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傳感器技術案例教程

為了解決電渦流的問題，作者樊尚春 這樣論述：

分13章，介紹感測器的原理及其應用，包括感測器的特性與評估、熱電式感測器、電位器式感測器、應變式感測器、矽壓阻式感測器、電容式感測器、變磁路式感測器、壓電式感測器、諧振式感測器、光纖傳感器、微機械感測器，以及智慧化感測器等。每章都給出了較豐富的應用實例及分析，並配有適量的思考題與習題。 　　 該書可作為普通高校電氣工程、自動化、測控技術與儀器、機械工程等專業本科生的教材，也可供相關專業的師生和有關工程技術人員參考。　　 《感測器技術案例教程》配有免費電子課件和習題答案，歡迎選用該書作教材的老師發郵件到[email protected]索取，或登錄www.cmpedu.com註冊下載。

序 前言 第一章 緒論1 1.1感測器的作用實例分析1 1.2感測器的分類5 1.2.1按輸出信號的類型分類5 1.2.2按感測器能量源分類5 1.2.3按被測量分類6 1.2.4按工作原理分類6 1.3感測器技術的特點7 1.4感測器技術的發展8 1.4.1新原理、新材料和新工藝的發展8 1.4.2微型化、集成化、多功能和智慧化的發展10 1.4.3多感測器融合與網路化的發展11 1.4.4量子傳感技術的快速發展12 1.5本書的特點13 思考題與習題13 第2章 感測器的特性與評估15 2.1感測器的靜態標定15 2.1.1靜態標定條件15 2.1.2感測器的靜態特性16 2.

2感測器的主要靜態性能指標17 2.2.1測量範圍與量程17 2.2.2靜態靈敏度17 2.2.3分辨力與解析度17 2.2.4溫漂18 2.2.5時漂(穩定性)18 2.2.6感測器的測量誤差19 2.2.7線性度19 2.2.8遲滯21 2.2.9非線性遲滯22 2.2.10重複性22 2.2.11綜合誤差23 2.3感測器的動態特性與評估24 2.3.1感測器的動態特性方程24 2.3.2感測器的動態回應及動態性能指標25 2.3.3感測器的動態標定30 2.3.4感測器的動態模型建立31 2.4感測器靜態特性的計算實例34 2.4.1感測器靈敏度的計算與分析34 2.4.2感測器分辨力

與解析度的計算35 2.4.3感測器主要靜態性能指標的計算與評估35 2.4.4感測器溫度漂移的計算39 2.4.5感測器穩定性的計算39 2.5感測器動態特性計算實例40 2.5.1利用感測器階躍回應建立傳遞函數40 2.5.2感測器幅頻特性的測試及改進41 思考題與習題43 第3章 熱電式感測器46 3.1概述46 3.1.1溫度的概念46 3.1.2溫標46 3.1.3測溫方法與測溫儀器的分類47 3.2熱電阻溫度感測器47 3.2.1金屬熱電阻47 3.2.2半導體熱敏電阻49 3.2.3測溫電橋電路50 3.3熱電偶53 3.3.1熱電效應53 3.3.2熱電偶的工作原理54 3.

3.3熱電偶的基本定律54 3.3.4熱電偶的誤差及補償55 3.3.5熱電偶的組成、分類及特點58 3.4半導體溫度感測器59 3.5非接觸式溫度感測器60 3.5.1全輻射式溫度感測器60 3.5.2亮度式溫度感測器60 3.5.3比色式溫度感測器61 3.6溫度感測器的典型實例62 3.6.1典型的測溫電橋電路62 3.6.2基於熱電阻的氣體品質流量感測器63 思考題與習題64 第4章 電位器式感測器66 4.1基本結構與功能66 4.2線繞式電位器的特性67 4.2.1靈敏度67 4.2.2階梯特性和階梯誤差67 4.2.3解析度67 4.3非線性電位器68 4.3.1功用68 4.

3.2實現途徑68 4.4電位器的負載特性及負載誤差69 4.4.1負載特性69 4.4.2負載誤差70 4.4.3減小負載誤差的措施71 4.5電位器的結構與材料73 4.5.1電阻絲73 4.5.2電刷73 4.5.3骨架74 4.6電位器式感測器的典型實例74 4.6.1電位器式壓力感測器74 4.6.2電位器式加速度感測器75 思考題與習題76 第5章 應變式感測器78 5.1電阻應變片78 5.1.1應變式變換原理78 5.1.2應變片結構及應變效應79 5.1.3電阻應變片的種類80 5.1.4應變片的主要參數81 5.2應變片的溫度誤差及其補償81 5.2.1溫度誤差產生的原因

81 5.2.2溫度誤差的補償方法82 5.3電橋電路原理84 5.3.1電橋電路的平衡84 5.3.2電橋電路的不平衡輸出85 5.3.3電橋電路的非線性誤差85 5.3.4四臂受感差動電橋電路的溫度補償87 5.4應變式感測器的典型實例88 5.4.1應變式力感測器88 5.4.2應變式加速度感測器96 5.4.3應變式壓力感測器97 5.4.4應變式轉矩感測器102 思考題與習題103 第6章 矽壓阻式感測器105 6.1矽壓阻式變換原理105 6.1.1半導體材料的壓阻效應105 6.1.2單晶矽的晶向、晶面的表示106 6.1.3壓阻係數107 6.2矽壓阻式感測器的典型實例110

