，利用红外探测可以发现检测技术用得更多。例如，利用红外探测可以发现地形、地物及敌方各种军事目标；若研究飞机的强度，就要在机身、地形、地物及敌方各种军事目标；若研究飞机的强度，就要在机身、机翼上贴上几百片应变片进行动态测量。机翼上贴上几百片应变片进行动态测量。检测飞机裂缝检测飞机裂缝 项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务二任务二 检测及自动检测系统检测及自动检测系统三、检测技术的应用三、检测技术的应用5.5.在航空、航天领域：在航空、航天领域：大型飞机在云层上被自动驾驶，并能在恶劣大型飞机在云层上被自动驾驶，并能在恶劣的气候条件下安全的气候条
26、件下安全“盲目盲目”着陆；空着陆；空-空导弹的自动跟踪；人造卫星空导弹的自动跟踪；人造卫星在太空进行遥感、遥测等高科技无一例外地应用了检测技术。在太空进行遥感、遥测等高科技无一例外地应用了检测技术。卫星摇感探测卫星摇感探测项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务二任务二 检测及自动检测系统检测及自动检测系统三、检测技术的应用三、检测技术的应用6.6.日常生活中：日常生活中：我们使用的家用电器也都离不开检测技术。例如，我们使用的家用电器也都离不开检测技术。例如，自动洗衣机、空调机、电子热水器、吸尘器、照相机、音像设备等都自动洗衣机、空调机、电子热水器、吸尘器、照相机、音像设备等都应用了检测技术
27、。应用了检测技术。全自动洗衣机中的滚筒液面高度自动检测全自动洗衣机中的滚筒液面高度自动检测项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务三任务三 传感器及其基本特性传感器及其基本特性一、传感器的定义及作用一、传感器的定义及作用1.1.传感器的定义：传感器的定义：传感器是指能够感受或响应规定的被测量，并按照传感器是指能够感受或响应规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。不同类型的传感器不同类型的传感器项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务三任务三 传感器及其基本特性传感器及其基本特性一、传感器的定义及作用一、传感器的定义及作用2.2
28、.传感器的作用：传感器的作用：（1 1）传感器与被测对象直接连接，它位于自动检测系统的最前沿，）传感器与被测对象直接连接，它位于自动检测系统的最前沿，是信号直接采集者，是获取准确信息的关键器件。是信号直接采集者，是获取准确信息的关键器件。（2 2）传感器是人体五官的延伸。人体五官虽然能感受自然、获取信）传感器是人体五官的延伸。人体五官虽然能感受自然、获取信息，如人的手指可以感受物体的温度、软硬、轻重、大小、粘度等，息，如人的手指可以感受物体的温度、软硬、轻重、大小、粘度等，但人体五官感知自然却有极大的局限性。但人体五官感知自然却有极大的局限性。（3 3）在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位
29、。要获取大量人）在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。它是类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。它是很多边缘学科开发的先驱。很多边缘学科开发的先驱。（4 4）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）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传递生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态，并使产监视和传递生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态，并使产品达到合格的质量。在计算机控制系统中，为了收集和测量诸多参数，品达到合格的质量。在计算机控制系统中，为了收集和测量诸多参数
30、，广泛采用了各种传感器。它的主要功能是把被测参数的非电量信号转广泛采用了各种传感器。它的主要功能是把被测参数的非电量信号转换成电量信号。这些信号被转换成统一的标准电平后送入计算机。传换成电量信号。这些信号被转换成统一的标准电平后送入计算机。传感器精度的高低直接影响计算机控制系统的精度。可以说没有众多的感器精度的高低直接影响计算机控制系统的精度。可以说没有众多的优良传感器，现代化生产也就失去了基础。优良传感器，现代化生产也就失去了基础。项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务三任务三 传感器及其基本特性传感器及其基本特性二、传感器的组成及分类二、传感器的组成及分类1.1.传感器的组成：传感器的
