传感器产品选型指南.pdf

传感器产品选型指南传感器产品选型指南 北京领邦仪器技术有限公司北京领邦仪器技术有限公司 传感器产品选型指南 北京领邦仪器技术有限公司北京领邦仪器技术有限公司 地址北京市海淀区中关村南大街地址北京市海淀区中关村南大街 9 号理工科技大厦号理工科技大厦 1312 室室 Tel010-51283628 Fax 010-51283628-12 电子发烧友 电子技术论坛 传感器产品选型指南传感器产品选型指南 北京领邦仪器技术有限公司北京领邦仪器技术有限公司 目目 录录 一、传感器测量原理一、传感器测量原理 .............................................................................................. 1 1 1 1 电阻式传感器电阻式传感器 .............................................................................................................. 1 1 1 1．．1 1 电阻式传感器原理电阻式传感器原理 .......................................................................................... 1 1 1 1．．2 2 电阻式传感器测量电路电阻式传感器测量电路 .................................................................................. 1 1 2 2 电感式传感器电感式传感器 .............................................................................................................. 2 2 2 2．．1 1 电感式传感器测量原理电感式传感器测量原理 .................................................................................. 2 2 2 2．．2 2 电感式传感器测量电路电感式传感器测量电路 .................................................................................. 3 3 3 3 热电式传感器热电式传感器 .............................................................................................................. 4 4 3 3．．1 1 热电式传感器测量原理热电式传感器测量原理 .................................................................................. 4 4 3 3．．2 2 热电式传感器测量原理热电式传感器测量原理 .................................................................................. 4 4 4 4 谐振式传感器谐振式传感器 .............................................................................................................. 5 5 4 4．．1 1 谐振式传感器测量原理谐振式传感器测量原理 .................................................................................. 5 5 5 5 压电式传感器压电式传感器 .............................................................................................................. 6 6 5 5．．1 1 压电式压电式传感器测量原理传感器测量原理 .................................................................................. 6 6 5 5．．2 2 压电式传感器测量基本电路压电式传感器测量基本电路 .......................................................................... 6 6 6 6 磁电式传感器磁电式传感器 .............................................................................................................. 7 7 6 6．．1 1 磁电式传感器测量原理磁电式传感器测量原理 .................................................................................. 7 7 6 6．．2 2 磁电式传感器结构形式磁电式传感器结构形式 .................................................................................. 7 7 7 7 光电式传感器光电式传感器 .............................................................................................................. 8 8 7 7．．1 1 光电式传感器测量原理光电式传感器测量原理 .................................................................................. 8 8 7 7．．2 2 模拟式光电传感器模拟式光电传感器 .......................................................................................... 9 9 7 7．．3 3 开关式光电式传感器开关式光电式传感器 .................................................................................... 1010 8 8 气敏式传感器气敏式传感器 ............................................................................................................ 1111 8 8．．1 1 气敏式传感器测量原理气敏式传感器测量原理 ................................................................................ 1111 8 8．．2 2 气敏式传感器测量基本电路气敏式传感器测量基本电路 ........................................................................ 1212 9 9 电容式传感器电容式传感器 ............................................................................................................ 1212 9 9．．1 1 电容式传感器测量原理电容式传感器测量原理 ................................................................................ 1212 9 9．．2 2 电容式传感器测量基本电路电容式传感器测量基本电路 ........................................................................ 1212 10 10 超声波传感器超声波传感器 .......................................................................................................... 1515 1010．．1 1 超声波传感器测量原理超声波传感器测量原理 .............................................................................. 1515 1010．．2 2 超声波传感器测量电路超声波传感器测量电路 .............................................................................. 1717 二、主要被测物理量及选型二、主要被测物理量及选型 ................................................................................ 1818 1 1 压力传感器选型压力传感器选型 .......................................................................................................... 1818 1 1．．1 1 压力介质的特性压力介质的特性............................................................................................ 1818 1 1．．2 2 工作的温度范围工作的温度范围............................................................................................ 1818 1 1．．3 3 所测的压力量程所测的压力量程............................................................................................ 1919 1 1．．4 4 安装接口形式安装接口形式 .............................................................................................. 1919 1 1．．5 5 工作环境工作环境 ...................................................................................................... 1919 1 1．．