振动测量传感器的发展现状
现代计量测试1997年第5期
振动测量传感器的发展现状
谷 毅
(中国计量科学研究院,北京 100013)
摘要:本文对现代振动测量传感器的发展、种类、加工工艺、结构原理及传感器的主要性能指标做了简要介绍和分析,同时对它们在现代化工业领域中的应用也做了相应的介绍。
一、引 言
进入九十年代以来,随着半导体加工工艺的日 完美,微电子技术的迅速发展,微机化机械加工技术和工艺的不断更新,现代振动与冲击测量传感器正朝着更小、更轻、更价廉物美、更高可靠性和更坚固耐用的方向发展。也正是因为具有了这些优点,才使得振动传感器在更多的领域得以应用。航空、航天等尖端技术的发展促进了振动测量传感器的研制与开发,采用新的微工艺加工的振动传感器无疑是对原有传感器的一次重大变革。而与此同时,传统的压阻、压电式加速度传感器的加工水平也在不断改进提高,这就使得测振传感器的发展和应用有了更广阔的空间。
二、加速度传感器
加速度传感器的应用几乎涉及了所有现代化工业领域,其中包括航空、航天、船舶制造、建筑、交通、能源工业、化工、机械和军工,它是结构模态分析、振动性能试验、振动控制工程所必需的基础元件。
11微电容式加速度传感器
图1 微电容式加速度传感器结构原理图图1所示的结构是微电容式加速度传感器中最常用
的一种。这种采用差动电容式原理的设计提高了传感器
的灵敏度和抗干扰能力。将微结构的质量块沉积在牺牲
层的多晶硅膜上,并经化学蚀刻形成。两固定电极是在玻
璃板表面上测射沉积的一层金属。此外,质量块表面也需
进行金属化处理,这样它与两固定电极之间便形成了具
有公共电极的两个电容。上述所有步骤都是在微米量级
的加工下完成的。当有加速度运动时,两个电容的电容量发生差动变化,输出一个正比于加速度的电信号,而这一
电信号经一个与之一体的厚膜放大器放大后输出。
传感器的重量仅10克左右,并且具有-55～+125℃的工作温区,测量范围<±500m s 2,工作
频率范围为0～2kH z ,灵敏度则高达1000mV g 以上。
它除了可以很方便地与计算机联机对汽车、火箭、机车等结构进行模态分析和测试外,还可以用在电梯性能方面的测试。生产这类传感器的主
要厂家有美国的AD 公司、法国的C rouzet 公司和瑞士的K istler 公司等。
21微应变式加速度传感器
图2 微应变式加速度传感器结构原理图
微应变式加速度传感器又称为压阻式加速度传感器。
这类传感器是在应变计式传感器的基础上发展而成的,即
通过微电子技术将压敏电阻用离子注入法注入于硅片上,
并用化学药剂蚀刻的悬臂梁构成质量——弹簧系统,如图
2所示。当被支撑的硅质量系统运动造成梁内的应力变化
使梁端压敏电阻阻值发生变化时,它就能够通过与之一体
的微放大器输出这一应变加速度信号。当然有些传感器不
带放大器,这样的传感器还需外加一个带电源的放大器。微应变式加速度传感器的典型性能是:工作温区-25
～+100℃;工作频率范围0～2kH z ;测量范围±1000m s 2;灵敏度1000mV g 以下。
这里尤其要提到的是,以上两种加速度传感器都具有从直流开始的极低频率响应特性。因此,除了进行结构模态分析之外,还可以用于地球物理监测、运输振动监控、工业振动监控和机床振动监控等众多领域。生产这类传感器的厂家有美国EG&G 公司、美国Endevco 公司等。
31石英振梁式加速度传感器
图3
石英振梁式加速度传感器结构原理图石英振梁式加速度传感器是利用石英振梁或称
石英谐振器作为加速度的检测元件,其典型结构如
图3所示。它与压阻式悬臂梁结构所不同的是,振梁
本身即是敏感元件。在受外力作用后,梁的电荷极性
和电荷量发生变化,这一变化经与之一体的放大器
放大后输出与之成正比的电信号。用这一原理设计
的加速度传感器可以做得非常小巧,重量仅有5克左
右。它还可以设计成差动输出方式。其主要技术性能如下:测量范围±500m s 2;工作频率范围015H z
～5kH z ;温度范围0～+65℃;灵敏度1000mV g 。
这类传感器也有很多应用领域,不仅能用来测试线加速度同时还能够测量角加速度。生产这类传感器的厂家有瑞士K istler 公司、美国Sundstrand 公司等。
41静电力平衡式加速度传感器
图4 静电力平衡式加速度传感器结构原理图
静电力平衡式加速度传感器利用力平衡回路产生
的静电力来平衡加速度所引起的作用在检测质量上的
惯性力。闭环式的工作方式使这类传感器克服了交叉耦
合误差,而且由于静电力的大小与所施电场强度的平方
成正比,所以它有很高的灵敏度和抗干扰能力。图4是这
类加速度传感器的典型方案。它的结构与差动电容式结
构大致相同,只是电路上增加了静电力平衡回路和检测
输出电路。生产这类传感器的厂家有美国N o rthop 公
司,B ell A ero space 公司,法国C rouzet 公司等。除了上述几种产品化的新型加速度传感器,目前正
在开发的加速度传感器还有很多,例如超导加速度传感器,光纤加速度传感器,摆式积分陀螺加速
度传感器等。加速度测量做为动态测量中一个非常重要的技术指标,其测试精度或不确定度的大小主要取决于传感器的技术指标,所以要求加速度传感器具有高灵敏度、宽频率范围和宽工作温区。除此之外,还有很多环境条件和技术指标的要求。
三、速度传感器
对于机械振动测量而言,特别是旋转机械和往复式机械振动的测量,比如大型汽轮机转子、发机电、大型鼓风机、飞机发动机、空气压缩机和兵器等,速度传感器是很有应用价值的。这不仅是因为国际上对这类设备的振动评价都以振动速度的均方根值或称振动烈度做为评价的标准,同时它还具备以下优点:
11速度传感器通常是自发生式的,不需要外加电源供电。
21输出信号大,灵敏度相对较高。
31低内阻,对噪声信号不敏感。
