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國家標準GB7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器是以一定的精度和規(guī)律把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定關(guān)系的、便于應(yīng)用的某種物理量的測量裝置
什么是振動傳感器：
振動傳感器振動傳感器是用于檢測沖擊力或者加速度的傳感器，通常使用的是加上應(yīng)力就會產(chǎn)生電荷的壓電器件，也有采用別的材料和方法可以進行檢測的傳感器。應(yīng)用范圍也極其廣泛。振動傳感器在機械接收原理方面，只有相對式、慣性式兩種，但在機電變換方面，由于變換方法和性質(zhì)不同，其種類繁多，應(yīng)用范圍也極其廣泛。在現(xiàn)代振動測量中所用的傳感器，已不是傳統(tǒng)概念上獨立的機械測量裝置，振動傳感器僅是整個測量系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)，且與后續(xù)的電子線路緊密相關(guān)。由于傳感器內(nèi)部機電變換原理的不同，輸出的電量也各不相同。有的是將機械量的變化變換為電動勢、電荷的變化，有的是將機械振動量的變化變換為電阻、電感等電參量的變化。一般說來，這些電量并不能直接被后續(xù)的顯示、記錄、分析儀器所接受。因此針對不同機電變換原理的傳感器，必須附以專配的測量線路。測量線路的作用是將傳感器的輸出電量最后變?yōu)楹罄m(xù)顯示、分析儀器所能接受的一般電壓信號。
振動傳感器的分類方法 ：
振動傳感器按其功能可有以下幾種按機械接收原理分：相對式、慣性式；按機電變換原理分：電動式、壓電式、電渦流式、電感式、電容式、電阻式、光電式；振動傳感器振動傳感器按所測機械量分：位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、力傳感器、應(yīng)變傳感器、扭振傳感器、扭矩傳感器。以上三種分類法中的傳感器是相容的。1、相對式電動傳感器電動式傳感器基于電磁感應(yīng)原理，即當運動的導(dǎo)體在固定的磁場里切割磁力線時，導(dǎo)體兩端就感生出電動勢，因此利用這一原理而生產(chǎn)的傳感器稱為電動式傳感器。相對式電動傳感器從機械接收原理來說，是一個位移傳感器，由于在機電變換原理中應(yīng)用的是電磁感應(yīng)電律，其產(chǎn)生的電動勢同被測振動速度成正比，所以它實際上是一個速度傳感器。2、電渦流式傳感器電渦流傳感器是一種相對式非接觸式傳感器，它是通過傳感器端部與被測物體之間的距離變化來測量物體的振動位移或幅值的。電渦流傳感器具有頻率范圍寬（0～10kHZ），線性工作范圍大、靈敏度高以及非接觸式測量等優(yōu)點，主要應(yīng)用于靜位移的測量、振動位移的測量、旋轉(zhuǎn)機械中監(jiān)測轉(zhuǎn)軸的振動測量。3、電感式傳感器依據(jù)傳感器的相對式機械接收原理，電感式傳感器能把被測的機械振動參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換成為電參量信號的變化。因此，電感傳感器有二種形式，一是可變間隙，二是可變導(dǎo)磁面積。4、電容式傳感器電容式傳感器一般分為兩種類型。即可變間隙式和可變公共面積式。可變間隙式可以測量直線振動的位移?？勺兠娣e式可以測量扭轉(zhuǎn)振動的角位移。5、慣性式電動傳感器慣性式電動傳感器由固定部分、可動部分以及支承彈簧部分所組成。為了使傳感器工作在位移傳感器狀態(tài)，其可動部分的質(zhì)量應(yīng)該足夠的大，而支承彈簧的剛度應(yīng)該足夠的小，也就是讓傳感器具有足夠低的固有頻率。