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传感器是什么?

  传感器是一个完整的有测量功能的装置,为了满足信息的传送、处理、显示和控制等要求,必须把被测物理量转换为有对应关系的电量输出。假如传感器不对原始参数进行精确可靠的测量,那么信号转换、信息处理,或者数据的显示与控制,都是不可能的。我们可以这样说,没有精确可靠的传感器,就不可能有自动检测和控制系统。

  近代电子技术和电子计算机为信息的转换与处理提供了极其完善的手段,重大的变化正发生在近代检测与控制系统等领域,各种传感器都被用来检测数据并提供信息,由此可见,传感器有着巨大的作用。

  在现代飞行器上,装备着极其多样的显示与控制系统,以保证各种战斗和飞行任务的完成。在这些系统中,传感器首先对反映飞行器的参数的姿态,发动机工作状态的各个物理参数加以检测,提供给驾驶和领航人员去控制和操纵飞行器,或者传输给各种启动控制系统如自动驾驶仪、自动领航仪、发动机调节器,进行飞行器的自动驾驶和发动机的自动调节。

  同样,在新型飞机或发动机研制过程中,人们为了鉴定新机种是否符合预期设计要求,必须同样用各种传感器对原型机进行大量的地面测试和空中测试。例如,新研制一台航空发动机,就必须测试该发动机的转速、攻率或推力;发动机本身的振动、进气道压力、强度等各个参数,对某些参数还要进行实时测试和监控,以确定是否符合设计的技术性能指标。

  在自动化产品生产过程中,为了使设备正常工作,产品达到 好的质量,大量传感器被用来监视和控制生产过程中的各个参数。

  传感器一般由敏感器件,传感器件和测量电路三部分组成,有时还有辅助电源。如图 1-1 所示。

  图 1-1 传感器的组成

  为了满足人们的不同需要,有简单的传感器,也有复杂的传感器,有带反馈的闭环系统,也有不带反馈的开环系统。因此,传感器的组成将依不同情况而有所差异。

  敏感元件:直接感应被测量,并输出与被测量成确定对应关系的其他数字量的元件。

  传感元件:又叫变换器,是传感器的重要组成元件。可以直接检测被测量而输出与被测量成一定关系的电量。当然也可以不直接感受被测量,而只感受与被测量成确定关系的其他非电量。直接输出电量的敏感元件,如热电偶,同时也是传感元件。还有其他种类的新型传感器,比如压阻式和谐振式压力传感器等等,就将敏感元件与传感元件合二为一了。

  测量电路:指的是把传感元件输出的电信号转变利于显示、记录、控制和处理的电信号的电路。根据传感元件的不同类型我们采用不同的测量电路。其中被使用较多的是电桥电路,我们也经常采用其他特殊电路,例如激振电路、高阻抗输入电路,脉冲调宽电路等。

  因为传感元件的输出信号一般都比较微弱,为了便于我们测量和记录,很多测量电路还包括了放大器芯片或者放大电路。

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