31、组成：传感器通常由敏感元件、传感元件及转换电路组成。传感器通常由敏感元件、传感元件及转换电路组成。传感器组成框图传感器组成框图（1 1）敏感元件：敏感元件：是指传感器中能够灵敏地感受被测变量并做出响应是指传感器中能够灵敏地感受被测变量并做出响应的部分。例如，铂电阻能根据温度的升降而改变电阻值，电阻值的的部分。例如，铂电阻能根据温度的升降而改变电阻值，电阻值的变化就是对温度升降做出的响应，所以铂电阻就是一种温度敏感元变化就是对温度升降做出的响应，所以铂电阻就是一种温度敏感元件。件。（2 2）传感元件：传感元件：是指传感器中能将敏感元件输出的非电量转换成适是指传感器中能将敏感元件输出的非电量转换成
32、适于传输和测量的电信号的部分。传感元件就是完成非电量转换成电于传输和测量的电信号的部分。传感元件就是完成非电量转换成电量的工作，也称转换元件。量的工作，也称转换元件。项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务三任务三 传感器及其基本特性传感器及其基本特性二、传感器的组成及分类二、传感器的组成及分类（3 3）转换电路：）转换电路：是指将传感器输出的微弱电信号转换成易于处理的电是指将传感器输出的微弱电信号转换成易于处理的电量的部分。量的部分。例：例：下图所示为变隙式差动气体压力传感器。它由下图所示为变隙式差动气体压力传感器。它由C C型弹簧管、电感线型弹簧管、电感线圈、衔铁及转换电路等组成。其中圈
33、、衔铁及转换电路等组成。其中C C型弹簧管为敏感元件，衔铁为传感型弹簧管为敏感元件，衔铁为传感元件。元件。C C型弹簧管的下部与大气相通，内部感受被测压力型弹簧管的下部与大气相通，内部感受被测压力P P。项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务三任务三 传感器及其基本特性传感器及其基本特性二、传感器的组成及分类二、传感器的组成及分类2.2.传感器的分类：传感器的分类：（1 1）按被测参数可分为）按被测参数可分为位移传感器、压力传感器、温度传感器、流位移传感器、压力传感器、温度传感器、流量传感器、速度传感器、加速传感器度、气体传感器、湿度传感器及量传感器、速度传感器、加速传感器度、气体传感器、
34、湿度传感器及转矩传感器等。这种分类方法的优点是比较清楚地表达了传感器的用转矩传感器等。这种分类方法的优点是比较清楚地表达了传感器的用途，使用户一目了然，便于选用，本书就是采用这种方法。途，使用户一目了然，便于选用，本书就是采用这种方法。（2 2）按输出信号的类型可分为）按输出信号的类型可分为开关型传感器、模拟式侍感器和数字开关型传感器、模拟式侍感器和数字式传感器。开关型传感器输出的是开关量（式传感器。开关型传感器输出的是开关量（“l l”和和“0 0”或或“开开”和和“关关”），模拟式传感器的输出量是与被测量成一定关系的模拟信号，），模拟式传感器的输出量是与被测量成一定关系的模拟信号，如果需要
35、与计算机配合或用数字显示，还必须经过模如果需要与计算机配合或用数字显示，还必须经过模/数（数（A/DA/D）转换）转换电路。数字式传感器的输出量是脉冲或代码，是数字量。可直接与计电路。数字式传感器的输出量是脉冲或代码，是数字量。可直接与计算机连接或用数字显示，读取方便，抗干扰能力强。算机连接或用数字显示，读取方便，抗干扰能力强。（3 3）按工作原理可分为）按工作原理可分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、霍尔式传感器、压电式传感器、光电式传感器等。这种分类的优器、霍尔式传感器、压电式传感器、光电式传感器等。这种分类的优点是对传感器的工作原理表达的比
36、较清楚，而且类别少，较为系统。点是对传感器的工作原理表达的比较清楚，而且类别少，较为系统。项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务三任务三 传感器及其基本特性传感器及其基本特性三、传感器的基本特性三、传感器的基本特性传感器的基本特性：传感器的基本特性：是指传感器输出量与输入量之间的关系特性。它是指传感器输出量与输入量之间的关系特性。它分为静态特性和动态特性两种。分为静态特性和动态特性两种。1.1.静态特性：静态特性：是指被测量处于稳定状态（不随时间变化或随时间变化是指被测量处于稳定状态（不随时间变化或随时间变化很小）时传感器输出与输入之间的关系特性。它表示传感器在被测很小）时传感器输出与输入
