(3.1)--3.1 概述机电一体化与过程控制.ppt

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1、汇报人：XXXX 机电一体化系统能否有效发挥其自动化功能，获得准确信息是首要前提，完成这一任务的环节就是检测单元（Detecting unit）。传感器是检测过程中的核心元件。如果没有传感器对原始的各种参数进行精确可靠的检测，那么对机电产品的各种控制都是无法实现的。因此能把各种不同的非电量转换成电量的传感器是机电一体化系统中不可缺少的组成部分。3.1 概述 3.4 力、扭矩传感器 3.3 速度、加速度传感器 3.2 位移测量传感器 CONTENT目 录3.5 位置传感器3.6 视觉传感器3.1 概述3.1.1 传感器定义及其组成 3.1.2 传感器的静态特性3.1.3 传感器的动态特性1.传感

2、器的定义：一种以一定精度将被测量（如位移、力、加速度等）转换为与之有确定对应关系的且易于处理和测量的某种物理量的测量部件和装置。特点：由于电学量具有便于传输、转换、处理、显示等特点，因此，通常传感器是将非电量转化成电量输出。3.1.1 传感器的定义及其组成2.构成：传感器构成敏感元件转换元件基本转换电路3.1.1 传感器的定义及其组成2.构成：3.1.1 传感器的定义及其组成敏感元件：直接感受被测量，并以确定关系输出一物理量。如弹性敏感元件、光敏元件、热敏元件、声敏感元件等。转换元件：将敏感元件输出的非电物理量（如位移、应变、光强）转换为电参数（如电容、电感、电阻）。基本转换电路：将电路参数量

3、转换成便于测量的电量，如电压、电流、频率等。传感器静态特性：指被测量的值处于稳定状态时，传感器的输出输入关系。静态特性主要技术指标：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率和零漂。3.1.2 传感器的静态特性线性度：线性度反映了被测值处于稳定状态时，传感器输出与输入之间的关系曲线对拟合直线的接近程度。非线性线性误差L:非线性误差（线性度）max:最大非线性绝对值误差 yFS:输出满度值实际曲线与两个尖端连线（理论直线）之间的偏差称为传感器的非线性误差。取其中最大值与输出满度值之比作为评价线性度的指标。3.1.2 传感器的静态特性线性度设计传感器时，尽量使输入和输出成线性关系；购买传感器时，尽量选择

4、线性度高的传感器。但总存在非线性误差。3.1.2 传感器的静态特性灵敏度传感器在静态标准条件下，输出变化对输入变化的比值。线性传感器的灵敏度是常数3.1.2 传感器的静态特性灵敏度选用原则：在量程范围内，传感器的灵敏度越高越好，但要注意外界噪声的影响。线性传感器 非线性传感器3.1.2 传感器的静态特性迟滞定义：传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程中输出输入特性曲线的不重合程度。迟滞误差：通常以输出值在正反行程间的最大差值与满量程之比的百分数表示。Hm:输出值在正反行程间的最大差值3.1.2 传感器的静态特性迟滞迟滞性：磁性材料的磁滞，结构材料受力变形的滞后、摩擦等是产生迟滞误差（回程

5、误差）的原因。在传感器的选择过程中，迟滞误差越小越好。3.1.2 传感器的静态特性重复性定义：传感器在同一条件下，按同一方向作全量程连续多次重复测量时，输出输入曲线的不一致程度。Rm：输出最大重复性误差；Yi：第i次测量值；y：测量值平均值；n：测量次数；3.1.2 传感器的静态特性重复性精确计算：近似计算：3.1.2 传感器的静态特性分辨力传感器能检测到的最小输入增量。零漂传感器在零输入状态下，输出值的变化称为零漂。3.1.2 传感器的静态特性动态特性：指传感器测量动态信号时，输出对输入的响应特性。动态特性好的传感器，输出量随时间的变化规律将再现输入量随时间的变化规律。动态特性反映了被测量快速变化的性能，可以利用系统的传递函数、频率响应来描述。3.1.3 传感器的动态特性