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2022-4-315.1 传感器作用及分类传感器作用及分类5.2 发电型传感器发电型传感器5.3 参量型传感器参量型传感器2022-4-325.1 传感器的作用与分类传感器的作用与分类5.1.1 传感器的作用传感器的作用2. 变换作用：将非电量变换成电量。变换作用：将非电量变换成电量。传感器是控制系统中的第一个环节，它具有两个作用：传感器是控制系统中的第一个环节，它具有两个作用：1. 敏感作用：感受物理量的变化，以完成对被测信号的拾取。敏感作用：感受物理量的变化，以完成对被测信号的拾取。对应这两个作用，传感器一般由两部分对应这两个作用，传感器一般由两部分组成，即敏感元件与变换元件，二者有组成，即敏感元件与变换元件，二者有时很容易分开，有时合二为一。时很容易分开，有时合二为一。2022-4-335.1.2 传感器的分类传感器的分类1. 按输出信号是模拟量还是数字量，可分成模拟传感器与数字传感器按输出信号是模拟量还是数字量，可分成模拟传感器与数字传感器。（I(t)，V(t)，数字量，频率量数字量，频率量）。）。2. 按变换原理，可分为参量型与发电型。按变换原理，可分为参量型与发电型。 参量型：被测量使传感器本身的电参量参量型：被测量使传感器本身的电参量R、L、C改变，这种传感器改变，这种传感器工作时必须有外加电源，故又称为无源型，通常将其接入电桥，谐振电工作时必须有外加电源，故又称为无源型，通常将其接入电桥，谐振电路等信号调节器中，再变换成电压或电流量。路等信号调节器中，再变换成电压或电流量。 发电型：被测量使传感器产生电动势、电流、电荷，可直接接入放发电型：被测量使传感器产生电动势、电流、电荷，可直接接入放大器或记录仪器，所以又称为有源型，一般不需外加电源，如热电偶、大器或记录仪器，所以又称为有源型，一般不需外加电源，如热电偶、压电型传感器等。但由于能量有限，通常还要接放大器。压电型传感器等。但由于能量有限，通常还要接放大器。 发电型发电型参量型参量型2022-4-345.1.3 传感器工作原理与标定传感器工作原理与标定 任何一种传感器其工作原理都是基于某一种物理现象或化学现象。这任何一种传感器其工作原理都是基于某一种物理现象或化学现象。这种现象抽象成若干个物理量（其中有一个电量）按一定规律相互影响，可种现象抽象成若干个物理量（其中有一个电量）按一定规律相互影响，可用一个数学公式来表示（建立一个数学模型），即：用一个数学公式来表示（建立一个数学模型），即： 通常为通常为电量电量的的 y=f(x1,x2,xn) （通常为非电量）（通常为非电量） 如：如： R=L/A 就描述了四个物理量间的关系。就描述了四个物理量间的关系。 如果我们能够让被测量影响某一个参数，而通过该参数与另一个电参数如果我们能够让被测量影响某一个参数，而通过该参数与另一个电参数的变化来反映被测量的大小，那么一个传感器就制造出来了。所以一种传感的变化来反映被测量的大小，那么一个传感器就制造出来了。所以一种传感器的设计、研制都要基于某种物理效应，在此基础上再设计出敏感部分的结器的设计、研制都要基于某种物理效应，在此基础上再设计出敏感部分的结构以及变换部分的结构。我们在下面介绍的各种传感器都是从某一基本的物构以及变换部分的结构。我们在下面介绍的各种传感器都是从某一基本的物理概念或原理出发，根据物理量间的关系来分析相应的传感器结构及特点。理概念或原理出发，根据物理量间的关系来分析相应的传感器结构及特点。 传感器在使用之前一般要进行标定，即确定输入与输出的关系，通常传感器在使用之前一般要进行标定，即确定输入与输出的关系，通常由于制作误差和原理的理想化，使输入输出不能严格满足理想的物理公式。由于制作误差和原理的理想化，使输入输出不能严格满足理想的物理公式。所以，只有给定已知输入，确定输入、输出二者间关系后才能使用。所以，只有给定已知输入，确定输入、输出二者间关系后才能使用。2022-4-355.2 发电型传感器简介发电型传感器简介 5.2.1 电动式传感器（磁电式传感器）电动式传感器（磁电式传感器） 1. 工作原理：工作原理：根据电磁感应定理，一个匝数为根据电磁感应定理，一个匝数为w的线圈，当穿过该线圈的的线圈，当穿过该线圈的磁通磁通发生变化时，其感应电动势的大小为：发生变化时，其感应电动势的大小为： etwdd 电动势电动势与与磁通变化量磁通变化量有关。导致磁通变化的原因有多种，当线圈的有关。导致磁通变化的原因有多种，当线圈的匝匝数数及及磁感应强度磁感应强度不变时，磁通的变化率与磁路的磁阻及线圈在磁场中的运不变时，磁通的变化率与磁路的磁阻及线圈在磁场中的运动速度有关。根据利用被测量改变线圈速度或磁阻的方式，可将电动式传动速度有关。根据利用被测量改变线圈速度或磁阻的方式，可将电动式传感器分成感器分成动圈式动圈式和和变磁阻式变磁阻式。 2022-4-36 动圈式工作原理动圈式工作原理 a. 线圈在磁场中作直线运动线圈在磁场中作直线运动 ewBlv其中，其中，w线圈匝数，线圈匝数，B磁感应磁感应强度，强度，l单匝线圈有效长度，单匝线圈有效长度，v线圈与磁场的相对速度。线圈与磁场的相对速度。 b. 线圈在磁场中作旋转运动线圈在磁场中作旋转运动 ekWBA其中，其中，k与结构有关的系数与结构有关的系数（），（），A线圈的截面积，线圈的截面积，角速度。角速度。 2022-4-37变磁阻式工作原理：变磁阻式工作原理：一般通过改变传感器到被测对象间的一般通过改变传感器到被测对象间的气隙厚气隙厚度度等方法来改变磁路磁阻等方法来改变磁路磁阻。 2. 电动式传感器的构成及其应用电动式传感器的构成及其应用 振动测量振动测量动圈式相对速度传感器：动圈式相对速度传感器：由两部分组成，一部分安装在被测物体上，通由两部分组成，一部分安装在被测物体上，通常是磁铁与壳体，另一部分是线圈，固定在参照物体上；当两个物体产常是磁铁与壳体，另一部分是线圈，固定在参照物体上；当两个物体产生相对运动时，便产生电压量输出。