这类振动传感器的原理仍然是以传统的磁电式为基础,即线圈和磁铁。尽管在结构上有惯性式和直接式(或称绝对式与相对式)及动圈型和动钢型之分,但在加工工艺方面却有了根本性的突破。如美国CEC公司生产的CEC4-130型传感器采用了先进的陶瓷耐磨系统,大大提高了使用寿命,可连续工作12000小时。
这类传感器的结构原理决定了它的动态范围和工作频率范围,即它必须工作在其固有频率以上,通常是10H z左右,上限能达到2kH z。测量范围小于1m s。在这类传感器中,由温度变化而造成的测量误差是一个非常重要的问题。由于磁铁的磁感应强度随温度增加而减小,所以,一般高精密的速度传感器都要进行温度补偿,这样才可以使其工作在-25℃～+300℃的温度范围内。只有那些经过特殊处理的速度传感器,如CEC4-131,才可工作于480℃的温度下。
相对式速度传感器主要以接触式为主。由于它的参考坐标为传感器的壳体,所以在实际应用中安装需格外注意。目前大部分手持式测振仪表仍然选用这类相对式速度传感器,在电路上只需经简单的微、积分电路处理就可同时得出振动位移和振动加速度。生产这类传感器的有美国B en tly和CEC公司、日本的I M V、荷兰的飞利浦、法国的P robera等公司。
四、位移传感器
用来测量振动位移的传感器多以非接触式为主,如激光测振仪、光纤位移测振传感器、电涡流式传感器、电容式振动位移传感器、应变式振动位移传感器,等。随着激光光源的小型化和半导体激光光源的不断发展,激光测振仪也日趋产品化,并在更多的领域中得到了应用,如计量方面的量值传递、实验室等。但这种传感器的高造价和在安装等方面的限制使得它的应用有了很大的局限性。从低成本和工业应用来说,电涡流式传感器仍是目前应用最广和最普及的振动位移传感器。这种传感器的原理很简单:在通有交变电流的线圈上(1-2M H z)接近被测物体,它与被测物体之间的相对位移变化将产生一个电涡流,而此电涡流又将产生一个新磁场,从而导致原线圈上电感量、阻抗和品质因数发生改变,依据这一变化就可以检测出物体的位移大小。这种传感器具有结构简单、频率响应宽、灵敏度高、线性范围大、抗干扰能力强、体积小等诸多优点。但它对于不同的导磁材料有不同的灵敏度,这是使用者需特别注意的地方。因此,在应用这种传感器之前最好先根据材料做一下校准。另外安装的正确与否也对灵敏度和测试精度有很大影响。这类传感器的主要技术指标如
下:测量范围0～500mm,工作频率范围DC～20kH z,工作温度-20℃～+350℃。这类传感器的生产厂家有:美国B en tly、荷兰Ph ili p s、中国608厂等。
五、结 论
新的振动测量传感器在微结构加工工艺和新技术的带动下已从根本上推动了这一领域的大规模生产和应用,它的发展将会深刻地影响国民经济和国防科学技术的未来,同时也给振动传感器的标准提出了更新、更高的要求。
与此同时,传统的压电、压阻式加速度传感器仍具有其不可取代的优点,也就是频率范围宽、动态范围宽等,其加工水平也在不断的改进和提高。
总之,新振动测量传感器和传统振动传感器两者互补,使得振动测量更加完善,工作频率范围从零频响至50kH z以上,测量范围从零加速度至1000000m s2。这就是当前振动测量传感器发展的现状。
参考文献
11A ccelerati on&V ibrati on Instrum ents,M easurem ents&Contro l,D ec.1995
D evelopm en t of the V ib rati on T ran sducers
Gu Y i
(N ati onal In stitu te of M etro logy,B eijing 100013)
A b stract:In th is paper,the m ain typ es,structu ral p rinci p les,p rocessing techno logy,perfo r2 m ance specificati on s of the m odern vib rati on tran sducers,as w ell as their developm en t,are b riefly in troduced and analyzed.T he app licati on s of the vib rati on tran sducers in m odern indu stri2 al fields are also described.
(上接第5页)
O n2line D en sitom eter——T ubu lar V ib rati on
D en sitom eter( )
L i X inhua
(N ati onal In stitu te of M etro logy)
A b stract:
B eing si m p le,stab le and accu rate,the vib rati on2typ e den sitom eters have been w ide2 ly u sed in indu strial p rocesses fo r on2line m easu rem en ts of differen t k inds of sam p les and a w ide range of den sity.T he p rinci p les,con structi on s,calib rati on s and app licati on s of the tubu lar vib ra2 ti on den sitom eter,one of the m o st comm on vib rati on2type den sitom eters,have been described in th is p aper.