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢為：u=Blx&r式中B為磁通密度，為線圈在磁場內(nèi)的有效長度，rx&為線圈在磁場中的相對速度。從傳感器的結(jié)構(gòu)上來說，慣性式電動傳感器是一個位移傳感器。然而由于其輸出的電信號是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生，根據(jù)電磁感應(yīng)電律，當線圈在磁場中作相對運動時，所感生的電動勢與線圈切割磁力線的速度成正比。因此就傳感器的輸出信號來說，感應(yīng)電動勢是同被測振動速度成正比的，所以它實際上是一個速度傳感器。振動傳感器振動傳感器6、壓電式加速度傳感器壓電式加速度傳感器的機械接收部分是慣性式加速度機械接收原理，機電部分利用的是壓電晶體的正壓電效應(yīng)。其原理是某些晶體（如人工極化陶瓷、壓電石英晶體等，不同的壓電材料具有不同的壓電系數(shù)，一般都可以在壓電材料性能表中查到。）在一定方向的外力作用下或承受變形時，它的晶體面或極化面上將有電荷產(chǎn)生，這種從機械能（力，變形）到電能（電荷，電場）的變換稱為正壓電效應(yīng)。而從電能（電場，電壓）到機械能（變形，力）的變換稱為逆壓電效應(yīng)。因此利用晶體的壓電效應(yīng)，可以制成測力傳感器，在振動測量中，由于壓電晶體所受的力是慣性質(zhì)量塊的牽連慣性力，所產(chǎn)生的電荷數(shù)與加速度大小成正比，所以壓電式傳感器是加速度傳感器。7、壓電式力傳感器在振動試驗中，除了測量振動，還經(jīng)常需要測量對試件施加的動態(tài)激振力。壓電式力傳感器具有頻率范圍寬、動態(tài)范圍大、體積小和重量輕等優(yōu)點，因而獲得廣泛應(yīng)用。壓電式力傳感器的工作原理是利用壓電晶體的壓電效應(yīng)，即壓電式力傳感器的輸出電荷信號與外力成正比。8、阻抗頭阻抗頭是一種綜合性傳感器。它集壓電式力傳感器和壓電式加速度傳感器于一體，其作用是在力傳遞點測量激振力的同時測量該點的運動響應(yīng)。因此阻抗頭由兩部分組成，一部分是力傳感器，另一部分是加速度傳感器，它的優(yōu)點是，保證測量點的響應(yīng)就是激振點的響應(yīng)。使用時將小頭（測力端）連向結(jié)構(gòu)，大頭（測量加速度）與激振器的施力桿相連。從“力信號輸出端”測量激振力的信號，從“加速度信號輸出端”測量加速度的響應(yīng)信號。注意，阻抗頭一般只能承受輕載荷，因而只可以用于輕型的結(jié)構(gòu)、機械部件以及材料試樣的測量。無論是力傳感器還是阻抗頭，其信號轉(zhuǎn)換元件都是壓電晶體，因而其測量線路均應(yīng)是電壓放大器或電荷放大器。9、電阻應(yīng)變式傳感器電阻式應(yīng)變式傳感器是將被測的機械振動量轉(zhuǎn)換成傳感元件電阻的變化量。實現(xiàn)這種機電轉(zhuǎn)換的傳感元件有多種形式，其中最常見的是電阻應(yīng)變式的傳感器。
傳感器的性能指標：
靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。因為這時輸入量和輸傳感器傳感器出量都和時間無關(guān)，所以它們之間的關(guān)系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個不含時間變量的代數(shù)方程，或以輸入量作橫坐標，把與其對應(yīng)的輸出量作縱坐標而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度、靈敏度、分辨力和遲滯等。動態(tài)特性，是指傳感器在輸入變化時，它的輸出的特性。在實際工作中，傳感器的動態(tài)特性常用它對某些標準輸入信號的響應(yīng)來表示。