生相对运动时，便产生电压量输出。（ 图图a）动圈式绝对速度传感器：动圈式绝对速度传感器：传感器壳体固定在被测振动物体上，当壳体以传感器壳体固定在被测振动物体上，当壳体以大于某一频率点的频率振动时，线圈芯轴系统大于某一频率点的频率振动时，线圈芯轴系统（质量大，惯性力大）（质量大，惯性力大）相相对于大地是静止的，因此壳体磁钢与线圈之间的相对速度就是被测物体对于大地是静止的，因此壳体磁钢与线圈之间的相对速度就是被测物体的绝对速度，线圈以这一速度切割磁力线，产生的电动势的大小即反应的绝对速度，线圈以这一速度切割磁力线，产生的电动势的大小即反应了被测对象的运动速度。了被测对象的运动速度。 （ 图图b）变磁阻式电动式传感器：变磁阻式电动式传感器：探头的磁极与振动物体间有一气隙，当振动物探头的磁极与振动物体间有一气隙，当振动物体振动时，气隙变化引起磁路磁阻改变，线圈磁通发生变化，输出电动体振动时，气隙变化引起磁路磁阻改变，线圈磁通发生变化，输出电动势与振幅成比例。势与振幅成比例。 （ 图图c） 【演示演示】2022-4-38（ 图图a）（ 图图b）（ 图图c）2022-4-392022-4-310 转速传感器及转速测量转速传感器及转速测量u 测速发电机：工作原理与发电机原理相同。测速发电机：工作原理与发电机原理相同。ekWBAu开磁路转速传感器（如图所示）：开磁路转速传感器（如图所示）：齿轮旋转时，探头与齿轮间气隙发齿轮旋转时，探头与齿轮间气隙发生变化，引起磁阻改变。线圈中的生变化，引起磁阻改变。线圈中的感应电动势的频率与转速的关系式感应电动势的频率与转速的关系式为为 f其中，其中，f：感应电势频率：感应电势频率 N：齿数：齿数 n：转速：转速【演示演示】2022-4-3112022-4-3125.2.2 压电式传感器压电式传感器压电效应，某些材料，如石英晶体和钛酸钡陶瓷，在某一方向受压电效应，某些材料，如石英晶体和钛酸钡陶瓷，在某一方向受力时，其表面产生电荷，电荷量的改变与受力情况有关，即力时，其表面产生电荷，电荷量的改变与受力情况有关，即 QDF不同的材料虽然压电机理不同，但最终产生的效应是等同的。不同的材料虽然压电机理不同，但最终产生的效应是等同的。1工作原理工作原理D：压电系数；：压电系数；F：施加力的大小：施加力的大小2022-4-3132压电变换元件的应用特性：压电变换元件的应用特性：压电变换元件相当于电荷源，其等效电路为：压电变换元件相当于电荷源，其等效电路为： 00/iiCCCRRR电路方程：电路方程： ( ).Q tCvi dt2022-4-314( )dQ tdvdvvCiCdtdtdtR 两边进行拉普拉斯变换有：两边进行拉普拉斯变换有： 1( )( )( )1( )( )1( )11SQ sCSV sV sRV sRSCH sQ sRCSRSC1/()11CH jjcR当输入当输入 00( )sinF tFt时时 2022-4-3150000( )sinsinQ tDFtQt输出输出： 0000( )|() | sin()u tQH jt 其幅值：其幅值： 0002200/111()1()QCDFCVCRCR可见，若想使输出信号保持一定的幅值，可见，若想使输出信号保持一定的幅值，有一个范围，或者说有一个范围，或者说 1RC时时 00/VQC所以必须有足够大的时间常数所以必须有足够大的时间常数RC，但，但C大，大，V0小，相当于灵敏度小，相当于灵敏度低，所以，要求低，所以，要求R大。而对于频率较低或直流信号，用这种压电机大。而对于频率较低或直流信号，用这种压电机理构成的传感器，就不能测量或误差很大。理构成的传感器，就不能测量或误差很大。【演示演示】2022-4-3162022-4-3175.2.3 热电偶式传感器热电偶式传感器1. 工作原理：工作原理：热电偶是基于热电势效应原理的测温用传感器，如图，热电偶是基于热电势效应原理的测温用传感器，如图，若若1、2点温度不同，回路中有电流产生，称之为热电势。对于某个点温度不同，回路中有电流产生，称之为热电势。对于某个确定的热电偶，当某一端温度确定的热电偶，当某一端温度T0恒定时，热电势仅与测量端温度恒定时，热电势仅与测量端温度T有关，故可测温度有关，故可测温度T。热电势由两部分组成：接触电势；温差。热电势由两部分组成：接触电势；温差电势。电势。 2022-4-318 接触电势：接触电势：A、B两导体接触后，由于电子浓度不同，在截面两导体接触后，由于电子浓度不同，在截面附近产生接触电势：附近产生接触电势： ( )lnTAABBKTneqn式中，波尔茨曼常数，电子电荷量，式中，波尔茨曼常数，电子电荷量，A A、B B电子浓度，电子浓度，绝对温度。绝对温度。 温差电势：温差电势：当一块导体两端温度不同时，在导体两端形成温差电势。当一块导体两端温度不同时，在导体两端形成温差电势。 00( ,)TnTe T Tdt式中，式中，汤奴逊系数，与材料汤奴逊系数，与材料性质及导体两端平均温度有关性质及导体两端平均温度有关 热电势的方向与导体电子浓度热电势的方向与导体电子浓度n有关。显然，当有关。显然，当AB材料已定时，材料已定时，接触电势与温度接触电势与温度T（绝对温度）有关。（绝对温度）有关。 2022-4-319所以，当两种材料所以，当两种材料AB组成一个闭合回路时，设组成一个闭合回路时，设0时，回路时，回路中总电势为中总电势为 0000( ,)( )()( ,)( ,)ABABABBAET TeTeTeT TeT T由于接触电势大于温差电势，所以，当由于接触电势大于温差电势，所以，当0时，时，A为正极，为正极，B为为负极。若忽略温差电势的影响，并设负极。若忽略温差电势的影响，并设AB，通常可写作：，通常可写作： 1010( ,)()ABABET TKTT式中，式中，AB为热电偶灵敏度为热电偶灵敏度。