MEMS传感器的现状及发展前景
M E M S传感器的现状及 发展前景 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
毕 业 设 计 指 导 课 论 文 MEMS传感器的现状及发展前景 摘要：MEMS传感器是随着纳米技术的发展而兴起的新型传感器,具有很多新的特性,相对传统传感器其具有更大的优势。在追求微型化的当代,其具有良好的发展前景,必将受到各个国家越来越多的重视。文章首先介绍了MEMS传感器的分类和典型应用,然后着重对几个传感器进行了介绍,最后对MEMS传感器的发展趋势与发展前景进行了分析。 关键词：MEMS传感器;加度计;陀螺仪;纳米技术;微机构;微传感器StatusandDevelopmentProspectofMEMSSensors Abstract:MEMSsensorisanewtypeofsensorwiththedevelopmentofnanotechnology.Ithasma nynewfeatures,whichhasagreatadvantageovertraditionalsensors.Inthepursuitofminia turizationofthecontemporary,itsgoodprospectsfordevelopment,willbesubjecttomorea
ndmoreattentioninvariouscountries.Firstly,theclassificationandtypicalapplicatio nofMEMSsensorareintroduced.Then,severalsensorsareintroduced.Finally,thedevelopm enttrendanddevelopmentprospectofMEMSsensorareanalyzed. Keywords:MEMSsensor;accelerometer;gyroscope;nanotechnology;micro- mechanism;micro-sensor 目录 一、引言 MEMS传感器是采用微机械加工技术制造的新型传感器,是MEMS器件的一个重要分支。1962年,第一个硅微型压力传感器的问世开创了MEMS技术的先河,MEMS技术的进步和发展促 进了传感器性能的提升。作为MEMS最重要的组成部分,MEMS传感器发展最快,一直受到各发达国家的广泛重视。美、日、英、俄等世界大国将MEMS传感器技术作为战略性的研究领域之一,纷纷制定发展计划并投入巨资进行专项研究。 随着微电子技术、集成电路技术和加工工艺的发展,MEMS传感器凭借体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、易于集成以及耐恶劣工作环境等优势,极大地促进了传感器的微型化、智能化、多功能化和网络化发展。MEMS传感器正逐步占据传感器市场,并逐渐取代传统机械传感器的主导地位,已得到消费电子产品、汽车工业、航空航天、机械、化工及医药等各领域的青睐。
振动检测传感器的应用
振动检测传感器的应用 加速度传感器的应用： 加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是个常量，比如g，也可以是变量。 加速度传感器可以帮助你的机器人了解它现在身处的环境。是在爬山？还是在走下坡，摔倒了没有？或者对于飞行类的机器人来说，对于控制姿态也是至关重要的。更要确保的是，你的机器人没有带着炸弹自己前往人群密集处。一个好的程序员能够使用加速度传感器来回答所有上述问题。加速度传感器甚至可以用来分析发动机的振动。加速度传感器可以测量牵引力产生的加速度。 目前最新IBM Thinkpad手提电脑里就内置了加速度传感器，能够动态的监测出笔记本在使用中的振动，并根据这些振动数据，系统会智能的选择关闭硬盘还是让其继续运行，这样可以最大程度的保护由于振动，比如颠簸的工作环境，或者不小心摔了电脑做造成的硬盘损害，最大程度的保护里面的数据。另外一个用处就是目前用的数码相机和摄像机里，也有加速度传感器，用来检测拍摄时候的手部的振动，并根据这些振动，自动调节相机的聚焦。概括起来，加速度传感器可应用在控制，手柄振动和摇晃，仪器仪表，汽车制动启动检测，地震检测，报警系统，玩具，结构物、环境监视，工程测振、地质勘探、铁路、桥梁、大坝的振动测试与分析；鼠标，高层建筑结构动态特性和安全保卫振动侦察上。 激光多普勒传感器的应用： 本测试仪特别适用于测量那些质轻，微小的物 体（如声学喇叭，电脑硬盘，其他微机电系统等） 或者远距离不可接触到的物体（如高高的钢架，风 洞试验设备等）。广泛应用于航空，汽车,国防和民 用工程领域。
(完整版)传感器的目前现状与发展趋势综述
传感器的目前现状与发展趋势 吴伟 1106032008 材控2班 摘要：传感器是高度自动化系统乃至现代尖端技术必不可少的一个关键组成部分。传感器技术是世界各国竞相发展的高新技术，也是进入21 世纪以来优先发展的十大顶尖技术之一。传感器技术所涉及的知识领域非常广泛，其研究和发展也越来越多地和其他学科技术的发展紧密联系。本文首先介绍了传感器的基本知识和传感器技术的发展历史。之后，综述了近几年高端前沿的光电传感器技术和生物传感器技术的主要研究状况。最后，展望了现代传感器技术的发展和应用前景。 关键词：传感器技术；传感器；研究现状；趋势 引言 当今社会的发展，是信息化社会的发展。在信息时代，人们的社会活动将主要依靠对信息资源的开发及获取、传输与处理。而传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段，是现代科学的中枢神经系统。它是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置的总称。传感器处于研究对象与测控系统的接口位置，一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。如果把计算机比喻为处理和识别信息的“大脑”，把通信系统比喻为传递信息的“神经系统”，那么传感器就是感知和获取信息的“感觉器官”。 传感器技术是现代科技的前沿技术，发展迅猛，同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱，许多国家已将传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等重要的位置。现代传感器技术具有巨大的应用潜力，拥有广泛的开发空间，发展前景十分广阔。 1 传感器的基本知识