這是因為傳感器對標準輸入信號的響應(yīng)容易用實驗方法求得，并且它對標準輸入信號的響應(yīng)與它對任意輸入信號的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的標準輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所以傳感器的動態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示。線性度：通常情況下，傳感器的實際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù)，常用一條擬合直線近似地代表實際的特性曲線、線性度（非線性誤差）就是這個近似程度的一個性能指標。擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點相連的理論直線作為擬合直線；或?qū)⑴c特性曲線上各點偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線，此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。遲滯特性：表征傳感器在正向（輸入量增大）和反向（輸入量減小）行程間輸出-輸入特性曲線不一致的程度，通常用這兩條曲線之間的最大差值△MAX與滿量程輸出F·S的百分比表示。遲滯可由傳感器內(nèi)部元件存在能量的吸收造成。
關(guān)于電感必須要知道的知識：
常用電感主要參數(shù) 1.電感量L 電感量L也稱作自感系數(shù),是表示電感組件自感應(yīng)能力的一種物理量.當通過一個線圈磁通(即通過某一面積的磁力線數(shù))發(fā)生變化時,線圈中便會產(chǎn)生電勢,這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象.所產(chǎn)生的電勢稱感應(yīng)電勢,電勢大小正比于磁通變化的速度和線圈匝數(shù).當線圈中通過變化的電流時,線圈產(chǎn)生的磁通也要變化,磁通掠過線圈,線圈兩端便產(chǎn)生感應(yīng)電勢,這便是自感應(yīng)現(xiàn)象,自感電勢的方向總是阻止電流變化的,猶如線圈具有慣性,這種電磁慣性的大小就用電感量L來表示.L的大小與線圈匝數(shù),尺寸和導(dǎo)磁材料均有關(guān),采用硅鋼片或鐵氧體作線圈鐵芯,可以較小的匝數(shù)得到較大的電感量.L的基本單位為H(亨)實際用得較多的單位為mH(毫亨)和uH(微亨) 1H=103mH=106uH 2.感抗XL 感抗XL在電感組件參數(shù)表上一般查不到,與質(zhì)量因子Q等參數(shù)密切相關(guān),在分析電路中也經(jīng)常需要用到的,前已述及,由于電感線圈的自感電勢總是阻止線圈中電流變化,故線圈對交流電有阻力作有,阻力大小就用感抗XL來表示.XL 與線圈電感量L 和交流頻率F 成正比,計算公式為:XL(Ω)=2πf(HZ)L(H). 不難看出,線圈通過低頻電流的XL小,通過直流電時XL 為零,僅線圈的直流電阻起阻力作用,因電阻一般很小,所以近似短路.通過高頻電流時XL 大,若L也大,則近似開路.線圈的此種特性正好與電容相反,所以利用電感組件和電容就可以組成各種高頻,中頻,和低頻濾波器,以及調(diào)諧回路選頻回路和阻流圈電路等等.3.品質(zhì)因子Q 這是表示電感線圈質(zhì)量的參數(shù),亦稱作Q 值和優(yōu)值.線圈在一定頻率的交流電壓下工作時,其感抗XL 和等效損耗電阻之比即為Q值,表示如:Q=2πL/R.由此可見,線圈的感抗越大,損耗電阻越小,其Q 值就越高.值得注意的是,損耗電阻在頻率F較低時可視作基本上以線圈直流電阻為主,當F較高時,因線圈骨架及浸漬物的介質(zhì)損耗,鐵芯及屏蔽罩損耗.