6.2.1矽壓阻式壓力感測器110 6.2.2矽壓阻式加速度感測器115 6.3矽壓阻式感測器溫度漂移的補償118 思考題與習題119 第7章 電容式感測器121 7.1電容式敏感元件及特性121 7.1.1電容式敏感元件121 7.1.2變間隙電容式敏感元件121 7.1.3變面積電容式敏感元件122 7.1.4變介電常數電容式敏感元件123 7.1.5電容式敏感元件的等效電路123 7.2電容式變換元件的信號轉換電路124 7.2.1運算放大器式電路124 7.2.2交流不平衡電橋電路124 7.2.3變壓器式電橋電路124 7.2.4二極體電路125 7.2.5差動脈衝調寬電路126

7.3電容式感測器的典型實例127 7.3.1電容式位移感測器127 7.3.2電容式壓力感測器130 7.3.3電容式加速度感測器131 7.4電容式感測器的抗幹擾問題131 7.4.1溫度變化對結構穩定性的影響131 7.4.2溫度變化對介質介電常數的影響132 7.4.3絕緣問題132 7.4.4寄生電容的幹擾與防止132 思考題與習題133 第8章 變磁路式感測器135 8.1電感式變換原理及其元件135 8.1.1簡單電感式變換元件135 8.1.2差動電感式變換元件137 8.1.3差動變壓器式變換元件138 8.2磁電感應式變換原理140 8.3電渦流式變換原理141 8.3

.1電渦流效應141 8.3.2等效電路分析141 8.3.3信號轉換電路142 8.4霍爾效應及元件143 8.4.1霍爾效應143 8.4.2霍爾元件144 8.5變磁路式感測器的典型實例145 8.5.1差動變壓器式加速度感測器145 8.5.2電磁式振動速度感測器145 8.5.3霍爾式振動位移感測器146 8.5.4差動電感式壓力感測器147

電渦流進入發燒排行的影片

小型渦電流感測器設計與分析

為了解決電渦流的問題，作者謝博壬 這樣論述：

隨著科技的進展，逐漸發展出以數據化為基礎的智慧製造概念，得以串聯從設計、生產到服務等各個層面，在降低成本的同時，還能提高生產效率以及產品品質。其中在生產上，則必須依靠各式各樣的感測器，才能將加工的各項數據及時回饋校正。而在位移感測領域，渦電流位移感測器是透過高頻磁場與待測物反饋的感應渦電流磁場作為感測依據，因此具有較不受髒污環境所影響的優勢。本論文參考日本AEC公司的產品設計一個∅6x5mm的小型感測讀頭，在有限空間下，模擬不同情形下的繞線電感趨勢，且利用直流偏壓的方式，計算出感測讀頭溫度，省下了安裝溫度感測器的空間。電路方面，利用諧振調幅式的感測方式，設計一渦電流諧振電路，並以MCU做線性

化與溫度補償的訊號處理。本論文研究方法從原理探討，再透過模擬軟體分析感測讀頭設計上的限制，最後分別完成感測讀頭與感測電路之實作，並實驗驗證其基本特性，具有0.5mm量程，且線性度能達±1%。

磁懸浮位移測量技術

為了解決電渦流的問題，作者劉淑琴 這樣論述：

本書首先闡述了磁懸浮閉環控制系統的位移檢測技術的重要性和特殊性。在闡述磁懸浮系統常用位移感測器的一般應用的基礎上重點闡述檢測新方法，包括：光電感測器在位移檢測中的逆向應用；霍爾感測器通過徑向磁場的測量來檢測軸向位移的間接測量方法，省去了被測器件，節省了空間；電渦流感測器通過階梯軸檢測軸向位移的方法；通過研究縫隙對檢測結果的影響，闡述了長導軌過縫隙的檢測方法。本書對於這些全新方法的闡述有理論有實驗，是一本對磁懸浮檢測技術進行系統闡述的著作。

以靜電力輔助之渦流式空氣懸浮微粒收集器開發

為了解決電渦流的問題，作者張維軒 這樣論述：

隨著日益嚴重的空氣汙染問題，PM2.5已成為影響人類健康指標的重要因素之一，為了識別和評估環境中的污染源，可廣泛收集空氣懸浮微粒和鑑定其成分的方法，以提高檢測能力和準確性的預收集器已受到重視，其主要目的及功能是在短時間內快速收集及過濾出大量空氣，並可在較小的空間內收集懸浮微粒，使得收集到足夠數量的空氣懸浮微粒可用於後續分析處理。在本研究中，將慣性衝擊與靜電吸附的微粒沉積概念應用於氣膠過濾領域，以開發高速懸浮微粒收集器，將利用快速膨脹的流道結構，在腔室內誘發渦旋流場以增加懸浮微粒的停留時間，並施加高壓靜電以迫使懸浮微粒收集於腔室內部的不銹鋼收集板上。研究方法則是以有限元素分析軟體來模擬流道結構

內的空氣流場分布、壓降變化、電場分布及微粒運動情形，並以氣膠過濾實驗加以驗證其結果。由實際實驗驗證，在抽氣流率2.0 l/min下，50 nm至200 nm粒徑範圍內的效率可達到73.21％，壓降為3.686 kPa，而在200至710 nm粒徑範圍，平均收集效率為81.21%。應用此一預收集器，本研究開發一空氣微粒快速收集裝置，長寬高為22 cm× 13 cm×10 cm，重量約721.7 g，並成功以此裝置進行了街道的空氣採樣實測，於30分鐘內，將0.09 m3的空氣進行微粒的收集並聚集，並以電感耦合電漿體質譜法測得該場域的鋅與鋇之兩種重金屬的濃度值，在鋅與鋇的濃度量測上，對於校內外濃度相

差約1.804倍與1.514倍，其結果證明本研究所開發的空氣微粒快速收集裝置能在短時間內測得固定區域及時間區間的空汙含量，並說明其可行性及機動性。