1.1 传感器的定义和组成 广义地说，传感器是指将被测量转化为可感知或定量认识的信号的传感器。从狭义方面讲，感受被测量，并按一定规律将其转化为同种或别种性质的输出信号的装置。传感器一般由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源四部分组成，其中敏感元件和转换元件可能合二为一，而有的传感器不需要辅助电源。 1.2 传感器技术的基本特性 在测试过程中，要求传感器能感受到被测量的变化并将其不失真地转换成容易测量的量。被测量有两种形式：一种是稳定的，称为静态信号；一种是随着时间变化的，称为动态信号。由于输入量的状态不同，传感器的输入特性也不同，因此，传感器的基本特性一般用静态特性和动态特性来描述。衡量传感器的静态特性指标有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率和漂移等。影响传感器的动态特性主要是传感器的固有因素，如温度传感器的热惯性等，动态特性还与传感器输入量的变化形式有关。 2 传感器技术的发展历史与回顾 传感器技术是在20世纪的中期才刚刚问世的。在那时，与计算机技术和数字控制技术相比，传感技术的发展都落后于它们，不少先进的成果仍停留在实验研究阶段，并没有投入到实际生产与广泛应用中，转化率比较低。在国外，传感器技术主要是在各国不断发展与提高的工业化浪潮下诞生的，并在早期多用于国家级项目的科研研发以及各国军事技术、航空航天领域的试验研究。然而，随着各国机械工业、电子、计算机、自动化等相关信息化产业的迅猛发展，以日本和欧美等西方国家为代表的传感器研发及其相关技术产业的发展已在国际市场中逐步占有了重要的份额。 我国从20世纪60年代开始传感技术的研究与开发，经过从“六五”到“九五”的国家攻关，在传感器研究开发、设计、制造、可靠性改进等方面获得长足的进步，初步形成了传感器研究、开发、生产和应用的体系，并在数控机床攻关中取得了一批可喜的、为世界瞩目的发明专利与工况监控系统或仪器的成果。但从总体上讲，它还不能适应我国经济与科技的迅速发展，我国不少传感器、信号
压电式传感器的发展与应用
HEFEI UNIVERSITY 自动检测技术报告 题目压电式传感器的应用与发展 系别 ***级自动化 班级 **班 姓名 ********************** 指导老师***** 完成时间 2011-11-28
前言：压电式传感器是以某些电介质的压电效应为基础，在外力作用下，在电介质的表面上产生电荷，从而实现非电量测量。压电传感元件是力敏感元件，所以它能测量最终能变换为力的那些物理量，例如力、压力、加速度等。压电式传感器具有响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构简单、工作可靠、重量轻等优点。近年来，由于电子技术的飞速发展，随着与之配套的二次仪表以及低噪声、小电容、高绝缘电阻电缆的出现，使压电传感器的使用更为方便。因此，在工程力学、生物医学、石油勘探、声波测井、电声学等许多技术领域中获得了广泛的应用。本文重点介绍压电式传感器的工作原理，在航空发动机中的应用及发展趋势。 关键字：传感器压电效应测振 正文：压电式传感器的发展及应用压电式传感器是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量。它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。缺点是某些压电材料需要防潮措施，而且输出的直流响应差，需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。 压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。正压电效应是指：当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变 时，电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量 与外力的大小成正比。压电式传感器大多是利用正压电 效应制成的。逆压电效应是指对晶体施加交变电场引起 晶体机械变形的现象，又称电致伸缩效应。用逆压电效 应制造的变送器可用于电声和超声工程。压电敏感元件 的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、 厚度切变型、平面切变型5种基本形式（见图）。压电 晶体是各向异性的，并非所有晶体都能在这5种状态下产生压电效应。例如石英晶体就没有体积变形压电效应，但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。 压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。 压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微小的压力。 压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中，比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的，因为测量动态压力是如此普遍，所以压电传感器的应用就非常广泛。
传感器作业习题
习题1 1-1衡量传感器静态特性的主要指标有哪些？说说它们的含义。 答： 1、线性度：表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合（或 偏离）程度的指标。 2、灵敏度：传感器输出量增量与被测输入量增量之比。 3、分辨力：传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量。 4、回差：反应传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程过程中。。。输 出-输入曲线的不重合程度指标。 5、重复性：衡量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全程连续多次 变动时，所得特性曲线间一致程度的指标。 6、阈值：是能使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值，即零位附 近的分辨力。 7、稳定性：传感器在相当长时间内仍保持其性能的能力。 8、漂移：指在一定时间间隔内，传感器输出量存在着与被测输人量无关的、不 需要的变化。 9、静态误差(精度）：指传感器在满量程内任一点输出值相对其理论值的可能偏 离(逼近)程度。它表示采用该传感器进行静态测量时所得数值的不确定度。 1-2 计算传感器线性度的方法有哪几种？差别何在？ 1、理论直线法：以传感器的理论特性线作为拟合直线，与实际测试值无关。优点是简单、方便，但输出平均值与拟合直线间的最大偏差很大。 2、端点直线法：以传感器校准曲线两端点间的连线作为拟合直线。 y=b+kx b截距k为斜率与理论直线发一样简便偏差很大 3、“最佳直线”法：以“最佳直线”作为拟合直线，该直线能保证传感器正反行程校准曲线对它的正负偏差相等并且最小。这种方法的拟合精度最高，但是只能用图解法和计算机结算来获得。（断电平行法） 4、最小二乘法：按最小二乘原理求取拟合直线，该直线能保证传感器校准数据的残差平方和最小。最小二乘法的拟合程度很高，但是校准曲线相对拟合直线
传感器的应用现状及发展趋势-论文2011-11-16