2022-4-320 中间金属定律：中间金属定律：在由在由A、B两种导体组成的热电偶回路中，将冷两种导体组成的热电偶回路中，将冷端断开，接入第三种或更多种导体，只要保证接入端的温度相同，端断开，接入第三种或更多种导体，只要保证接入端的温度相同，则回路总电势不变。则回路总电势不变。 2. 热电偶基本定理热电偶基本定理 均匀电路定律：均匀电路定律：由单一的金属构成的回路中不存在热电势。由单一的金属构成的回路中不存在热电势。2022-4-321000000000000000000( )( )( )( ,)( ,)( , )ln(lnln)lnln( )()( ,)( ,)ABBCCABCAtttABCBCAtttBCAttABBAttBAABABBAEetetetet tettettkTnkTnkTndtdtdtqnqnqnkTnkTndtdtqnqneTeTet tet t证明：证明： 2022-4-322 中间温度定理中间温度定理121332( ,)( ,)( ,)ABABABEt tEt tEt t 一般热电偶的分度表（输出特性）是在冷端为一般热电偶的分度表（输出特性）是在冷端为0时给出的，若时给出的，若测量时冷端不为测量时冷端不为0，则可据此修正。，则可据此修正。 2022-4-323热电偶相配定理热电偶相配定理 12122( ,)( ,)( ,)ABACCBEt tEt tEt t 有时热电偶的两个极有时热电偶的两个极AB的分度表不知，但知道的分度表不知，但知道AC、BC的的分度表，据此则可获得分度表，据此则可获得A、B的分度表。的分度表。 212022-4-3243. 热电偶传感器及其应用热电偶传感器及其应用 热电偶的材料有许多种，一般金属有镍铬热电偶的材料有许多种，一般金属有镍铬镍铝硅、铜、康镍铝硅、铜、康铜，贵重金属有铂铑铜，贵重金属有铂铑铂、铂铑铂、铂铑3，铂铑，铂铑6以及钨、钼等。热电偶以及钨、钼等。热电偶的种类也比较多，构成基本相同：由热电极材料、绝缘材料、保的种类也比较多，构成基本相同：由热电极材料、绝缘材料、保护材料和引线装置等组成。护材料和引线装置等组成。 热电偶是一种发电型传感器，其输出信号可直接接入记录仪热电偶是一种发电型传感器，其输出信号可直接接入记录仪器。利用热电偶还可测量两点温差及温度场中多点的平均温度，器。利用热电偶还可测量两点温差及温度场中多点的平均温度，在实际使用时，还可利用不同被测对象构成热电偶，如测磨削温在实际使用时，还可利用不同被测对象构成热电偶，如测磨削温度；可用车刀与零件构成一对热电偶，有关方面知识还可参考其度；可用车刀与零件构成一对热电偶，有关方面知识还可参考其它专著。它专著。 2022-4-3255.2.4 半导体光电效应式传感器半导体光电效应式传感器 光电导效应光电导效应光的照射使半导体载流子（电子空穴）浓度加光的照射使半导体载流子（电子空穴）浓度加大，电导率增加，根据光电导效应可以制成光敏电阻。大，电导率增加，根据光电导效应可以制成光敏电阻。光电导效应的特点：光电导效应的特点：a.驰豫现象：光电导值改变滞后于光强的变化。因此其具有低频响驰豫现象：光电导值改变滞后于光强的变化。因此其具有低频响应好，高频响应不好的特点。在使用中要注意信号的变化频率。应好，高频响应不好的特点。在使用中要注意信号的变化频率。b.光谱特性：电导率的增量与光的频率有关。不同的半导体元件对光谱特性：电导率的增量与光的频率有关。不同的半导体元件对不同波长的光敏感程度不一样，因此，在使用时，应选择最佳不同波长的光敏感程度不一样，因此，在使用时，应选择最佳频率的关源。频率的关源。 光生伏特效应：光生伏特效应：光线照射在半导体的光线照射在半导体的Pn结上时，在结结上时，在结附近激发出电子空穴对，在结电场的作用下，电子向附近激发出电子空穴对，在结电场的作用下，电子向n区运区运动，使动，使P区剩下空穴，从而区剩下空穴，从而n区带负电，区带负电，p区带正电，形成光区带正电，形成光生电动势。由此可制成光电池，光敏三极管，二极管等。生电动势。由此可制成光电池，光敏三极管，二极管等。2022-4-326应用应用函数运用状态：用被测量改变光照强度，从而使输出电流函数运用状态：用被测量改变光照强度，从而使输出电流与光照成比例，可以测量水的透明度，位移等。与光照成比例，可以测量水的透明度，位移等。开关运用状态：判断光的有无，如开门，关门，转速测量，开关运用状态：判断光的有无，如开门，关门，转速测量，产品技术，水压。产品技术，水压。2022-4-3275.3 参量型传感器简介参量型传感器简介5.3.1 电涡流式传感器电涡流式传感器 电涡流效应电涡流效应 如图所示，线圈中通过交变电流，产生交变磁通；如图所示，线圈中通过交变电流，产生交变磁通；当交变磁通通过导体时，交变磁通使导体内部产生闭合电流，当交变磁通通过导体时，交变磁通使导体内部产生闭合电流，称之为电涡流，电流方向随磁通方向变化而改变。称之为电涡流，电流方向随磁通方向变化而改变。 通常交变磁通借助于通过交变电流的线圈来产生，设线圈产生的通常交变磁通借助于通过交变电流的线圈来产生，设线圈产生的磁通为磁通为1，1作用在导体中产生的电涡流同样产生磁通作用在导体中产生的电涡流同样产生磁通2，且，且与与1方向相反。由于方向相反。由于2对线圈的反作用，导致线圈的阻抗发生变对线圈的反作用，导致线圈的阻抗发生变化。化。 一般来说，线圈的阻抗与许多参数有关。一般来说，线圈的阻抗与许多参数有关。 1. 1. 工作原理工作原理：2022-4-3282022-4-329 Z = f（，f 以及表面状况以及表面状况） - 距离，距离，- 磁导率，磁导率，-电导率，电导率，f - 频率频率, 如果这些参数中有某个发生变化，线圈阻抗便会发生变化，通如果这些参数中有某个发生变化，线圈阻抗便会发生变化，通过测线圈的阻抗，便能测定相应的物理量。过测线圈的阻抗，便能测定相应的物理量。 