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传感器与自动检测技术
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电阻应变式传感器
一、 电阻应变式传感器型号
BPR-40电阻应变式压力传感器 型号:BPR-40
wi60242百分表式电阻应变位移传感器 型号：wi60242 二、 电阻应变式传感器性能参数
电阻应变式传感器是在一定形状的弹性元件上安装电阻应变敏感元件, 当受压力时弹性元件的变形使应变电阻的阻值发生变化, 由变换电路将电阻值变化转变为电压变化输出, 根据电压变化量即可推出压力变化。（参考 电阻应变式传感器的稳定性 张 琦, 李新娥, 祖 静）
电阻应变片的性能参数
a）几何参数：表距L和丝栅宽度b，制造厂常用b×L表示。
b）电阻值：应变计的原始电阻值,应变片的标准名义电阻值通常为60、120、350、500、1000?五种，一般为120Ω。
c）灵敏系数：表示应变计变换性能的重要参数。
在单向应力状态下的标准标定装置上(纯弯曲梁或等强度梁,钢材的泊松比为0.285)用实验方法确定的。测量时应变片沿梁的主应力方向粘贴,应变片的相对电阻变化与粘贴处的表面应变之比为其灵敏系数;生产单位在每批次中按一定比例抽样检查,取其平均值作为产品的灵敏系数。
d)最大工作电流 e)温度效应
(1)温度变化引起的电阻变化
(2)被测试件与应变片膨胀系数不同引起的附加应变 f）横向灵敏度：
由于由于丝栅圆弧段的存在，电阻丝的变形不但受轴向应变εx的作用，同时也受横向应变εy的作用。 g）其它：
表示应变计性能的参数
工作温度、机械滞后、蠕变、零漂、疲劳寿命、频率响应特性等 三、电阻应变式传感器应用场合
电阻应变式传感器结构简单，尺寸小，重量轻，使用方便，性能稳定可靠，分辨率高，灵敏度高，价格又便宜，工艺较成熟。因此在航空航天、机械、化工、建筑、医学、汽车工业等领域有很广的应用。 四、 电阻应变式传感器应用案例
由电阻应变片及一些附件(补偿元件、保护罩等) 组成的装置,称为电阻应变式传感器。电阻应变式传感器与其他类型传感器相比,具有测量范围广(既能捡出10Pa 的微压,又可捡出60MPa的高压) 、精度高(一般精度为011 %、高的可达0102 %) 、性能稳定、工作可靠、以及能够在恶劣环境条件下工作等优点,因此被广泛应用于压力、液体重量、加速度等物理量的测量。
压力的测量 压力的测量可用环式力传感器,其结构如图2 。图中h 为圆环厚度, R 为圆环内径,R1 、R2 为应变片, F 为所测压力。只要测出A、B 两点处应变片的应变,即可得到压力F。
液体重量的测量 容器内液体的重量可用液体重量传感器测量,其结构如图3 。该传感器有一根传压杆,下面安装感压膜,上面安装两个微压传感器(里面有电阻应变敏感元件) 。当形状不变的容器内液体增多时(即液体与空气接触的面积不变时) ,随着液体增多,感压膜受到的压力增大,此压力经传压杆上传给微压传感器,引起电阻应变敏感元件的反应,从而测得容器内液体的重量。
加速度的测量 电阻应变式加速度传感器主要用于物体加速度的测量,其结构如图4 。等强度梁的自由端安装质量块,另一端固定在壳体上,电阻应变元件粘贴在等强度梁上,壳体内充满硅油,用以调节振动系统阻尼系数。测量时,将传感器壳体与被测对象连接,当被测对象以加速度a 运动时,质量块受到一个与加速度方向相反的惯性力作用,使悬臂梁变形,该变形被粘贴在悬臂梁上的应变片感受到并随之产生应变,
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从而使应变片的电阻发生变化,由此得出加速度的大小。
(参考电阻应变效应与电阻应变式传感器)
电阻温度传感器
一、电阻温度传感器型号
防水型铂电阻温度传感器PT100 型号：PT100 轴向型双金属温度计 型号：WSS-300 径向型双金属温度计 型号：WSS-513 二、 电阻温度传感器性能参数
根据不同用途和制造材料，温度传感器还可以分成多种种类，如热敏电阻（NTC、PTC、CTR）、铂电阻、热电偶、半导体温度传感器、量子温度传感器、集成温度传感器等。
1、MF11、MF12 PTC热敏电阻性能参数 表1-1 MF11、MF12 PTC热敏电阻性能参数
25℃时额定零功率电阻值 型号 阻值范围（Ω） 3.3～33 6.8～68 15～150 33～330 MF11 68～680 150～1500 330～3300 680～6800 1500～15000 3300～33000 6800～68000 15000～150000 MF12 33000～330000 68000～680000 150000～5000000 ±5 ±10 ±20 允许偏差（％） B值（25/50℃） 标称值（K） 2700 2830 2950 3100 3250 3400 3570 3740 3900 4050 4250 4450 4670 4800 5050 ±5 允许偏差（％） 主要技术参数： 时间常数：≤30S 测量功率：≤0.1mW，耗散系数：≥6mW/℃，额定功率：0.5W ； 使用温度范围：-55～+125℃ 2、NTH5D系列NTC热敏电阻性能参数
NTH5D系列为日本产NTC热敏电阻，基本性能参数如表1-2所示。 表1-2 NTH5D系列NTC热敏电阻性能参数表