37、之间的关系特性。它表示传感器在被测量各个值处于稳定状态下输入输出的关系。传感器静态特性的主要量各个值处于稳定状态下输入输出的关系。传感器静态特性的主要指标有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率、漂移、稳定性指标有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率、漂移、稳定性等。等。（1 1）线性度：线性度：是指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离是指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度，称为传感器的线性度或非线性误差。拟合直线的程度，称为传感器的线性度或非线性误差。通常将传感器输出的起始点与满量程点连接起来的直线作为拟合直通常将传感器输出的起始点与满量程点连接起来的直线作为拟
38、合直线。线。L 100%式中：式中：ymaxymax为最大非线性误差为最大非线性误差 ymaxymaxyminymin为输出范围为输出范围项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务三任务三 传感器及其基本特性传感器及其基本特性三、传感器的基本特性三、传感器的基本特性（2 2）灵敏度：）灵敏度：是传感器静态特性的一个重要指标。其定义为输出量的是传感器静态特性的一个重要指标。其定义为输出量的增量与引起该增量的输入量增量之比。用增量与引起该增量的输入量增量之比。用S S表示，即：表示，即：S S 对于线性传感器来说，灵敏度是一个常数。对于线性传感器来说，灵敏度是一个常数。S S越大，灵敏度越高。越大
39、，灵敏度越高。线性度线性度 迟滞迟滞项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务三任务三 传感器及其基本特性传感器及其基本特性三、传感器的基本特性三、传感器的基本特性（3 3）迟滞：）迟滞：传感器在输入量由小到大（正行程）及输入量由大到传感器在输入量由小到大（正行程）及输入量由大到小（反行程）变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象称为迟小（反行程）变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象称为迟滞。对于同一大小的输入信号，传感器的正反行程输出信号大小滞。对于同一大小的输入信号，传感器的正反行程输出信号大小不相等，这个差值称为迟滞差值。产生迟滞现象的主要原因是传不相等，这个差值称为迟滞差值。产生迟滞现
40、象的主要原因是传感器的机械部分不可避免存在着间隙、摩擦及松动等。感器的机械部分不可避免存在着间隙、摩擦及松动等。（4 4）分辨力：）分辨力：是指在规定范围内传感器所能检测到的输入量的最是指在规定范围内传感器所能检测到的输入量的最小变化量的能力。分辨力即是仪表所能显示的最小单位。分辨率小变化量的能力。分辨力即是仪表所能显示的最小单位。分辨率即是分辨力与仪表满量程的比值，分辨率反映传感器对输入量极即是分辨力与仪表满量程的比值，分辨率反映传感器对输入量极小变化的分辨能力。小变化的分辨能力。（5 5）重复性：）重复性：是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续
41、多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。变化时，所得特性曲线不一致的程度。R Rmax1max1、R Rmax2max2分别是正、分别是正、反行程中的最大偏差。多次按相同输入条件测试的输出特性曲线反行程中的最大偏差。多次按相同输入条件测试的输出特性曲线越重合，其重复性越好，误差越小。越重合，其重复性越好，误差越小。项目一项目一 自动检测基础自动检测基础任务三任务三 传感器及其基本特性传感器及其基本特性三、传感器的基本特性三、传感器的基本特性（6 6）稳定性）稳定性稳定性一般包括稳定度和环境影响量两稳定性一般包括稳定度和环境影响量两个方面。个方面。稳定度是指传感器在任何条件均保持恒稳定度是指传感器
42、在任何条件均保持恒定不变的情况下，输出信号稳定时间定不变的情况下，输出信号稳定时间的长短，其值越大说明稳定度越高的长短，其值越大说明稳定度越高。重复性重复性2.2.动态特性：指输入量随时间变化时传感器的响应特性。动态特性：指输入量随时间变化时传感器的响应特性。传感器要检测的输入信号是随时间而变化的，传感器的特传感器要检测的输入信号是随时间而变化的，传感器的特性应能跟踪输入信号的变化，这样才可以获得准确的输出性应能跟踪输入信号的变化，这样才可以获得准确的输出信号。如果输入信号变化太快，传感器就可能跟不上。因信号。如果输入信号变化太快，传感器就可能跟不上。因此，动态特性是传感器的重要特性之一。传感器主要有固此，动态特性是传感器的重要特性之一。传感器主要有固有频率、时间常数、频率范围、响应时间、阻尼系数、临有频率、时间常数、频率范围、响应时间、阻尼系数、临界速度等动态技术指标。界速度等动态技术指标。