线圈的等效阻抗线圈的等效阻抗 将产生电涡流的导体看作是一个封闭回路，根将产生电涡流的导体看作是一个封闭回路，根据等效电路可列出回路方程：据等效电路可列出回路方程： 1 11 12122220R Ij L Ij MIuj MIR Ij L I2022-4-3302222211212221212221222222222()()()()()()uIRRjLLMZRRjMMRLLLkkRRLkL由上式可看出：原线圈阻抗由上式可看出：原线圈阻抗 Z0=R1+j L1由于电涡流的影响由于电涡流的影响, Z1变成变成 Z1=(R1+kR2)+j (L1-kL2)式中：式中：kR2:涡流反射电阻，涡流反射电阻， kL2:反射电感反射电感 2022-4-331谐振回路法测量原理谐振回路法测量原理 谐振法电路就是利用线圈电感与一个电容器相并联，组成一个并联谐振法电路就是利用线圈电感与一个电容器相并联，组成一个并联谐振回路，这时，谐振回路的复阻抗为：谐振回路，这时，谐振回路的复阻抗为：211/11j Lj Lj cZj Lj cLcj Lj c2|1LZLcZ的幅频特性的幅频特性2022-4-33200| 01,|,| 0ZZLCZ 当线圈靠近导体时，由于涡流反射电感的作用，使线圈的等当线圈靠近导体时，由于涡流反射电感的作用，使线圈的等效电感发生变化，其变化情况分两种：效电感发生变化，其变化情况分两种：a. 被测导体为非导磁体：被测导体为非导磁体： 22122222()MLLLRL谐振频率谐振频率 0，即输入电流频率为，即输入电流频率为 0时，谐振回路阻抗值为最大。时，谐振回路阻抗值为最大。2022-4-33301Lcb.被测导体为导磁体：被测导体为导磁体：01LcM LZM LRmLZ2022-4-334电涡流传感器在使用时应保证被测导体的面积要比线圈的面积大，否则灵电涡流传感器在使用时应保证被测导体的面积要比线圈的面积大，否则灵敏度下降。另外，对于不同的材料，由于磁导率、电导率不同，也会导致敏度下降。另外，对于不同的材料，由于磁导率、电导率不同，也会导致灵敏度不同，因此，在使用前应对传感器进行标定。灵敏度不同，因此，在使用前应对传感器进行标定。 电涡流传感器通常可用来测量：电涡流传感器通常可用来测量： 位移、振幅；位移、振幅； 转速；转速； 表面裂纹、厚度；表面裂纹、厚度； 材料分选、表面不平度等，还可以进行零件计数。材料分选、表面不平度等，还可以进行零件计数。 2. 2. 应用应用3. 3. 应用特点应用特点线圈厚度小，灵敏度高；线圈厚度小，灵敏度高；外径大，测量范围大，但灵敏度低外径大，测量范围大，但灵敏度低；被测对象的材质对灵敏度的影响：被测对象的材质对灵敏度的影响：电导率高，灵敏度高；磁导率高，灵敏电导率高，灵敏度高；磁导率高，灵敏度小，因而必须先进行消磁处理。度小，因而必须先进行消磁处理。被测体形状对灵敏度的影响：被测体形状对灵敏度的影响：被测体的表面积应大于线圈的表面积。被测体的表面积应大于线圈的表面积。 2022-4-3355.3.2 电阻式传感器电阻式传感器由物理学可知，导体电阻具有下列关系式：由物理学可知，导体电阻具有下列关系式： 式中式中 R 导体电阻；导体电阻； 导体电阻率；导体电阻率； L 导体长度；导体长度； A 导体截面积；导体截面积；因此被测量可以通过改变因此被测量可以通过改变L 、A、中任一个或多个两来改变导体的中任一个或多个两来改变导体的电阻。因此而构成的传感器称为电阻式传感器。电阻式传感器有电位电阻。因此而构成的传感器称为电阻式传感器。电阻式传感器有电位计式，应变电阻式，金属热电阻式及半导体敏感电阻式传感器。本节计式，应变电阻式，金属热电阻式及半导体敏感电阻式传感器。本节中只介绍电位计式和应变电阻式两种。中只介绍电位计式和应变电阻式两种。 LRALRALRALRALRA2022-4-336电位计式传感器电位计式传感器通常用电阻丝绕在框架上，改变电阻丝的接入长度，通常用电阻丝绕在框架上，改变电阻丝的接入长度，引起输出电阻的改变。引起输出电阻的改变。特点：特点：结构简单、性能稳定、可靠，结构简单、性能稳定、可靠，但精度低，动态响应差。且由于磨但精度低，动态响应差。且由于磨损与尘埃等，引起接触电阻变化，损与尘埃等，引起接触电阻变化，引入噪声。引入噪声。 灵敏度：灵敏度： 应用：应用：可用来测位移及可变成位移的物理量。可用来测位移及可变成位移的物理量。 一电位计式传感器一电位计式传感器1. 1. 工作原理工作原理：dRdRSkdxdL为常数，因此，具有良好的线性。为常数，因此，具有良好的线性。 LRALRA2022-4-337直线式电位计旋转式电位计 当被测量当被测量x（或（或）发生变化时，导致电刷移动，从而改变电阻）发生变化时，导致电刷移动，从而改变电阻体的接入长度，使输出端电压随之改变。体的接入长度，使输出端电压随之改变。如果电阻体的电阻值沿位移如果电阻体的电阻值沿位移x（或（或）方向呈线形分布，则输出）方向呈线形分布，则输出电压与位移电压与位移 x（或（或）成正比；如果电阻体的电阻值沿位移）成正比；如果电阻体的电阻值沿位移x（或（或）方向按某个非线形函数关系变化，则输出电压与位移方向按某个非线形函数关系变化，则输出电压与位移x（或（或）也是）也是某个非线形函数关系。这些函数关系由电阻体的骨架预先给定。也某个非线形函数关系。这些函数关系由电阻体的骨架预先给定。也可通过改变绕线节距的方法来实现所要求的非线形函数特性。可通过改变绕线节距的方法来实现所要求的非线形函数特性。 2022-4-338 结构及应用结构及应用电位计式传感器结构简单，性能稳定可靠，输出功率大，可直接输入电位计式传感器结构简单，性能稳定可靠，输出功率大，可直接输入指示仪表，故工程上经常用到。但由于其分辨力有限，一般精度不高，指示仪表，故工程上经常用到。但由于其分辨力有限，一般精度不高，且动态响应较差，故不适于测量快速变化过程。且动态响应较差，故不适于测量快速变化过程。