6 6 需要多大的精度需要多大的精度............................................................................................ 1919 1 1．．7 7 需要得到怎样的输出信号需要得到怎样的输出信号 ............................................................................ 1919 1 1．．8 8 选择怎样的电源电压选择怎样的电源电压 .................................................................................... 2020 电子发烧友 电子技术论坛 传感器产品选型指南传感器产品选型指南 北京领邦仪器技术有限公司北京领邦仪器技术有限公司 1 1．．9 9 工作后需要保持稳定度工作后需要保持稳定度时漂时漂 ................................................................ 2020 1 1．．10 10 用户方需要考虑传感器的互换性用户方需要考虑传感器的互换性 .............................................................. 2020 2 2 加速度传感器选型加速度传感器选型 ...................................................................................................... 2020 2 2．．1 1 工作环境工作环境 ...................................................................................................... 2020 2 2．．2 2 测量轴数量测量轴数量 .................................................................................................. 2020 2 2．．3 3 加速度加速度量程量程 .................................................................................................. 2020 2 2．．4 4 灵敏度要求灵敏度要求 .................................................................................................. 2121 2 2．．5 5 所测动态信号的带宽所测动态信号的带宽 .................................................................................... 2121 2 2．．6 6 线性度线性度 .......................................................................................................... 2121 2 2．．7 7 最大抗冲击能力最大抗冲击能力............................................................................................ 2121 2 2．．8 8 稳定性指标稳定性指标 .................................................................................................. 2121 2 2．．9 9 机械安装固定机械安装固定 .............................................................................................. 2121 2 2．．10 10 传感器输出传感器输出 ................................................................................................ 2121 3 3 角速度传感器选型角速度传感器选型 ...................................................................................................... 2222 3 3．．1 1 工作环境工作环境 ...................................................................................................... 2222 3 3．．2 2 测量轴数量测量轴数量 .................................................................................................. 2222 3 3．．3 3 角速度角速度量程量程 .................................................................................................. 2222 3 3．．4 4 刻度因子及刻度因子稳定性刻度因子及刻度因子稳定性 ........................................................................ 2222 3 3．．5 5 偏置及偏置稳定性偏置及偏置稳定性 ........................................................................................ 2222 3 3．．6 6 所测信号的带宽所测信号的带宽............................................................................................ 2222 3 3．．6 6 线性度线性度 .......................................................................................................... 2323 3 3．．7 7 冲击存活率冲击存活率 .................................................................................................. 2323 3 3．．8 8 加速度灵敏度加速度灵敏度 .............................................................................................. 2323 3 3．．9 9 机械安装固定机械安装固定 .............................................................................................. 2323 4 4 温度传感器选型温度传感器选型 .......................................................................................................... 2323 4 4．．1 1 传感器的结构传感器的结构 .............................................................................................. 2323 4 4．．2 2 温度温度测量范围和灵敏度测量范围和灵敏度 ................................................................................ 2424 4 4．．3 3 线性度线性度 .......................................................................................................... 2424 4 4．．4 4 响应时间响应时间 ...................................................................................................... 2424 4 4．．5 5 稳定性稳定性 .......................................................................................................... 2424 4 4．．6 6 互换性互换性 .......................................................................................................... 2424 5 5 湿度传感器选型湿度传感器选型 .......................................................................................................... 2525 5 5．．1 1 选择测量范围选择测量范围 .............................................................................................. 2525 5 5．．2 2 测量精度测量精度 ...................................................................................................... 2525 5 5．．3 3 时漂时漂 .............................................................................................................. 2525 5 5．．4 4 温漂温漂 .............................................................................................................. 2626 5 5．．