传感器技术的研究应用现状与发展前景 传感器技术作为信息技术的三大基础之一，是当前各发达国家竞相发展的高技术是进入21 世纪以来优先发展的十大顶尖技术之一。传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力，而现代科学技术突飞猛进则提供了坚强的后盾。传感器是信息系统的源头, 在某种程度上是决定系统特性和性能指标的关键部件。本文回顾了传感器技术的发展历史，综述了近几年高端前沿的光电传感器技术和生物传感器技术的主要研究应用状况，并通过简述当前的应用实例，展望了现代传感器技术的发展和应用前景。 1.引言 传感器是将物理、化学、生物等自然科学和机械、土木、化工等工程技术中的非电信号转换成电信号的换能器。当今社会的发展是信息化社会的发展，在信息时代人们的社会活动将主要依靠对信息资源的开发及获取、传输与处理，而传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段，是现代科学的中枢神经系统，它是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置的总称。传感器处于研究对象与测控系统的接口位置一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。如果把计算机比喻为处理和识别信息的大脑，把通信系统比喻为传递信息的神经系统，那么传感器就是感知和获取信息的感觉器官。传感器技术是现代科技的前沿技术，发展迅猛，同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱，许多国家已将传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等重要的位置现代传感器技术具有巨大的应用潜力拥有广泛的开发空间，发展前景十分广阔。 2.传感器的发展历史及分类 2.1传感器技术的发展历史 传感器技术是20世纪的中期才刚刚问世的，在那时与计算机技术和数字控制技术相比，传感技术的发展都落后于它们，不少先进的成果仍停留在实验研究阶段并没有投入到实际生产与广泛应用转化率比较低。在国外，传感器技术主要是在各国不断发展与提高的工业化浪潮下诞生的，并在早期多用于国家级项目
传感器安装方式对振动测试的影响重点
传感器安装方式对振动测试的影响 一、传感器的安装有方向性,传感器的外形一般是以圆柱体为主,它的轴线要与振动方向一致,否则传感器测量到的就是振动的横向分量了,采集到的数据不准确。 二、对于固定点和测量点GB/T2423-10-1995 中规定如下: 3.1 固定点fixing point 样品与夹具或与振动台点接触的部分,在使用中通常是固定样品的地方。如果实际安装结构的一部分作夹具使用,则应取安装结构和振动台点接触的部分作固定点,而不应取样品和振动台点接触的部分作固定点。 3.2 测量点measuring point 试验中采集数据的某些特定点具有两种形式,下面给出其定义。 注:为了评价样品的性能,可以在样品中的许多点上进行测量,但在本标准中,这种情况不作为测量点看待,对这方面的更详细的叙述见附录A2.1。 3.2.1 检测点check point 位于夹具、振动台或祥品上的点,并且要尽可能接近于一固定点,而且在任何情况下,都要和固定点刚性连接。 试验的要求是通过若干检测点的数据来保证的。 如果存在四个或四个以下的固定点,则每一个都用作检测点。如果存在四个以上的固定点,则有关规范中应规定四个具有代表性的固定点作检测点用。 在特殊情况下,例如对大型或复杂样品,如果要求检测点在其他地方(不紧靠固定点,则在有关规范中规定。
当大量的小样品安装在一个夹具中时,或当一个小样品具有许多固定点时,为了导出控制信号,可选用 单个检测点(即基准点,但该点应选自样品和夹具的固定点而不应选自夹具和振动台的固定点。这仅当夹具装上样品等负载后的最低共振频率充分高过试验频率的上限时才是可行的。 3.2.2 基准点reference point 是从检测点中选定的点,为了满足本标准的要求,该点上的信号是用来作控制试验之用的。 测量点加速度传感器的安装:与控制加速度计的安装类似,但测量点必须选在试件刚性较大的地方,否则测出的振动可能是局部振动并不反映测试点的总体振动情况。 三、对下图测量曲线的分析 从下图可以看到蓝色曲线是CH1控制点曲线,浅绿曲线是CH2测量点曲线。红、黄是退出和警告曲线。另两个是目标和共振曲线。 试验条件是10-100Hz,加速度是10M/S^2;此曲线是试验结束后保存的数据。 从图中可看出目标曲线、共振曲线、与控制点的曲线基本是重叠的,说明了振动试验正常,产品在振动时无大的偏差。 我们再看测量点CH2的曲线波形是断续的,不是连续的,在某些频率范围内测量值很小甚至没有信号输出了。从40Hz开始,测量逐步在增大,在60和约71-72Hz两个点出现尖峰值了。很明显测量点的输出信号是不正常,测量曲线的波形是断续的,说明测量信号时有时没有。这个原因有两种情况,一是传感器及连接线之间有虚断存在或传感器坏了。二是可能传感器安装不对了;三可能是有干扰信号。 光从一个图片,我们是很难找出问题存在的原因。
加速传感器在地震监测中的应用
随着传感器技术的不断提高，传感器的功能越来越全面，现在很多传感器都应用在了震动监测中。其中加速传感器在震动监测中的作用就是非常大的。加速传感器监测地下深处的振动力，可以在地震来临之前为人们预警，加速传感器对于震动监测是一个不可缺少的仪器，下面小编就来具体说一下加速传感器在震动监测中的作用吧。 加速度传感器是地震监测的专用传感器，加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备，典型应用在手机、笔记本电脑、步程计和运动检测等。加速度传感器往往会被应用在地震检波器，它可以实现信号调理、温度补偿、自测，以及可配置到检测0g或脉冲检测快速运动等功能，产品具有功耗低、便于携带、精度高、速度快的特点。近些年来我国地震信号记录器以及信号处理器技术都有了很大的进步，但是用于接收地震信号的传感器却没有大的突破，仍然延续了原来的机电转换模式和模拟信号传输，这一切严重的制约了我国地震监测技术的发展，于是迫切的需要提高加速度传感器的性能。 破坏性大，发生频率高的自然灾害人们往往不可避免，但是如果有强大的监测技术，完全可以减少自然灾害带来的麻烦，加速度传感器的技术也就决定了这一切。传统的传感器检测10赫兹一下的频率地震信号无能为力，许多有效的数据信号是无法获取的。可以说20年前我国自主研发的加速度传感器技术还是不及国外一些新型的传感器产品。 如今，我国作为一个最大的发展中国家，这些加速传感器技术已经不再怠慢。加速度传感器的技术已经投入地震监测的使用，也能更早的预测地震的发生时间。三轴加速度传感器是目前我国地震检测应用最为广泛的传感器，以MEMS 加速度传感器为基础弥补了原来的输出信号不全等问题，利用三轴加速度传感器组合使得获取的数据更加有效精准。这一切技术的发展以及应用也将为自然给人带来的灾害做到最大的挽救，及时的处理将做到万无一失，这也将是加速度传感器未来最具有突破点的技术。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型，报价，采购，参数，图片，批发信息，请关注艾驰商城https://www.wendangku.net/doc/c714292902.html,/
振动入门知识及传感器简介
