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传感器外文翻译文献
传感器外文翻译文献
(
文档含中英文对照即英文原文和中文翻译
)
译文：
传感器的基础知识
传感器是一种将能量转化为光的、机械的或者更为普遍的电信号，这种能量转换发
生的过程称之为换能作用。
按照能量转换的复杂程度和控制
方式，传感器被分为不同的等级，用来测量位移的
电阻式传感器被分类为电阻式位移传感
器，其他的分类诸如压力波纹管、压力膜和压
力阀等。
1
、传感器元件
大多数的传感器是由感应元件，转换元件、控制元件、当然也有例外，例如：震动
膜
、
.
波纹管、应力管和应力环、低音管和悬臂都是敏感元件。对
物理量作出反应，
将物理的压力和力转换为位移，这些转换量可以被用作电参数，如电压
、电阻、
电容或者感应系数。机械式和电子式元件合并形成机电式传感设备或传感器。相
传感器外文翻译文献
似量的结合可以作为能量输入例如：热的、光的、磁的、化学的相互结合产生的
热电式、光电式、电磁式和电化学式传感器。
2
、传感器灵敏度
通过校正测量系统
获得的被测物理量和传感器输出信号的关系叫做传感器
灵敏度
K
1=
输出信号增量∕被测量的增量，实际上，传感器的灵敏度是已知的通
过测量输出信号，输入量由下式决定，输入量
=
输出信
号的增量∕
k1
。
3
、理想传感器的性能特点：
a)
高保真性：传感器的输出波形式对被测量的真实展现，并且失真
很小。
b)
被测量干扰最小，任何情况下传感器的精度不能改变。
c)
尺寸：必须将传感器正确的放在所需要的场所。
d)
被测量和传感器信号之间要有线性关系。
e)
传感器对外部变换由很小的灵敏度
,<
/p>
例如：
压力传感器常常受到外部震动和环境温度的
影响
f)
传感器的固有频率
应能够避开被测量的频率和谐波。
4
、电传感器
电传感器由很多理想特性，
它们不仅实现远程测量和显示，
还能提供高灵敏度。
电传感器可分为如下两大类。这些传感器依靠外界电
压刺激来工作。
A
、变参数型包括：
ⅰ）电阻式
ⅱ）电容式
ⅲ）感应式
ⅳ）自感应式
ⅴ）互感应式
B
、自激型包括
:
ⅰ
)
电磁式；
ⅱ）热电式
ⅲ）光栅式；
ⅳ）压电式。
这些传感器都是自己产生输出电压来反映被测量的输入并且这些过程是可逆的
;
例
如，
一般的电子传感器通常能产生出
输出电压来反映晶体材料的性能，
.
然而，
如果在材
料上加一个自变电压，
传感器可以通过变形或与变
电压同频率的振动来体现可逆效
应。
5
、电阻式传感器分类：
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ⅰ）那些表现为
大电阻变化的物理量可通过分压方式进行测量，电位器就属于此
类。
ⅱ）
那些表现为小电阻变化的物理量可以通过电桥电路的
方式来测量，
这一类包括应
变仪和电阻温度计。
5.1
、电位器
绕线式电位器由许多绕在非导体骨架的电阻丝以及滑行在线圈
上的触头组
成。结构原理如图，触头能够转动、直线式运动或者两运动合成的螺旋式运动
。
如果测量设备的电阻比电位器的
电阻大，那么电压既可以是交流也可以是直
流，且输出电压与输入运动成正比。这种电位
器受到分辨率和电噪声的影响，电
噪声被定义为能检测到的输入量的最小的变化，
电噪声分辨率大小取决于线圈与滑动
触头围成的面积因此，输出电压为
触头从一端移到另一端时一系列阶跃。
< br>电子噪声可以通过接触电阻的振动、
触头摩擦形成的机械磨损以及从敏感元
件传出的触头振动产生。另外，测得的运动量可以通过惯性和电位器中移动元件
的摩擦获得较大的机械载荷。触头表面的磨损将电位器的寿命限制为多少转。通
常指的是生产商在说明书中提及的“寿命转数”，一个典型值为
20*1000000<
/p>
转
,
空载电位器电路的输出电压
V0
由下式决定：设电阻
R1=
xi/at
*Rat
，其中
xi
为
输
入
位
移
，
at
为
最
大
可
< br>能
位
移
，
Rat
为
电
位
器
的
电
阻
。
那
输
入
电
压
为
V*R1/(R1+(
Rt-R1))=V*R1/Rt=V*xi/at*Retort=V*xi/it
上式表明，对于空载电
位器输出电压和输入位移呈直线关系
,
通过提高激励电压
V
可以获得高的灵敏度
,
但是，
V<
/p>
的最大值由电位器线圈金属丝的功率损耗
P
决定，即
V=(Part)1/2
。
5.2
、
电阻应变仪
< br>电阻应变仪是由机械应变产生电阻变化的传感器。
它们是耦合或者非耦合的。
a
）耦合应变仪运用黏合剂可将应变仪与
被检测的结构或部件的表面粘合或粘牢。
耦合应变仪分为：
ⅰ
)
粘合在绝缘纸背后的金属细丝仪
ⅱ）在环氧树脂上粘贴导电箔片的光栅
ⅲ）在环氧树脂上粘贴铜或镍的半导体丝
电阻应变仪可作为单个元件仅在一个方向测量应力，或者几
个元件的组合体可
在几个方向同时进行测量。
b
）
非耦合应变仪：
典型应变仪表明细电
阻丝在悬臂弹簧偏差作用下改变电阻丝张力进而改变
电阻丝的阻值。商业上通常在力、负
载、压力传感器上运用此方法。
5.3
、电阻温度传感器分类：
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a)
金属（如铂、铜、钨、镍）的阻值会随着温度的升高而增大，即有一个正温度
电阻系数。
b)
半导体，如用锰、
钴、铬或镍的氧化物制成的电热调节器，其阻值变化与温度
变化存在一个非线性关系，即
通常有一个负温度电阻系数。
c)
金
属
电
阻
温
度
传
感
,
在
窄
温
度
变
化
范
围
< br>内
，
此
类
传
感
器
取
决
于
以
下
关
系
：
R1=R0[1+a(b1-b0)]
，式中，
a
阻抗系数，
R0
为
b0=0°时
C
的电阻。
d)
电热
调节器（半导体）电阻温度传感器。
< br>电热调节器为感温电阻器，其阻值变化与温度变化呈非线性关系。通常此类
传感器
有一负温度系数。对于小的温度增量，阻值的变化大体呈线性，但是如果
存在大的温差，
测量电路需运用特定线性化技术生成电阻随温度变化的线性关
系。
电热调节器通常被制成附有玻璃质釉的半导体圆盘形
状，由于电热调节器可
以小到
1mn
，
所以响应的时间非常快。
5.4
、光敏元件
光敏元件采用光敏半导体材料做成。当照射在半导体上的光强度增大，金属
电极间的阻抗就会降低。光敏元件常用的半导体材料有硫化镉、硫化铅和铜锗化
合物。<
/p>
频率的有效范围由所用材料决定
。硫化镉主要适用于可见光，硫化铅在红外
线区有峰值响应，所以最适合于光故障检测以