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型 号 B常数 数 温度系 型 号 B常数 温度系数 NTH5D102A NTH5D103A NTH5D104A NTH5D152 A NTH5D153A NTH5D221A NTH5D222A NTH5D223A NTH5D224A 3800 4100 4400 3800 4100 3300 2200 4200 4500 -4.3 -4.6 -4.9 -4.3 -4.6 -3.7 -4.4 -4.7 -5.1 NTH5D331A NTH5D332A NTH5D333A NTH5D471A NTH5D472A NTH5D473A NTH5D681A NTH5D682A NTH5D683A 3300 3900 4200 3500 3900 4200 3900 4100 4400 -3.7 -4.4 -4.7 -3.9 -4.4 -4.7 -3.9 -4.6 -4.9 注：1. B常数和温度系数均为25OC时的数据； 2. 型号NTH5DXXXA中，数字XXX代表电阻值（25OC时），前两位数字为电阻值的最高两位有效数字，最后一位数字代表“0”的个数，例如，NTH5D223A中，“22”代表电阻值的最高两位有效数字22，“3”表示在“22”后面加3个“0”，因此，“223”表示的电阻值为22000Ω。
三、 电阻温度传感器应用场合
温度传感器是实现温度检测和控制的重要器件。在种类繁多的传感器中，温度传感器是应用最广泛、发展最快的传感器之一。工业生产自动化流程，温度测量点要占全部测量点的一半左右。
电阻温度传感器应用范围很广，可在宇宙航船、医学、工业及家用电器等方面用作测温、控温、温度补偿、流速测量、液面指示等。 四、电阻温度传感器应用案例
CPU散热风扇 体积热膨胀式
红外温度计
电阻湿度传感器
一、电阻湿度传感器型号
湿敏电阻 湿度传感器HR102 型号：HR102 DHT11数字温湿度传感器 型号：DHT11 二、电阻湿度传感器性能参数
1、湿度量程
指湿度传感器技术规范中所规定的感湿范围。全湿度范围用相对湿度(0～100)％RH表示，它是湿度传感器工作性能的一项重要指标。
2、感湿特征量——相对湿度特性
每种湿度传感器都有其感湿特征量，如电阻、电容等，通常用电阻比较多。以电阻为例，在规定的工作湿度范围内，湿度传感器的电阻值随环境湿度变化的关系特性曲线，简称阻湿特性。有的湿度传感器的
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电阻值随湿度的增加而增大，这种为正特性湿敏电阻器，如Fe3O4湿敏电阻器。有的阻值随着湿度的增加而减小，这种为负特性湿敏电阻器，如TiO2－SnO2陶瓷湿敏电阻器。对于这种湿敏电阻器，低湿时阻值不能太高，否则不利于和测量系统或控制仪表相连接。
3、感湿灵敏度
简称灵敏度，又叫湿度系数。其定义是在某一相对湿度范围内，相对湿度改变1％RH时，湿度传感器电参量的变化值或百分率。
各种不同的湿度传感器，对灵敏度的要求各不相同，对于低湿型或高湿型的湿度传感器，它们的量程较窄，要求灵敏度要很高。但对于全湿型湿度传感器，并非灵敏度越大越好，因为电阻值的动态范围很宽，给配制二次仪表带来不利，所以灵敏度的大小要适当。
4、特征量温度系数
反映湿度传感器在感湿特征量——相对湿度特性曲线随环境温度而变化的特性。感湿特征量随环境温度的变化越小，环境温度变化所引起的相对湿度的误差就越小。
在环境温度保持恒定时，湿度传感器特征量的相对变化量与对应的温度变化量之比，称为特征量温度系数
5、感湿温度系数
反映湿度传感器温度特性的一个比较直观、实用的物理量。它表示在两个规定的温度下，湿度传感器的电阻值(或电容值)达到相等时，其对应的相对湿度之差与两个规定的温度变化量之比，称为感湿温度系数。或环境温度每变化1℃时，所引起的湿度传感器的湿度误差。感湿温度系数
6、湿滞现象
脱湿比吸湿迟后的现象。
吸湿和脱湿特性曲线所构成的回线为湿滞回线。 7、响应时间
在一定温度下，当相对湿度发生跃变时，湿度传感器的电参量达到稳态变化量的规定比例所需要的时间。一般是以相应的起始和终止这一相对湿度变化区间的63％作为相对湿度变化所需要的时间，也称时间常数，它是反映湿度传感器相对湿度发生变化时，其反应速度的快慢。单位是s。也有规定从起始到终止90％的相对湿度变化作为响应时间的。响应时间又分为吸湿响应时间和脱湿响应时间。大多数湿度传感器都是脱湿响应时间大于吸湿响应时间，一般以脱湿响应时间作为湿度传感器的响应时间。
8、电压特性
当用湿度传感器测量湿度时，所加的测试电压，不能用直流电压。这是由于加直流电压引起感湿体内水分子的电解，致使电导率随时间的增加而下降，故测试电压采用交流电压。 三、电阻湿度传感器应用场合
目前,低温条件下(通常指100 ℃以下) ,湿度的测量已经相对成熟,并有商品化的产品,广泛应用于纺织、食品、医疗、仓储等各种行业。 而一些行业如航空航天、发电变电、冶金矿山、计量、陶瓷、工业管道、高炉等则需要进行恶劣环境下湿度的测量。 由于应用环境和测量要求的差异,包括光电式湿度传感器在内的各种新型湿度传感器为满足应用迅速发展起来。（参考光电技术在湿度传感器中的应用）
国际上湿度传感器的发展有两个方向: 一个是湿敏元件及制造工艺的发展, 另一个是向集成化、智能化、网络化及微型化方向发展。（参考湿度传感器的选用及发展趋势） 四、电阻湿度传感器应用案例
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电容式湿度传感器
电容式湿度传感
毛发湿度计
电容式湿度传感器
干湿球湿度计
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