振动入门知识及传感器简介 工程振动量值的物理参数常用位移、速度和加速度来表示。由于在通常的频率范围内振动位移幅值量很小，且位移、速度和加速度之间都可互相转换，所以在实际使用中振动量的大小一般用加速度的值来度量。常用单位为：米/秒2 (m/s2)，或重力加速度(g)。 描述振动信号的另一重要参数是信号的频率。绝大多数的工程振动信号均可分解成一系列特定频率和幅值的正弦信号，因此，对某一振动信号的测量，实际上是对组成该振动信号的正弦频率分量的测量。对传感器主要性能指标的考核也是根据传感器在其规定的频率范围内测量幅值精度的高低来评定。 最常用的振动测量传感器按各自的工作原理可分为压电式、压阻式、电容式、电感式以及光电式。压电式加速度传感器因为具有测量频率范围宽、量程大、体积小、重量轻、对被测件的影响小以及安装使用方便，所以成为最常用的振动测量传感器。 传感器的种类选择 压电式- 原理和特点 压电式传感器是利用弹簧质量系统原理。敏感芯体质量受振动加速度作用后产生一个与加速度成正比的力，压电材料受此力作用后沿其表面形成与这一力成正比的电荷信号。压电式加速度传感器具有动态范围大、频率范围宽、坚固耐用、受外界干扰小以及压电材料受力自产生电荷信号不需要任何外界电源等特点，是被最为广泛使用的振动测量传感器。虽然压电式加速度传感器的结构简单，商业化使用历史也很长，但因其性能指标与材料特性、设计和加工工艺密切相关，因此在市场上销售的同类传感器性能的实际参数以及其稳定性和一致性差别非常大。与压阻和电容式相比，其最大的缺点是压电式加速度传感器不能测量零频率的信号。 压阻式 应变压阻式加速度传感器的敏感芯体为半导体材料制成电阻测量电桥，其结构动态模型仍然是弹簧质量系统。现代微加工制造技术的发展使压阻形式敏感芯体的设计具有很大的灵活性以适合各种不同的测量要求。在灵敏度和量程方面，从低灵敏度高量程的冲击测量，到直流高灵敏度的低频测量都有压阻形式的加速度传感器。同时压阻式加速度传感器测量频率范围也可从直流信号到具有刚度高，测量频率范围到几十千赫兹的高频测量。超小型化的设计也是压阻式传感器的一个亮点。需要指出的是尽管压阻敏感芯体的设计和应用具有很大灵活性，但对某个特定设计的压阻式芯体而言其使用范围一般要小于压电型传感器。压阻式加速度传感器的另一缺点是受温度的影响较大，实用的传感器一般都需要进行温度补偿。在价格方面，大批量使用的压阻式传感器成本价具有很大的市场竞争力，但对特殊使用的敏感芯体制造成本将远高于压电型加速度传感器。 电容式 电容型加速度传感器的结构形式一般也采用弹簧质量系统。当质量受加速度作用运动而改变质量块与固定电极之间的间隙进而使电容值变化。电容式加速度计与其它类型的加速度传感器相比具有灵敏度高、零频响应、环境适应性好等特点，尤其是受温度的影响比较小；但不足之处表现在信号的输入与输出为非线性，量程有限，受电缆的电容影响，以及电容传感器本身是高阻抗信号源，因此电容传感器的输出信号往往需通过后继电路给于改
振动传感器
振动传感器 振动传感器分为压电式，磁电式，微型振动传感器。 常用振动传感器有以下几种： 1.压电片谐振式：使用压电片接收振动信号，压电片的谐振频率较高，为了降低谐振频率，使用加大压电片振动体的质量来实现，并使用弹簧球代替附加物，降低两谐振频率，增强了振动效果。其优点是灵敏度较高，结构简单。但是需要信号放大后送到TTL电路或者单片机电路中，不过使用一个三极管单级放大即可 2.机械振动式：传统的振动检测方式，受到振动以后，弹簧球在较长的时间内进行减幅振动，这种振动便于被检测电路检测到。振动输出开关信号，输出阻抗与配合输出的电阻阻值所决定，根据检测电路的输入阻抗，可以做成高阻抗输出方式。 3.微型振动传感器：将机械式振动传感器微型化，将振动体碳化并进行密封处理，其工作性能更可靠。输出开关信号直接与TTL电路和或者单片机输入电路相连接，电路结构简单。输出阻抗高，静态工作电流小。 振动传感器按其功能可有以下几种分类方法： 按机械接收原理分：相对式、惯性式；按机电变换原理分：电动式、压电式、电涡流式、电感式、电容式、电阻式、光电式； 按所测机械量分：位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器、应变传感器、扭振传感器、扭矩传感器。 以上分类法中的传感器是相容的。
1、相对式电动传感器 电动式传感器基于电磁感应原理，即当运动的导体在固定的磁场里切割磁力线时，导体两端就感生出电动势，因此利用这一原理而生产的传感器称为电动式传感器。相对式电动传感器从机械接收原理来说，是一个位移传感器，由于在机电变换原理中应用的是电磁感应电律，其产生的电动势同被测振动速度成正比，所以它实际上是一个速度传感器。 2、电涡流式传感器 电涡流传感器是一种相对式非接触式传感器，它是通过传感器端部与被测物体之间的距离变化来测量物体的振动位移或幅值的。电涡流传感器具有频率范围宽(0～10 kHZ)，线性工作范围大、灵敏度高以及非接触式测量等优点，主要应用于静位移的测量、振动位移的测量、旋转机械中监测转轴的振动测量。 3、电感式传感器 依据传感器的相对式机械接收原理，电感式传感器能把被测的机械振动参数的变化转换成为电参量信号的变化。因此，电感传感器有二种形式，一是可变间隙，二是可变导磁面积。 4、电容式传感器 电容式传感器一般分为两种类型。即可变间隙式和可变公共面积式。可变间隙式可以测量直线振动的位移。可变面积式可以测量扭转振动的角位移。 5、惯性式电动传感器
电涡流传感器测量振动实验报告
实验二十一 被测体面积大小对电涡流传感器的特性影响实验 一、实验目的： 了解电涡流传感器在实际应用中其位移特性与被测体的形状和尺寸有关。 二、基本原理： 电涡流传感器在实际应用中，由于被测体的形状，大小不同会导致被测体上涡流效应的不充分，会减弱甚至不产生涡流效应，因此影响电涡流传感器的静态特性，所以在实际测量中，往往必须针对具体的被测体进行静态特性标定。 三、需用器件与单元： 直流源、电涡流传感器、测微头、电涡流传感器实验模板、不同面积的铝被测体、数显单元。 四、实验步骤： 1．按图2-1安装电涡流传感器。 图2-1传感器安装示意图 2．在测微头端部装上铝质金属（小圆盘与小圆柱体），作为电涡
流传感器的被测体。调节测微头，使铁质金属圆盘的平面贴到电涡流传感器的探测端，固定测微头。 图2-2 电涡流传感器接线示意图 3．传感器连接按图2-2，实验模块输出端Uo与直流电压表输入端U i相接。直流电压表量程切换开关选择电压20V档，模块电源用2号导线从实验台上接入+15V电源。 4．合上实验台上电源开关，记下数显表读数，然后每隔0.1mm 读一个数，直到输出几乎不变为止。将结果列入表2-1。
（1）由上图可得系统灵敏度：S=ΔV/ΔW=3.1977V/mm （2）由上图可得非线性误差： 当x=1mm时: Y=3.1977×1+2.4036=5.6013V Δm=Y-5.70=-0.0987V yFS=10.69V δf=Δm/yFS×100%=0.923% 当x=3mm时: Y=3.1977×3+2.4036=12.00V Δm=Y-11.2=0.8V yFS=10.69V δf=Δm/yFS×100%=7.48% 表2-3 铝质被测体（圆柱体）
2016年《振动测试实验》综合练习题 (2)