導(dǎo)線高頻趨膚效應(yīng)損耗等影響較明顯,R就應(yīng)包括各種損耗在內(nèi)的等效損耗電阻,不能反計直流電阻. 4. 直流電阻 即電感線圈自身的直流電阻,可用萬用表或奧姆表直接測得. 5.額定電流通常是指允許長時間通過電感組件的直流電流值.在選用電感組件時,若電路流過電流大于額定電流值,就需改用額定電流符合要求的其它型號電感器.二:鐵氧體磁芯簡介 鐵氧體磁芯的材料牌號較多,幾何形狀也繁多,有柱形,工字形,帽形,單孔,雙孔,四孔,u 形,罐形,E 形,EI形,EC 形,PQ 形,RM 形,EP 形. 在鐵氧體磁芯上繞上線圈制成的電感器與同體積的空芯線圈相比電感量大,而且Q值(質(zhì)量因素)也高.如GU--22*13 罐形磁芯,用它制成4mH 的電感器時,只要繞43匝線圈就形成了,如不用罐形磁芯,防為空芯線圈,需繞600 匝才能得到4mH 的電感器,由此可見,使用了磁芯后,可大大;縮小電感的體積.軟磁鐵氧體材料可分為兩大類:鎳鋅材料和錳鋅材料一般鎳鋅材料的初始導(dǎo)磁率約10---1500,使用頻率約從五百千赫至幾百兆赫.一般錳鋅材料的初始導(dǎo)磁率ML約從400-10000,使用頻率從幾千赫一至500千赫.命名為NX0-10,MX0-02000,"N"表示鎳,"X"表示鋅,"O"表示氧化物,"10"是初始導(dǎo)磁率ML值,一般稱這種材料為鎳鋅10;"M"表示錳,"X"表示鋅,"O"表示氧化物"2000"是初始導(dǎo)磁率. 鐵氧體生產(chǎn)廠一般都提供磁芯的電感系數(shù)AL 的數(shù)值.在常用的線圈中,AL與電感量及匝數(shù)有下列關(guān)系:AL=L/N2…….(1).L 是加上磁芯后的電感量,單位為毫微亨,N 表示匝數(shù)(圈數(shù)).AL的單位是nH/匝2 . 由(1)式可知,如果已知磁芯的AL 值和需要的L 值,則可計算出匝數(shù).例如,有一個罐形磁芯Cu-22XB它的AL=2200,用ψ0.21 漆包線打算在此磁罐上繞制一個4mH 的電感器,則繞制匝數(shù)N=√L/AL=√4X10-3/2200X10-3=42.6 圈.由于生產(chǎn)廠提供的AL 值為最小值,所以繞成的電感的L 值比4mH大,再調(diào)整圈數(shù),使L 值滿足要求.如果有了磁芯,但不知AL值,可以先試繞一定圈數(shù)N1,測出加磁芯線圈的電感值L1,計算出AL值即AL=L/N2,然后再利用公式(1)計算匝數(shù).上述介紹的匝計算方法只適用于一般線圈,不適用于開關(guān)電源中線圈
傳感器的常用技術(shù)性能指標：
由于傳感器的類型五花八門，使用要求千差萬別，無法列舉全面衡量各種傳感器質(zhì)量優(yōu)劣的統(tǒng)一性能指標，下面給出常用的技術(shù)性能指標。（1）關(guān)于輸入量的性能指標：量程或測量范圍、過載能力等；（2）關(guān)于靜態(tài)特性指標：線性度、遲滯、重復(fù)性、精度、靈敏度、分辨率、穩(wěn)定性和漂移等；（3）關(guān)于動態(tài)特性指標：固有頻率、阻尼比、頻率特性、時間常數(shù)、上升時間、響應(yīng)時間、超調(diào)量、穩(wěn)態(tài)誤差等；（4）關(guān)于可靠性指標：工作壽命、平均無故障時間、故障率、疲勞性能、絕緣、耐壓、耐溫等；（5）關(guān)于對環(huán)境要求指標：工作溫度范圍、溫度漂移、靈敏度漂移系數(shù)、抗潮濕、抗介質(zhì)腐蝕、抗電磁場干擾能力、抗沖振要求等；（6）關(guān)于使用及配接要求：供電方式（直流、交流、頻率、波形等）、電壓幅度與穩(wěn)定度、功耗、安裝方式（外形尺寸、重量、結(jié)構(gòu)特點等）、輸入阻抗（對被測對象影響）、輸出阻抗（對配接電路要求）等。
