传感器原理与应用：从机械到电信号的转换

"07 工程测试技术 第三章 传感器原理及应用.ppt" 本文主要探讨了工程测试技术中的核心部分——传感器的原理及应用基础。传感器在现代科技和工业生产中扮演着至关重要的角色，它能将各种非电信号转化为电信号，便于后续的测量和处理。 首先，传感器被定义为一种信息转换装置，它能够将外界的非电信号（如温度、压力、位移等）转换成电信号。这种转换通常是通过敏感元件来完成的，敏感元件感受被测物理量并将其转换。辅助器件则包括信号放大、阻抗匹配等电路，以及壳体和导线等组成部分，它们共同确保传感器的有效工作。 其次，传感器按照被测物理量可以分为多种类型，如机械量（长度、厚度）、声学量（声压、噪声）、磁学量（磁通、磁场）、热学量（温度、热量、比热）和光学量（亮度、色彩）等。此外，还可以根据其工作原理分为能量转换型和能量控制型。能量转换型传感器直接利用被测对象的能量工作，如热电偶温度计、压电式加速度计；而能量控制型传感器则依赖外部供给的能量，并由被测量控制能量变化，如电阻应变片。 再者，根据敏感元件与被测对象之间能量关系，传感器可分为物性型和结构型。物性型传感器依赖敏感元件材料自身物理性质的变化来实现信号转换，如水银温度计；结构型传感器则通过结构参数的变化完成信号转变，例如电容式和电感式传感器。 在具体类型的传感器中，电阻式传感器是一类重要类别，包括应变式（如金属应变片和半导体应变片）、热电阻式（如热电偶）、光敏电阻、磁敏电阻和气敏电阻等。这些传感器广泛应用于力、温度、光强度和气体浓度等参数的测量。 此外，电感式传感器也是传感器家族中的重要成员，主要包括涡流式、互感式和可变磁阻式。它们利用电磁感应原理来检测磁场变化或被测物体的位移，广泛应用于位置、速度和磁场强度的检测。 传感器原理及应用是工程测试技术中的关键知识点，涵盖了传感器的定义、构成、分类和各种类型传感器的工作原理。深入理解这些内容对于设计、选择和使用传感器至关重要，以满足各种工程测试和自动化系统的需求。