2016年《振动测试实验》综合练习题 1、关于振动传感器，请回答以下问题： 1）振动传感器主要有那些类型？哪种传感器目前使用最广泛？ 答：①振动传感器按所测机械量分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器、应变传感器、扭振传感器、扭矩传感器。 ②目前使用最广泛的是加速度传感器。 2）加速度传感器安装方式有哪些？对于飞机空中振动环境测试，你认为哪几种安装方式较合适？ 答：①加速度传感器安装方式：刚螺栓连接、胶合螺栓、石蜡粘接、双面胶、永久磁铁。 ②对于飞机空中振动环境测试，用刚螺栓连接、胶合螺栓较合适。 3）加速度传感器和力传感器的主要技术指标？ 答：（1）灵敏度：电信号输出与被测运动输入之比。加速度传感器的灵敏度通常为V/g或PC/ms-2、V/ms-2。力传感器的灵敏度通常为V/N。（2）频率响应特性（包括幅频特性和相频特性）。（3）动态范围：可测量的最大振动量与最小振动量之比。下限取决于连接电缆和测量电路的电噪声，上限取决于传感器的结构强度。（4）横向灵敏度：垂直于主轴的横向振动也会使传感器产山输出信号。该信号与主轴灵敏度的百分比为横向灵敏度。（5）幅值线性度：实际传感器的输出信号只在一定幅值范围内与被测振动成正比（即保持线性特性）。在规定线性度内可测幅值范围称为线性范围。 4）一般振动数据采集设备最大输入电压为10伏。测量一结构加速度响应，加速度最大值预估约为20g，现有加速度传感器甲（灵敏度：50mv/g）、乙（灵敏度：500mv/g）各一只，选用哪一个传感器？请说明理由。 答：灵敏度等于输入电压除以加速度为10V/20g = 500 mv/g，所以选择乙传感器。 2、关于激振器，请回答以下问题： 1）常用的激振器安装方式有哪两种？两种安装方式的分别有何技术要求？ 答：①常用的激振器安装方式：刚性支承、柔性悬挂。 ②刚性支承安装要求：垂直向、横向、纵向支承刚度足够大。 支承系统（激振器+支架）的最低阶固有频率＞试验件最高阶固有频率。 柔性悬挂安装要求：垂直向、横向、纵向支承刚度足够小。
国内外传感器技术现状与未来发展趋势
《传感器原理与应用》结课论文国外传感器现状及发展趋势 学院：计算机与信息工程学院 专业：通信工程 班级：13级通信工程 学号： ： 指导教师：袁博 学年学期：2016-2017学年第一学期
摘要：传感器技术是现代技术的应用具有巨大的发展潜力，通过传感器技术的应用现状，在未来发展中存在的问题和面临的挑战，传感器技术现状与发展趋势。 关键字：传感器，现状，发展趋势。 正文： 一、传感器的定义和组成 根据国家标准（GB7665—87），传感器（transduer/sensor）的定义是：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。 这一定义包含了以下几方面的含意：①传感器是测量装置，能完成检测任务：②它的输出旦是某一被测量，可能是物理量．也可能是化学量、生物量等；②它的输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换、处理、显示等，这种量可以是气、光、电物理量，但主要是电物理量；④输出输入有对应关系，且应有一定的精确程度。 关于传感器，我国曾出现过多种名称，如发送器、传送器、变送器等，它们的涵相同或相似。所以近来己逐渐趋向统一，大都使用传感器这一名称了。 但是，在我国还经常有把‘传感器”和“敏感元件”等同使用的情况。当从仪器仪表学科的角度强调是一种感受信号的装置时，称其为。传感器”：而从电子学的角度强调它是一种能感受信号的电子元件时，称其为“敏感元件”。两种
不同的提法在大多数情况下并不矛盾。例如热敏电阻，既可以称其为“温度传感器”，也可以称之为“热敏元件”。但在有些情况下则只能概括地用“传感器”一词来称谓。例如，利用压敏元件作为敏感元件，并具有质量块、弹按和阻尼等结构的加速度传感器，很难用“敏感元件％类的词称谓，而只“传感器”则更为贴切。 传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成。 （1）敏感元件：它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一种量的元件。 是一种气体压力传感器的示意图。膜盒2的下半部与壳体l固接，上半部通过连扦与磁芯 4相连，磁芯4置于两个电感线圈3中，后者接人转换电路5。这里的膜盒就是敏感元件，其外部与大气压力尸。相通，部与被测量压力尸相通。当尸变化时．引起膜盒上半部移动，即输出相应的位移量。 （2）转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成电路参量。在图2—2中，转换元件是可变电感线圈3，它把输入的位移量转换成电感的变化。 （3）转换电路：上述电路参数接入转换电路．便可转换成电量输出。 实际上，有些传感器很简单．有些则较复杂，大多数是开环系统，也有些是带反馈的闭环系统。 最简单的传感器由一个敏感元件（兼转换元件）组成，它感受被测量时直接输出电量，如热电偶；有些传感器由敏感元件组成，没有转换电路，如压电式加
振动传感器种类原理发展趋势
振动传感器种类、原理及发展趋势 【摘要】振动传感器是一种能感受机械运动振动的参量(振动速度、频率，加速度等)并转换成可用输出信号的传感器。 在高度发展的现代工业中，现代测试技术向数字化、信息化方向发展已成必然发展趋势，而测试系统的最前端是传感器，它是整个测试系统的灵魂，被世界各国列为尖端技术，特别是近几年快速发展的IC技术和计算机技术，为传感器的发展提供了良好与可靠的科学技术基础。使传感器的发展日新月益，且数字化、多功能与智能化是现代传感器发展的重要特征。 【关键词】种类；原理；发展趋势 【Abstract】:Vibration transducer is atransducer that can feel the vibration of a mechanical movement parameters (frequency of the vibration velocity, acceleration, etc.) and converted into usable output signal of the sensor. At the height of the development of modern industry, modern testing technology to digitization, information management has become an inevitable trend of development, and testing system for the front end is the sensor, it is the soul of an entire test system, is listed as a leading-edge technology around the world, particularly in recent years, the rapid development of IC technology and computer technology, the development of a sensor provides a good and reliable scientific and technology base. Place the sensor development, Crescent IK, and multipurpose digital, is a modern and intelligent sensor development, an important feature. 【Keywords】:type , principle , inevitable trend of development 振动传感器的分类
传感器技术发展现状及趋势