电位计式传感器可直接用来测量位移及一切可通过相应的敏感元件转电位计式传感器可直接用来测量位移及一切可通过相应的敏感元件转换成位移的非电量，如压力、加速度等。换成位移的非电量，如压力、加速度等。图为一种电位计式压力传感器的工作原理。弹性敏感元件膜盒的内腔图为一种电位计式压力传感器的工作原理。弹性敏感元件膜盒的内腔通入被测流体压力。在此压力的作用下，膜盒中心产生位移，通过连通入被测流体压力。在此压力的作用下，膜盒中心产生位移，通过连杆机构带动电刷在电阻丝上滑动，输出与被测压力成正比的电压信号。杆机构带动电刷在电阻丝上滑动，输出与被测压力成正比的电压信号。图为电位计式加速度传感器。惯性质量块在被测加速度的作用下，使图为电位计式加速度传感器。惯性质量块在被测加速度的作用下，使片状弹簧产生正比与加速度的位移，而电位计将此位移转换成与加速片状弹簧产生正比与加速度的位移，而电位计将此位移转换成与加速度成比例的电压信号输出。度成比例的电压信号输出。2022-4-339 二、应变片式电阻传感器二、应变片式电阻传感器1. 电阻的应变效应电阻的应变效应应变效应是指金属导体的电阻值随其变形而改变的一种物理现象。由应变效应是指金属导体的电阻值随其变形而改变的一种物理现象。由式式 可知可知,当电阻丝在被测量的作用下发生变形时，其长度当电阻丝在被测量的作用下发生变形时，其长度L截面截面积积A电阻率电阻率都发生变化，因此，相应的电阻值的变化量为都发生变化，因此，相应的电阻值的变化量为LRA2RRRLLdRdLdAddLdAdLAAAA2022-4-340 2应变片的结构和类型应变片的结构和类型应变片主要由四个部分组成，即敏感栅，引线，基底及覆盖层，见下应变片主要由四个部分组成，即敏感栅，引线，基底及覆盖层，见下图图1-敏感栅；敏感栅； 2-覆盖层；覆盖层； 3-引线；引线； 4-基底基底2022-4-341敏感栅是应变片的转换元件，根据其材料的不同，可将应变片分为金敏感栅是应变片的转换元件，根据其材料的不同，可将应变片分为金属电阻应变片和半导体应变片两种。属电阻应变片和半导体应变片两种。（）金属电阻应变片（）金属电阻应变片 常用的金属电阻应变片有丝式，箔式和薄膜常用的金属电阻应变片有丝式，箔式和薄膜式三种。式三种。丝式应变片的敏感栅由金属丝构成，见图所示。这种应变片使用最早，丝式应变片的敏感栅由金属丝构成，见图所示。这种应变片使用最早，制造容易，价格低廉，目前仍在广泛使用。制造容易，价格低廉，目前仍在广泛使用。（a） (b) (c) 金属丝式应变片(a) U 型; (b) V型;(c) H型.2022-4-342箔式应变片的敏感栅是用金属箔片经光刻腐蚀而成。箔片厚度为箔式应变片的敏感栅是用金属箔片经光刻腐蚀而成。箔片厚度为0.0010.01mm。这种应变片的优点是敏感栅尺寸精确，线条均匀，。这种应变片的优点是敏感栅尺寸精确，线条均匀，大批量生产时阻值离散度小；可以制成任意形状以适应各种测量要求；大批量生产时阻值离散度小；可以制成任意形状以适应各种测量要求；散热好，允许通过较大电流；有较好的可挠性，蠕变小，疲劳寿命高。散热好，允许通过较大电流；有较好的可挠性，蠕变小，疲劳寿命高。故目前箔式应变片使用范围日益扩大，有逐渐取代丝式应变片的趋势。故目前箔式应变片使用范围日益扩大，有逐渐取代丝式应变片的趋势。典型的箔式应变片如图（典型的箔式应变片如图（a）（）（b）（）（c）所示）所示. 金属箔式应变片金属箔式应变片金属薄膜式应变片是近代薄膜技术发展的产物，是采用真空蒸发或金属薄膜式应变片是近代薄膜技术发展的产物，是采用真空蒸发或真空沉积方法将金属材料在基底材料（如表面有绝缘层的金属，绝缘材料真空沉积方法将金属材料在基底材料（如表面有绝缘层的金属，绝缘材料或玻璃，石英，云母等无机材料）上制成一层敏感电阻膜而构成的一种应或玻璃，石英，云母等无机材料）上制成一层敏感电阻膜而构成的一种应变片。敏感膜的厚度在变片。敏感膜的厚度在0.1m以下。以下。2022-4-343（）半导体应变片（）半导体应变片 沿一块半导体材料轴向加载时，其电阻率回发生沿一块半导体材料轴向加载时，其电阻率回发生变化，这种现象称为压阻效应。如果将应变片的敏感栅改用半导体变化，这种现象称为压阻效应。如果将应变片的敏感栅改用半导体材料，制成的应变片称为半导体应变片。材料，制成的应变片称为半导体应变片。对于半导体材料，公式仍然适用。因此，也可将半导体应变片的灵对于半导体材料，公式仍然适用。因此，也可将半导体应变片的灵敏系数写作敏系数写作 由于半导体的压阻效应对电阻变化率的影响远大于几何形状变化由于半导体的压阻效应对电阻变化率的影响远大于几何形状变化对电阻变化率的影响，故其灵敏系数近似为对电阻变化率的影响，故其灵敏系数近似为 半导体应变片的突出优点是灵敏系数高，是金属电阻应变片的几十半导体应变片的突出优点是灵敏系数高，是金属电阻应变片的几十倍，机械滞后小，横向效应小，体积小。缺点是温度稳定性差，大倍，机械滞后小，横向效应小，体积小。缺点是温度稳定性差，大应变时非线形较严重，灵敏系数离散性大。随着半导体集成电路工应变时非线形较严重，灵敏系数离散性大。随着半导体集成电路工艺的迅速发展，上述缺点相应得到了克服。艺的迅速发展，上述缺点相应得到了克服。半导体应变片有体型，薄膜型及扩散型三种。半导体应变片有体型，薄膜型及扩散型三种。(12)BedR RdR RKEdL LBeKE2022-4-344体型半导体应变片的敏感元件是一条单晶硅半导体，由单晶硅锭沿特体型半导体应变片的敏感元件是一条单晶硅半导体，由单晶硅锭沿特定的晶轴方向切片，并经研磨抛光和光刻腐蚀而成。图为各种体型半定的晶轴方向切片，并经研磨抛光和光刻腐蚀而成。图为各种体型半导体应变片导体应变片。BeKE2022-4-345薄膜型半导体应变片（见图）是用真空蒸发或沉积的方法，在薄膜型半导体应变片（见图）是用真空蒸发或沉积的方法，在 表面表面覆有绝缘层的金属箔片上形成半导体薄膜电阻并加上引线而构成的。