传感器

传感器的思维导图，介绍了电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器的知识，希望这份脑图会对你有所帮助。

传感器

• 概念
  • 组成
    • 敏感元件
    • 测量电路
      • 电桥、放大器、振荡器
    • 其他辅助元件
  • 分类
    • 用途
      • 力传感器
      • 温度传感器
      • 速度传感器
      • 位移传感器...
    • 工作原理、信号
      • 机械、电气、光学
    • 信号变换特征
      • 物性型、结构型
    • 与被测对象之间的能量关系
      • 能量转换型（由被测对象输入）
      • 能量控制型（外部供给）
    • 输出信号性质
      • 模拟、数字
• 电阻式传感器
  • 变阻器式（电位器式）传感器
    • 优点：结构简单，性能稳定、使用方便
    • 缺点：分辨力不高受电阻丝直径和线圈螺距限制、噪声大。
    • 用途：测量变化缓慢的低频大位移信号。
    • 直线位移、角位移
  • 电阻应变片式传感器
    • 金属电阻应变片
      • 导体形变引起电阻的变化（形变效应）
      • 结构：敏感栅、基片、覆盖层和引线
      • 优点：1、允许通过的电流较大，灵敏度高。2、易加工，适于成批生产，成本低
    • 半导体电阻应变片
      • 半导体电阻率变化引起电阻的变化（压阻效应）
      • 优点：灵敏度高、机械滞后小、体积小
      • 缺点：受温度影响大、大应变时非线性误差大
    • 常采用电桥提高测量灵敏度、实现温度补偿
    • 优点
      • 精度高
      • 测量范围广
      • 分辨率高
      • 频率响应特性好
      • 结构简单，尺寸小
      • 适合动、静测量，环境适应性好
    • 缺点
      • 大应变时非线性误差大
      • 半导体对环境温度有要求
    • 应用
      • 力、位移、压力、力矩和加速度
• 电感式传感器
  • 可变磁阻式自感型传感器
    • 变气隙式自感型传感器
      • 非线性误差较大（灵敏度非常数）
      • 适用于微小位移测量（较小气隙长度来提高灵敏度）
      • 电感只能对非稳恒电流起作用。
    • 螺管式自感型传感器
      • 单线圈螺管式自感型传感器
        • 灵敏度低、适用于大位移
      • 差动双线圈螺管式自感型传感器
        • 灵敏度高，线性区大
  • 差动变压器式互感型传感器
    • 精度高、灵敏度高、线性范围大、结构简单、稳定度好、常用于直线位移测量
  • 电涡流式传感器（电涡流效应）
    • 高频反射式电涡流传感器(自感)
    • 低频透射式电涡流传感器
      • 多用于测量材料的厚度
    • 涡流传感器的测量电路一般有阻抗分压式调幅电路及调频电路。
    • 应用：位移、厚度、表面温度、速度、应力、材料损伤
  • 利用电磁感应原理，将被测量转换成电磁线圈的自感系数L或互感系数M变化的一种装量。
• 电容式传感器
  • 定义：采用电容器作为传感元件，将不同物理量的变化转换为电容量的变化。
  • 变极距型~
    • 极距越小，灵敏度高，存在非线性误差；较小极距变化内，近似线性关系
    • 动态响应快，可用于动态非接触测量；灵敏度高，但存在非线性误差，只适用于较小位移（散杂电容影响）
    • 提高传感器的灵敏度，常采用差动式结构。
  • 变面积型~
    • 平板型
      • 线位移、角位移
    • 圆柱体型
      • 圆柱体和圆筒的直径越接近，灵敏度越高
    • 输入输出线性关系（灵敏度常数），但灵敏度较低（比极距低），适用于测量较大位移
    • 常采用差动方式
  • 变介电常数型~
  • 非接触测量；结构简单尺寸小；直接用于位移、物位的测量；借助弹性元件转换用于测压力、压差、加速度