5 5 线性度和灵敏度线性度和灵敏度............................................................................................ 2626 5 5．．6 6 互换性互换性 .......................................................................................................... 2626 5.7 5.7 使用环境使用环境 ........................................................................................................ 2626 5 5．．8 8 信号传输信号传输 ...................................................................................................... 2626 6 6 流量传感器选型流量传感器选型 .......................................................................................................... 2727 6 6．．1 1 流体介质的性质流体介质的性质............................................................................................ 2727 6 6．．2 2 机械结构及安装机械结构及安装............................................................................................ 2727 6 6．．3 3 流量测量范围流量测量范围 .............................................................................................. 2727 电子发烧友 电子技术论坛 传感器产品选型指南传感器产品选型指南 北京领邦仪器技术有限公司北京领邦仪器技术有限公司 6 6．．4 4 流量测量精确度流量测量精确度............................................................................................ 2727 6 6．．5 5 阻力损失系数阻力损失系数 .............................................................................................. 2828 6 6．．6 6 输出信号输出信号 ...................................................................................................... 2828 6 6．．7 7 环境条件环境条件 ...................................................................................................... 2828 6 6．．8 8 防爆等级防爆等级 ...................................................................................................... 2828 7 7 力传感器选型力传感器选型 .............................................................................................................. 2828 7 7．．1 1 结构、形式的选择结构、形式的选择 ........................................................................................ 2828 7 7．．2 2 量程的选择量程的选择 .................................................................................................. 2828 7 7．．3 3 非线性非线性 .......................................................................................................... 2929 7 7．．4 4 迟滞误差迟滞误差 ...................................................................................................... 2929 7 7．．5 5 蠕变量蠕变量 .......................................................................................................... 2929 7 7．．6 6 重复性误差的选择重复性误差的选择 ........................................................................................ 2929 7 7．．7 7 灵敏度灵敏度 .......................................................................................................... 2929 7 7．．8 8 安全极限负荷安全极限负荷 .............................................................................................. 2929 7. 9 7. 9 工作温度工作温度 ...................................................................................................... 2929 三、传感器与信号调理三、传感器与信号调理 ........................................................................................ 3030 四、传感器主要参数举例四、传感器主要参数举例 .................................................................................... 3030 1 1 压力传感器压力传感器 .................................................................................................................. 3030 2 2 加速度传感器加速度传感器 .............................................................................................................. 3131 3 3 角速度传感器角速度传感器 .............................................................................................................. 3131 4 4 温度传感器温度传感器 .................................................................................................................. 3232 5 5 湿度传感器湿度传感器 .................................................................................................................. 3232 6 6 流量传感器流量传感器 .................................................................................................................. 3333 7 7 力传感器力传感器 ...................................................................................................................... 3434 五、传感器选型举例五、传感器选型举例 ............................................................................................ 3434 1 1 压力传感器选型压力传感器选型 ........................................................................................................ 3434 2 2 加速度传感器选型加速度传感器选型 .................................................................................................... 3636 3 3 温度传感器选型温度传感器选型 ........................................................................................................ 3737 电子发烧友 电子技术论坛 传感器产品选型指南传感器产品选型指南 北京领邦仪器技术有限公司北京领邦仪器技术有限公司 1 传感器产品选型指南 测试测量系统的基本构成模式通常是传感器信号调理数据采集卡，传感 器选型往往是构建测试测量系统首先要考虑的。传感器种类繁多，按照测量物理 量的不同可以分为力传感器、温度传感器、速度传感器、角度传感器、位置传感 器等等；按照传感器工作机理的不同又可以分为电阻式传感器、电感式传感器、 电容式传感器、压电式传感器、热电式传感器、光电式传感器、电磁式传感器等 等。下面就从原理、应用和选型等方面予以简单介绍。 一、传感器测量原理一、传感器测量原理 1 1 电阻式传感器电阻式传感器 1 1．．1 1 电阻式传感器电阻式