覆有绝缘层的金属箔片上形成半导体薄膜电阻并加上引线而构成的。扩散型半导体应变片（见图）是用固体扩散技术，将扩散型半导体应变片（见图）是用固体扩散技术，将p型杂质扩散到型杂质扩散到一片一片n硅片上，形成一层极薄的硅片上，形成一层极薄的p型应变电阻敏感层，再加上引线而型应变电阻敏感层，再加上引线而构成。构成。 薄膜型半导体应变片扩散型半导体应变片薄膜型半导体应变片扩散型半导体应变片2022-4-346 3 应变传感器及其应用应变传感器及其应用应变片作为交换元件广泛用于受力构件的应力和应变测量。它还可以应变片作为交换元件广泛用于受力构件的应力和应变测量。它还可以测量一起通过敏感元件可转换成应变的非电量，如力、位移、加速度测量一起通过敏感元件可转换成应变的非电量，如力、位移、加速度等。应变片在使用时通常将其接入测量电桥，以便将电阻的变化量变等。应变片在使用时通常将其接入测量电桥，以便将电阻的变化量变成电压输出成电压输出 构件的应变测量构件的应变测量为一杆受拉的应变测量示意图。将应变片贴于构件被测点处，并作为测为一杆受拉的应变测量示意图。将应变片贴于构件被测点处，并作为测量电桥的一个工作臂。还可以在相邻臂接入一应变片进行温度补偿，此应量电桥的一个工作臂。还可以在相邻臂接入一应变片进行温度补偿，此应变片参数与测量应变片相同，贴在一处与被测件相同的材料上，并置于与变片参数与测量应变片相同，贴在一处与被测件相同的材料上，并置于与被测点相同的温度环境中。当构件受力时，应变片电阻发生变化，电桥失被测点相同的温度环境中。当构件受力时，应变片电阻发生变化，电桥失去平衡，电桥的输出电压与构件的应变成比例。去平衡，电桥的输出电压与构件的应变成比例。 2022-4-347为应变式力传感器，弹性敏感元件有柱形、梁形和环形，它们将为应变式力传感器，弹性敏感元件有柱形、梁形和环形，它们将被测力变换成应变参量。贴在弹性元件上的应变片将应变参量转换成被测力变换成应变参量。贴在弹性元件上的应变片将应变参量转换成电阻量的变化。这种力传感器一般都由四个应变片组成全等臂电桥电阻量的变化。这种力传感器一般都由四个应变片组成全等臂电桥（见图），不须外接补偿片，电桥输出电压的变化反映了被测力的大（见图），不须外接补偿片，电桥输出电压的变化反映了被测力的大小。小。 VoE2022-4-348图为应变式位移传感器的原理图。位移图为应变式位移传感器的原理图。位移x使板弹性变形。板上的应使板弹性变形。板上的应变片感受板的应变并将其转换成电阻的变化量。变片感受板的应变并将其转换成电阻的变化量。图为应变式加速度传感器，其本质上是一个惯性力传感器。当外壳图为应变式加速度传感器，其本质上是一个惯性力传感器。当外壳与被测振动体一起振动时，质量块与被测振动体一起振动时，质量块M的惯性力作用在悬臂梁上，梁的的惯性力作用在悬臂梁上，梁的应变与加速度成正比，贴在梁上的应变片将对应的应变转换成电阻的应变与加速度成正比，贴在梁上的应变片将对应的应变转换成电阻的变化量。变化量。应变式位移传感器应变式位移传感器 应变式加速度传感器应变式加速度传感器2022-4-3495.3.3.5.3.3.电感式传感器电感式传感器 电感式传感器是将被测量的变化转换成电感量的变化，按照电感的类电感式传感器是将被测量的变化转换成电感量的变化，按照电感的类型，电感传感器可分为自感系数变化型和互感系数变化型两大类。本节型，电感传感器可分为自感系数变化型和互感系数变化型两大类。本节介绍的电感传感器主要是自感传感器和差动变压器。介绍的电感传感器主要是自感传感器和差动变压器。 一、自感式传感器一、自感式传感器一个带有铁芯的线圈，其电感量可以表示为一个带有铁芯的线圈，其电感量可以表示为式中式中 线圈匝数；线圈匝数； 线圈磁通；线圈磁通； 电流。电流。代入：代入： 磁路磁阻。磁路磁阻。 得：WLIWImWIR mRmR2mWLR通常，铁芯的磁阻远小于空气隙的磁阻，故得 02mRA202WAL0A铁芯和空气的磁导率及空气隙的面积和厚度 2022-4-350 （）工作原理（）工作原理这就是自感式传感器的工作原理表达式。根据，被测这就是自感式传感器的工作原理表达式。根据，被测量只要能够改变空气隙厚度或面积，就能改变线圈的自感系数量只要能够改变空气隙厚度或面积，就能改变线圈的自感系数L L，从，从而构成各种类型的自感式电感传感器。而构成各种类型的自感式电感传感器。 202WAL202WAL2022-4-351图图(a) (a) 为空气隙厚度式电感传感器。由公式可知，为空气隙厚度式电感传感器。由公式可知，L L与与呈双曲线关系呈双曲线关系 在小在小的情况下，其灵敏度比较高。为了限制非线形误差，这种传感的情况下，其灵敏度比较高。为了限制非线形误差，这种传感器多用于微小位移测量。器多用于微小位移测量。图图(b)(b)为变气隙截面式电感传感器。这种传感器的输出特性为线性，并为变气隙截面式电感传感器。这种传感器的输出特性为线性，并且自由行程限制小，示值范围大。如将衔铁做成转动式，则可以用来且自由行程限制小，示值范围大。如将衔铁做成转动式，则可以用来测量角位移测量角位移图图 (c)(c)为螺管式电感传感器。即在螺管线圈中插入一个可移动的铁芯为螺管式电感传感器。即在螺管线圈中插入一个可移动的铁芯而构成。铁芯移动时，磁路磁阻发生变化，使线圈自感发生变化。这而构成。铁芯移动时，磁路磁阻发生变化，使线圈自感发生变化。这种传感器的灵敏度比较低，但由于螺管可以做的很长，故宜于测量较种传感器的灵敏度比较低，但由于螺管可以做的很长，故宜于测量较大的位移量。大的位移量。2022-4-3522. 2. 差动式电感传感器差动式电感传感器差动式电感传感器是由两个完全相同的传感器线圈共用一个活动衔铁差动式电感传感器是由两个完全相同的传感器线圈共用一个活动衔铁而构成的。这样可以消除电磁力、温度和电气等共模干扰，提高传感而构成的。这样可以消除电磁力、温度和电气等共模干扰，提高传感器的灵敏度，改善非线形，减小测量误差。