传感器技术发展现状及趋势 桂林航天工业学院 课程论文 题目：传感器技术发展现状及趋势 专业：工商企业管理（生产运作与质量管理） 姓名：罗并 学号：20190820Z00102 指导教师：陈少航 2019年 6月12日 传感器技术发展现状及趋势 在信息化社会，几乎没有任何一种科学技术的发展和应用能够离得开传感器和信号探 测技术的支持。生活在信息时代的人们，绝大部分的日常生活与信息资源的开发，采集， 传送和处理息息相关。分析当前信息与技术发展状态，21世纪的先进传感器必须具备小型化，智能化，多功能化和网络化等优良特征。 为了能够与信息时代信息量激增，要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋 势保持一致，对于传感器性能指标(包括精确性，可靠性，灵敏性等)的要求越来越严格； 与此同时，传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程，因此还要求传感器必须配有标 准的输出模式；而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求，所以它们已逐步被 各种不同类型的高性能微型传感器所取代；后者主要由硅材料构成，具有体积小，重量轻，反应快，灵敏度高以及成本低等优点。 目前，几乎所有的传感器都在由传统的结构化生产设计向基于计算机辅助设计(CAD) 的模拟式工程化设计转变，从而使设计者们能够在较短的时间内设计出低成本，高性能的 新型系统，这种设计手段的巨大转变在很大程度上推动着传感器系统以更快的速度向着能 够满足科技发展需求的微型化的方向发展。 智能化传感器(Smart Sensor)是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新 型传感器系统。此类传感器系统一经问世即刻受到科研界的普遍重视，尤其在探测器应用 领域，如分布式实时探测，网络探测和多信号探测方面一直颇受欢迎，产生的影响较大。，智能化传感器具有以下优点: (1)智能化传感器不但能够对信息进行处理，分析和调节，能够对所测的数值及其误 差进行补偿，而且还能够进行逻辑思考和结论判断，能够借助于一览表对非线性信号进行
测试习题集-第七章 振动测试
第七章振动测试 一、填空题 1 振弦式传感器是以作为敏感元件，其与其的大小，因而弦的能表征的大小。 2 振弦式传感器中，将待测力作用在，改变弦的大小，因而弦的变化能表征的大小。 3 振弦式传感器主要由、、、、等组成。 4 振弦式传感器中，待测力通过改变弦的张紧力。激励器供给弦使弦。拾振器将弦的转换成的电信号输出。振弦把的变化转换成的变化。 5 振弦式传感器中，激励振弦自由振动的方式有和两种。 6 振弦式传感器的间歇激励中，只有和，既作为，又作为。 7 采用电流法连续激励的振弦式传感器中，传感器与组成振荡器。作为振荡器的正反馈网络。 8 采用电磁法连续激励的振弦式传感器中有两套线圈和永久磁铁，一个作，一个作。 9 振筒式压力传感器结构上主要有、、、。 10 振筒压力传感器中，激励线圈和拾振线圈通过耦合，与和反馈网络组成一个以为谐振频率的系统。 11 振筒式压力传感器中，若让它的振动频率越高，器振也越。因而，通常振筒总是在它下振动。 12 振筒式传感器中振筒振动起来后，由于振筒是磁路中的一部分，它的振动改变了磁路中的大小，引起的变化，在拾振线圈中产生。 13 振筒式压力传感器中，在振筒材料、尺寸一定情况下，只与振筒刚度有关，而这时的刚度只与筒壁有关。故与成单值函数关系，这时测量的变化，即可确定筒内的。 14 振筒式传感器中的振筒换成，激励器和拾振器放在，就
成为振管式传感器，用于测量。当振管振动时，随之振动，当发生变化时，系统发生变化，即可确定。 15 普通振膜式传感器是由、、、组成，其中的、拾振器和，再加上组成振荡系统。 16 振膜式传感器中，压力膜片受力，使压力膜片支架上固定着的支撑支架张角改变，振膜发生变化，因而振膜的发生变化。 17 将普通振膜式传感器中的取消，用代替和，并直接固定在上，就成为压电陶瓷振膜式传感器。 二、判断题 1 的惯性拾振器，其幅频特性曲线会出现“共振峰”。 2 用接触式拾振器测振时，须考虑拾振器质量对被测件运动加速度和固有频率的影响。 3 稳态正弦激振和脉冲激振都是宽带激振。 4 脉冲激振实验时，锤头垫的材料愈硬，则有效激振频率范围愈宽。 5 实验测得构件的共振频率就是其固有频率，且这时响应与激振力的相位差总是90 °。 6 进行绝对激振试验对，激振器一定要与地基牢固地固定在一起， 7 电动式激振器所产生的激振力与线圈所产生的电动力相等。 8 在机械结构振动参数测定实验中，若加大激振力，则所测得的构件的固有频率也变大。 9 阻抗头可以同时测定激振力和被测构件激振点处的响应。 10 在位移响应的虚、实频曲线中，只有虚频曲线包含幅频、相频信息。因此，常用虚频曲线来求阻尼比和固有频率。 11 由于互易法是用两只传感器互相比较来校准灵敏度的，故属于比较校准法。 三、选择题 1 阻抗头是测量振动系统 ( ) 的拾振器。 （ A ）振动位移（ B ）振动加速度（ C ）激振力（ D ）激振力及响应
传感器技术发展现状及趋势
桂林航天工业学院 课程论文 题目：传感器技术发展现状及趋势 专业：工商企业管理（生产运作与质量管理） 姓名：罗并 学号：20130820Z00102 指导教师：陈少航 2015年6月12日 传感器技术发展现状及趋势 在信息化社会，几乎没有任何一种科学技术的发展和应用能够离得开传感器和信号探测技术的支持。生活在信息时代的人们，绝大部分的日常生活与信息资源的开发，采集，传送和处理息息相关。分析当前信息与技术发展状态，21世纪的先进传感器必须具备小型化，智能化，多功能化和网络化等优良特征。 为了能够与信息时代信息量激增，要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋势保持一致，对于传感器性能指标(包括精确性，可靠性，灵敏性等)的要求越来越严格；与此同时，传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程，因此还要求传感器必须配有标准的输出模式；而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求，所以它们已逐步被各种不同类型的高性能微型传感器所取代；后者主要由硅材料构成，具有体积小，重量轻，反应快，灵敏度高以及成本低等优点。 目前，几乎所有的传感器都在由传统的结构化生产设计向基于计算机辅助设计(CAD)的模拟式工程化设计转变，从而使设计者们能够在较短的时间内设计出低成本，高性能的新型系统，这种设计手段的巨大转变在很大程度上推动着传感器系统以更快的速度向着能够满足科技发展需求的微型化的方向发展。 智能化传感器(Smart Sensor)是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新型传感器系统。此类传感器系统一经问世即刻受到科研界的普遍重视，尤其在探测器应用领域，如分布式实时探测，网络探测和多信号探测方面一直颇受欢迎，产生的影响较大。，智能化传感器具有以下优点: (1)智能化传感器不但能够对信息进行处理，分析和调节，能够对所测的数值及其误差进行补偿，而且还能够进行逻辑思考和结论判断，能够借助于一览表对非线性信号进行线性化处理，借助于软件滤波器滤波数字信号。此外，还能够利用软件实现非线性补偿或其它更复杂的环境补偿，以改进测量精度。 (2)智能化传感器具有自诊断和自校准功能，可以用来检测工作环境。当工作环境临近其极限条件时，它将发出告警信号，并根据其分析器的输入信号给出相关的诊断信息。当智能化传感器由于某些内部故障而不能正常工作时，它能够借助其内部检测链路找出异常现象或出了故障的部件。 (3)智能化传感器能够完成多传感器多参数混合测量，从而进一步拓宽了其探测与应用领域，