知识背景
传感器(Transducer/Sensor)的定义为:能感知被测量并按照一定的规律转换成可输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转转换元件组成。传感器的共性就是利用物理定律或物质的物理、化学或生物特征,将非电量(如力学中的位移我、速度、加速度、力等)输入转换成电量(电压、电流、频率、电阻、电容、电感、电荷等)输出,所谓的力学传感器就是以力学量作为输入量,可分为:位移传感器、速度传感器、加速度传感器等类型。 传感器中敏感元件完成检测、转换元件完成非电量到电量的转换,通常只有敏感元件和检测元件组成的传感器输出信号较弱,还需要信号调节与转换电路将输出信号进行放大和处理,以便信号传输、记录和显示。常见的信号调节与转换电路有放大器、电桥、振荡、相敏等电路。 传感器中转换元件的工作原理,通常可分为:电阻式、电感式、电容式、光电式、磁敏式、压电式、辐射式、生物化学式等。 随着人们新原理的发现、新技术的应用、新材料的合成、新工艺的突破,传感器的发展也是与时俱进,呈现出更多品质优良的新型传感器,传感器的微型化、集成化、网络化、智能化成为发展的趋势。
与现代科学技术的结合
传感器是现代信息技术的重要支柱,在科学研究、工农业生产、日常生活等方面发挥越来越重要的作用。传感器的发展与科学技术密切相关,传感器的应用与各学科紧密相连。
课程思政
待挖掘
(1) 熟悉常用力学传感器的种类和原理;
(2) 掌握常见力学传感器型号、参数和应用范围;
(3) 利用常规通用设备(如万用表或示波器)观测力学(位移,速度,加速度和力)传感器元件的输入输出特性;
(4) 选择几种力学传感器元件,测量传感器元件的静态特性。
选取一种传感器测量其输入输出特性,以电阻应变片传感器为例
(1) 了解电阻应变片的机构和桥式设计机理;
(2) 学习非平衡电桥的原理和测量方法,掌握单臂电桥、半桥电桥和全桥电桥的接线和使用;
(3) 用电阻应变传感器测量位移、质量或力的变化曲线,并校正;
(4) 测量传感器的灵敏度系数,比较单臂电桥、半桥电桥和全桥电桥的灵敏度。
(以电阻应变片传感器为例)
(1) 测量传感器的线性和非线性范围,测量传感器的极限特性;
(2) 测量传感器的灵敏度与电桥桥臂比的关系;
(3) 测量应变片元件的温度特性;
(4) 比较研究单臂电桥、半桥电桥和全桥电桥的温度补偿性,测量传感器的温度特性;
(5) 测量传感器的重复性;
(6) 测量传感器的动态响应特性。
(1) 研究传感器的灵敏度与相关物理量的关系;
(2) 研究传感器的漂移性,研究传感器的温度补偿;
(3) 研究传感器的非线性误差及其补偿方法;
(4) 设计或制作高灵敏度传感器。
(1) 认知力学传感器的基本工作机理,熟悉常见力学传感器型号及应用范围;
(2) 熟悉电阻应变片和传感器的特征和应用;
(3) 提升非平衡直流电桥的应用;
(4) 提升力学传感器的灵敏度、线性度、漂移性、补偿性等参量的分析能力。
应变片、灵敏度、非线性度、温度补偿、响应时间,非平衡电桥,差分电路,放大电路。
物理,数学,力学,材料,计算机,控制,电子信息技术。
其他类型传感器原理、设计及应用
欢迎大家留言讨论! — 乐永康 2019/12/05 13:01