差动变气隙式比单边变气器的灵敏度，改善非线形，减小测量误差。差动变气隙式比单边变气隙式的灵敏度提高约一倍，其输出线形度也改善许多隙式的灵敏度提高约一倍，其输出线形度也改善许多 。2022-4-353变气隙截面式和螺管式电感传感器也可构成差动式。图（变气隙截面式和螺管式电感传感器也可构成差动式。图（a a）为变面）为变面积式差动电感传感器原理图，图（积式差动电感传感器原理图，图（b b）为螺管式差动电感传感器原理）为螺管式差动电感传感器原理图图。差动变气隙截面和差动螺管式电感传感器差动变气隙截面和差动螺管式电感传感器（a a）差动变气隙截面式；（）差动变气隙截面式；（b b）螺管式。）螺管式。2022-4-354二、变压器式（即互感式）电感传感器二、变压器式（即互感式）电感传感器变压器式电感传感器是将被测量的变化变换成线圈的互感变化，变压器式电感传感器是将被测量的变化变换成线圈的互感变化，其本身如同一个变压器，但因互感系数随被测量的变化而变化，所以其本身如同一个变压器，但因互感系数随被测量的变化而变化，所以当初级线圈接入电源后，次级线圈便输出一个随被测量的变化而变化当初级线圈接入电源后，次级线圈便输出一个随被测量的变化而变化的电压。这种传感器常采用两个次级线圈组成差动式，故称为差动变的电压。这种传感器常采用两个次级线圈组成差动式，故称为差动变压器式电感传感器压器式电感传感器。2022-4-355 三电感传感器及其应用三电感传感器及其应用 电感传感器的基本测量量是位移量，也可测量那些能够转换成电感传感器的基本测量量是位移量，也可测量那些能够转换成位移的变化的参数，如力、加速度、振动、转矩等。位移的变化的参数，如力、加速度、振动、转矩等。图为电感传感器测量轴的圆跳动量的实例。图中传递支架将轴的圆图为电感传感器测量轴的圆跳动量的实例。图中传递支架将轴的圆跳动量传递到电感传感器的测量杆上。跳动量传递到电感传感器的测量杆上。图为一种测量角位移的旋转式差动变压器示意图。铁芯做成旋转式图为一种测量角位移的旋转式差动变压器示意图。铁芯做成旋转式的，当铁芯旋转不同的角度时，初级线圈与两次级线圈的耦合情况不的，当铁芯旋转不同的角度时，初级线圈与两次级线圈的耦合情况不同，输出电压的变化与角位移相对应。可测的角位移线形范围为同，输出电压的变化与角位移相对应。可测的角位移线形范围为4040。轴的圆跳动量测量图轴的圆跳动量测量图 旋转式差动变压器旋转式差动变压器2022-4-356下图是电感式测力传感器。图中（下图是电感式测力传感器。图中（A A）的弹性元件为两个圆片状弹簧，）的弹性元件为两个圆片状弹簧，它将被测力它将被测力 变换成差动变压器铁芯的位移。图中（变换成差动变压器铁芯的位移。图中（B B）的弹性元件做）的弹性元件做成圆环，它将被测力变成铁芯的位移。成圆环，它将被测力变成铁芯的位移。 (A) (B) 电感式测力传感器电感式测力传感器 2022-4-357下图是差动变压器式加速度计。衔铁为固定在弹簧片上的质量块，外下图是差动变压器式加速度计。衔铁为固定在弹簧片上的质量块，外壳可固定在振动物体上，随振动物体一起振动。当振动频率远大于质壳可固定在振动物体上，随振动物体一起振动。当振动频率远大于质量量- -弹簧系数的自振频率时，质量块可视为静止不动。这时，随着壳弹簧系数的自振频率时，质量块可视为静止不动。这时，随着壳体的振动，质量块两侧的气隙发生变化，导致次级线圈输出与加速度体的振动，质量块两侧的气隙发生变化，导致次级线圈输出与加速度成正比例的电压信号。成正比例的电压信号。2022-4-358. . .电容式传感器电容式传感器 0rAAC r0A电容式传感器是将被测量的变化转换成电容量的变化的一种电容式传感器是将被测量的变化转换成电容量的变化的一种传感器。实际上，它就是一个可变参变量的电容器。对于平板电容器，传感器。实际上，它就是一个可变参变量的电容器。对于平板电容器，在不考虑边界效应时，它的电容量为在不考虑边界效应时，它的电容量为 式中：式中： 极板间介质的介电常数；极板间介质的介电常数； 相对介电常数；相对介电常数；真空的介电常数；真空的介电常数；两平行板的覆盖面积；两平行板的覆盖面积；两平行极板间的距离。两平行极板间的距离。这就是电容传感器的基本关系式。当被测量使公式中的任一个参数变这就是电容传感器的基本关系式。当被测量使公式中的任一个参数变化时，都能使电容量改变。因此，电容传感器有三种类型，即变极距化时，都能使电容量改变。因此，电容传感器有三种类型，即变极距（）型，变面积（）型，变面积（A A）型和变介电常数（）型和变介电常数（）型。）型。2022-4-359一、极距型电容传感器一、极距型电容传感器下图是变极距型电容传感器的原理结构及输出特性曲线。下图是变极距型电容传感器的原理结构及输出特性曲线。 可求出这种传感器的灵敏度。公式表明，灵敏度与极距可求出这种传感器的灵敏度。公式表明，灵敏度与极距 成反比，成反比，所以输出特性非线性严重，为了减小非线性度，通常规定这种传所以输出特性非线性严重，为了减小非线性度，通常规定这种传感器在小范围内工作时，以获得近似线性关系。同时为感器在小范围内工作时，以获得近似线性关系。同时为 了获得了获得较高的灵敏度，原始极距往往取得很小，使其用于小位移测量时较高的灵敏度，原始极距往往取得很小，使其用于小位移测量时有较高的灵敏度有较高的灵敏度 21dCSAd 2022-4-360二、变面积型电容传感器二、变面积型电容传感器下图为各种类型的变面积型电容传感器。与变极距型相比，其测量下图为各种类型的变面积型电容传感器。与变极距型相比，其测量范围大，可以测量较大的线位移和角位移。图中给出了单边，差动及齿范围大，可以测量较大的线位移和角位移。图中给出了单边，差动及齿形极板等多种形式。差动结构比单边结构的灵敏度提高约一倍。齿形极形极板等多种形式。差动结构比单边结构的灵敏度提高约一倍。齿形极板结构由于受齿的大小的限制，只能测较小的位移。