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大学物理学补充教材(3)
传感器原理及应用基础
理学院物理教研室
2002.8.
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传感器原理及应用基础
目前,人类已进入了科学技术空前发展的信息社会.在这个瞬息万变的信息社会里,
传感器为人类敏感地检测出形形色色的有用信息,充当着电子计算机、智能机器人、自动
化设备、自动控制装置的"感觉器官".如果没有传感器将各种各样的形态各异的信息转
换为能够直接检测的信息,现代科学技术将是无法发展的.显而易见,传感器在现代科学
技术领域中占有极其重要的地位.
第一节 传感器与非电量电测
一、电量与非电量电测
我们生活的世界是由物质组成的,一切物质都处在永恒不停的运动之中.物质的运动
形式很多,它们通过化学现象或物理现象表现出来.表征物质特性或其运动形式的参数很
多,根据物质的电特性,可分为电量和非电量两类.电量一般是指物理学中的电学量,如
电压、电流、电阻、电容、电感等;非电量则是指除电量之外的一些参数,如压力、流量、
尺寸、位移量、重量、力、速度、加速度、转速、温度、浓度、酸碱度,等等.
人们在科学试验和生产活动中,通过测量可以对物质或事物获得定量的概念并发现它
们的规律性,从而认识物质及事物的本质.在众多的实际测量中,大多数是对非电量的测
量.
随着科学技术的不断进步和自动化水平的提高,对非电量测量的精度、灵敏度及反应
速度,尤其对被测量动态变化过程的测量和远距离的检测都提出了更高的要求,原有的对
非电量的测量方法已无法适应这一需要.这就要求对原有的非电量测量方法加以改进,并
采用新技术新方法.采用传感器技术的非电量电测方法,就是目前应用非常广泛的测量方
法.
非电量不能直接使用一般电工仪表和电子仪器测量,因为一般电工仪表和电子仪器要
求输入的信号为电信号.在由电子计算机控制的自动化系统中,更是要求输入的信息为电
量信号.一些在特殊场合下的非电量,如炉内的高温,带有腐蚀性液体的液位,煤矿内瓦
斯的浓度等也无法进行直接测量,这也需要将非电量转换成电量进行测量.
这种把被测非电量转换成与非电量有一定关系的电量,再进行测量的方法就是非电量
电测法.实现这种转换技术的器件叫传感器.
非电量电测法具有以下优点:
(1)可进行微量检测,精度高,反应速度快;
(2)可实现远距离遥测及遥控;
(3)可实现无损检测;
(4)能连续进行测量、记录及显示;
(5)可采用计算机技术对测量数据进行运算、存储及信息处理;
(6)测量安全可靠.
二、非电量电测系统

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