及温度测量。
5.5
、放射性光元件
当光照射到放射性光元件的阴极时，电子就会获取足够能量到达阴极。阴极
就会吸收这些电子产生一个通过电阻
R
的电流，从而形成一
输出电压
V
。产生的
光电压
V=I.R
式中，
I
为光
发射电流，
I=K.B
且为灵敏度，
B
输入照度（
lm
），尽
管输出电压能够表示照明的强度，这类元件却更多的应用于计算或调节，这里照
射到阴极的光可被中断。
6
、电容式传感器
电容量随着相对介
电常数、截面面积、或者极板间的距离的变化而变化。电
容的特征曲线表明，在空间的一
段范围内，截面面积和相对介电常数的变化与电
容量变化成线性关系。不象电位器，变极
距型电容传感器有无限的分辨率，这最
适合测量微小的位移增量的位移。
7
、电感式传感器
电感可以通过改变电感电路的阻抗来调节
,
电容式和电感式传感器的测量技
术：
传感器外文翻译文献
<
/p>
a
）用差分式电容或电感作为交流电桥。
b
）用交流电位计电路做动态测量。
c
）用直流电路为电容器提供正比于容值变化的电压。
d
）采用调频法，
C
或者
L
随着振荡电路频率的变化而改变
电容式和电感式传感器的一些重要特性如下：
ⅰ
)
分辨率无限
ⅱ）精确到满量程的
+-0.1%
ⅲ
）位移范围从
25*10-6m
到
10
-3m
ⅳ）上升时间小于
50us
典型的被测量是位移、压力、振动量、声音和液位。
8
、线性调压器
9
、压电式传感器
10
、电磁式传感器
11
、热电式传感器
12
、光电管
13
、机械式传感器及敏感元件
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Basic knowledge of transducers
A
transducer
is
a
device
which
converts
the
quantity
being
measured
into
an
optical,
mechanical,
or-more
commonly-electrical
signal.
The
energy-conversion
process
that
takes
place is referred to
as transduction.
Transducers are
classified according to the transduction principle
involved and the form
of the measured.
Thus a resistance transducer for measuring
displacement
is
classified
as
a
resistance displacement
transducer. Other classification examples are
pressure bellows, force
diaphragm,
pressure flapper-nozzle, and so on.
1
、
Transducer
Elements
Although
there
are
exception
,most
transducers
consist
of
a
sensing
element
and
a
conversion
or
control
element.
For
example,
diaphragms
bellows
strain
tubes
and
rings,
bourdon tubes, and cantilevers are
sensing elements which respond to changes in
pressure or
force and convert these
physical quantities into a displacement. This
displacement may then
be
used
to
change
an
electrical
parameter
such
as
voltage,
resistance,
capacitance,
or
inductance.
Such
as
combination
of
mechanical
and
electrical
elements
form
electromechanical
transduction devices or transducers. Similar
combination can be made for
other
energy
input
such
as
thermal.
Photo,
magnetic
and
chemical
giving
thermoelectric,
photoelectric electromagnetic and
electrochemical transducers respectively.
2
、
Transducer
Sensitivity
The
relationship between the measured and the
transducer output signal is usually obtained
by calibration tests and is referred to
as the transducer sensitivity K1= output-signal
increment
/
measured
increment
.
In
practice,
the
transducer
sensitivity
is
usually
known,
and,
by
measuring
the
output
signal,
the
input
quantity
is
determined
from
input=
output-signal
increment / K1.
3
、
Characteristics
of an Ideal Transducer
The high transducer should
exhibit the following characteristics
a)
high
fidelity-
the
transducer
output
waveform
shape
be
a
faithful
reproduction
of
the
measured; there should
be minimum distortion.
b) There should
be minimum interference with the quantity being
measured; the presence of