板结构由于受齿的大小的限制，只能测较小的位移。平板单边线位移式、平板单边线位移式、单边圆柱型线位移式、角位移式、齿形极板式。单边圆柱型线位移式、角位移式、齿形极板式。 2022-4-361三、变介电常数型电容传感器三、变介电常数型电容传感器 这种电容变换元件结构形式也有许多种，它们大多用来测量材料的厚这种电容变换元件结构形式也有许多种，它们大多用来测量材料的厚度、液体的液面、容量及温度、湿度等能导致极板间介电常数变化的物度、液体的液面、容量及温度、湿度等能导致极板间介电常数变化的物理量理量。图（图（a a）为极间介电质的厚度变化导致极间介电常数改变，可以）为极间介电质的厚度变化导致极间介电常数改变，可以用来测量纸张等固体电介质厚度；（用来测量纸张等固体电介质厚度；（b b），（），（c c）所示为固体或液体电介）所示为固体或液体电介质进入极板间的长度和高度变化而导致极间介电常数的改变，可以用来质进入极板间的长度和高度变化而导致极间介电常数的改变，可以用来测量位移、液位、液量；（测量位移、液位、液量；（d d）为极间介质本身的介电常数在温度、湿）为极间介质本身的介电常数在温度、湿度或容量改变时发生变化，可以用于测量温度、湿度或容量。度或容量改变时发生变化，可以用于测量温度、湿度或容量。 （a a） (b) (c) (d)(b) (c) (d)2022-4-362四、电容传感器及其应用四、电容传感器及其应用由电容式传感器的原理可知，除变介电常数电容式传感器外，其基由电容式传感器的原理可知，除变介电常数电容式传感器外，其基本测量是线位移或角位移，因此，电容变换元件多用来构成位移传感器本测量是线位移或角位移，因此，电容变换元件多用来构成位移传感器及振动计等，由于电容式传感器动态响应好，故特别适合于测量高频振及振动计等，由于电容式传感器动态响应好，故特别适合于测量高频振动下的微小位移。动下的微小位移。用于测量金属导体表面位移的电容式传感器往往只含一个电极，而用于测量金属导体表面位移的电容式传感器往往只含一个电极，而把被测对象作为另一个电极使用。下图（把被测对象作为另一个电极使用。下图（a a）即为一种单电极的电容式）即为一种单电极的电容式传感器，这种位移传感器的几中应用情况见图传感器，这种位移传感器的几中应用情况见图(b)(b)所示是振动体的振动所示是振动体的振动测量，图中（测量，图中（c c）是转轴回转精度测量，利用垂直安放的两个电容式位）是转轴回转精度测量，利用垂直安放的两个电容式位移传感器，可测出轴心的动态偏摆情况。移传感器，可测出轴心的动态偏摆情况。 (a) (b) (c)(a) (b) (c)2022-4-363 利用电容变换元件还可构成压力、压差、加速度、荷重、液压、料利用电容变换元件还可构成压力、压差、加速度、荷重、液压、料位等多种传感器。图位等多种传感器。图(a)(a)是一种压力传感器的结构图。电容压力传感器是一种压力传感器的结构图。电容压力传感器一般都有两个极板，其中一个极板为弹性元件，将被测压力变换为极板一般都有两个极板，其中一个极板为弹性元件，将被测压力变换为极板的位移。图的位移。图(b)(b)是一种电容式压差传感器。电容极板构成差动形式，由是一种电容式压差传感器。电容极板构成差动形式，由膜片和两个镀金的玻璃圆盘组成。当两个腔的压差增加时，膜片弯向低膜片和两个镀金的玻璃圆盘组成。当两个腔的压差增加时，膜片弯向低压的一边，从而改变了每个玻璃圆盘与中间膜片之间的电容，是其中一压的一边，从而改变了每个玻璃圆盘与中间膜片之间的电容，是其中一个电容增加，另一个电容减小。将这两个电容接入图中测量电桥的相邻个电容增加，另一个电容减小。将这两个电容接入图中测量电桥的相邻臂，电桥输出电压的大小便反映了压差的大小。并且在膜片左移或右移臂，电桥输出电压的大小便反映了压差的大小。并且在膜片左移或右移时，输出电压的相位相反，从而可以辨别压差的正负时，输出电压的相位相反，从而可以辨别压差的正负 ( a) (b)( a) (b)2022-4-3645.3.5 5.3.5 半导体磁电效应传感器半导体磁电效应传感器 XIZBHV、原理：如下图所示，厚度t为的n型半导体，a,b两端通以电流 ,当在与半导体垂直的方向上加以磁感应强度为 的磁场时，在半导体的c,d两端将出现霍尔电势,这是由于载流子在 磁场中运动时受到洛伦兹力作用的缘故。此力与载流子运动方向垂直，在它的作用下，载流子向一测偏转，从而在半导体的横向形成霍尔电势 ，2022-4-365、磁场效应传感器极其应用、磁场效应传感器极其应用霍尔元件，磁敏电阻及磁敏二极管都可以直接用于磁场测量。这类霍尔元件，磁敏电阻及磁敏二极管都可以直接用于磁场测量。这类元件都具有在静止状态下感受磁场的能力，并且结构简单，频率响应宽、元件都具有在静止状态下感受磁场的能力，并且结构简单，频率响应宽、寿命长、可靠性高。利用霍尔元件或磁阻元件的磁电特性，还可以构成寿命长、可靠性高。利用霍尔元件或磁阻元件的磁电特性，还可以构成各种压力、转速、加速度等传感器。磁阻效应位移传感器将磁阻元件各种压力、转速、加速度等传感器。磁阻效应位移传感器将磁阻元件置于磁场中，当它相对于磁场发生位移时，元件内阻置于磁场中，当它相对于磁场发生位移时，元件内阻 发生变化。如发生变化。如果将其接入电桥，则电桥的输出电压与电阻的变化成一定的比例关系。果将其接入电桥，则电桥的输出电压与电阻的变化成一定的比例关系。 2022-4-366 5.3.6 5.3.6 光纤式传感器光纤式传感器 1原理：原理：光纤位移传感器光缆的后部被分为两支，一支用于光发射，一支用于光纤位移传感器光缆的后部被分为两支，一支用于光发射，一支用于光接收。光缆的前部为探头，如图所示。当光纤探头紧贴被测件时，光接收。光缆的前部为探头，如图所示。当光纤探头紧贴被测件时，发射光纤
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