传感器检测技术详解

该文档是关于传感器检测技术的参考资料，主要涵盖了传感器信号的预处理方法、霍尔效应、压电效应、光电效应及其相关元件、检测系统组成、灵敏度计算、测温系统的总灵敏度计算以及仪表选择和误差分类。 1、传感器信号的预处理方法： 传感器信号的预处理至关重要，它包括了阻抗变换电路，用于匹配不同阻抗的设备；放大电路，用于增强微弱信号；电流电压转换电路，将电流信号转换为电压信号以便于处理；频率电压转换电路，将高频信号转化为低频或直流信号；电桥电路，用于检测物理量的变化；电荷放大电路，用于放大电荷信号；交直流转换电路，将交流信号变为直流信号；滤波电路，消除噪声和干扰；非线性校正电路，校正传感器的非线性响应；对数压缩电路，改善信号动态范围。 2、霍尔效应： 霍尔效应是指在磁场中，当电流通过一个导体或半导体时，电荷载流子受到洛伦兹力偏转，导致在导体两侧产生电压，即霍尔电压。这种现象广泛应用于磁感应强度的测量，如霍尔传感器。 3、压电效应： 压电效应是某些晶体和多晶体陶瓷在受到外力作用时，会在对应晶面上产生电荷的现象。当外力消失，电荷也会消失。常见的具有压电效应的物质有石英晶体、压电陶瓷和高分子压电材料，常用于压力、振动等物理量的测量。 4、光电效应： 光电效应分为外光电效应（如光电管、光电倍增管）和内光电效应（如光敏电阻、光敏晶体管、光电池）。外光电效应是光照射导致电子逸出，内光电效应是光导致材料内部电导率改变。 5、检测系统组成： 检测系统通常由传感器、信号调理电路、数据采集系统和数据处理与显示部分组成。传感器负责感知物理量，调理电路处理信号，数据采集系统记录和传输数据，数据处理与显示部分将信息呈现给用户。 6、灵敏度计算： 灵敏度是测量系统输出变化量与输入变化量的比值，例如在给定的例子中，位移测量仪的灵敏度是输出电压变化量除以位移变化量。 7、测温系统总灵敏度计算： 测温系统总灵敏度是各个组件灵敏度的乘积，包括铂电阻温度传感器、电桥、放大器和记录仪。根据给定的灵敏度值，可以计算出系统的总灵敏度，并进一步求得温度变化值。 8、仪表选择： 在测量500℃温度时，选择精度等级为1.5级的测温仪表最为合理，因为其相对误差不超过2.5%，低于其他等级的仪表。 9、系统误差与随机误差： 系统误差是由于固定原因导致的、在重复测量中始终存在的误差，而随机误差则是在多次测量中无规律地变化的误差。正确度反映了系统误差的大小，精密度则表示随机误差的大小。正确度体现了测量结果接近真值的程度，精密度则表示测量结果的一致性。