美國BENTLY本特利軸振探頭9200-06-50-08-02

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按作用形式

按作用形式可分為主動型和被動型傳感器。

主動型傳感器又有作用型和反作用型，此種傳感器對被測對象能發出一定探測信號，能檢測探測信號在被測對象中所產生的變化，或者由探測信號在被測對象中產生某種效應而形成信號。檢測探測信號變化方式的稱為作用型，檢測產生響應而形成信號方式的稱為反作用型。雷達與無線電頻率范圍探測器是作用型實例，而光聲效應分析裝置與激光分析器是反作用型實例。

被動型傳感器只是接收被測對象本身產生的信號，如紅外輻射溫度計、紅外攝像裝置等。

8主要特性

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傳感器靜態

傳感器（圖4）傳感器的靜態特性是指對靜態的輸入信號，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關系。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關，所以它們之間的關系，即傳感器的靜態特性可用一個不含時間變量的代數方程，或以輸入量作橫坐標，把與其對應的輸出量作縱坐標而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態特性的主要參數有：線性度、靈敏度、遲滯、重復性、漂移等。

1. 線性度：指傳感器輸出量與輸入量之間的實際關系曲線偏離擬合直線的程度。定義為在全量程范圍內實際特性曲線與擬合直線之間的大偏差值與滿量程輸出值之比。
2. 靈敏度：靈敏度是傳感器靜態特性的一個重要指標。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應輸入量增量之比。用S表示靈敏度。
3. 遲滯：傳感器在輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到?。ǚ葱谐蹋┳兓陂g其輸入輸出特性曲線不重合的現象成為遲滯。對于同一大小的輸入信號，傳感器的正反行程輸出信號大小不相等，這個差值稱為遲滯差值。
4. 重復性：重復性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續多次變化時，所得特性曲線不*的程度。
5. 漂移：傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下，傳感器輸出量隨著時間變化，此現象稱為漂移。產生漂移的原因有兩個方面：一是傳感器自身結構參數；二是周圍環境（如溫度、濕度等）。
6. 分辨力：當傳感器的輸入從非零值緩慢增加時，在過某一增量后輸出發生可觀測的變化，這個輸入增量稱傳感器的分辨力，即小輸入增量。
7. 閾值：當傳感器的輸入從零值開始緩慢增加時，在達到某一值后輸出發生可觀測的變化，這個輸入值稱傳感器的閾值電壓。

傳感器動態

所謂動態特性，是指傳感器在輸入變化時，它的輸出的特性。在實際工作中，傳感器的動態特性常用它對某些標準輸入信號的響應來表示。這是因為傳感器對標準輸入信號的響應容易用實驗方法求得，并且它對標準輸入信號的響應與它對任意輸入信號的響應之間存在一定的關系，往往知道了前者就能推定后者。較常用的標準輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所以傳感器的動態特性也常用階躍響應和頻率響應來表示。

線性度

通常情況下，傳感器的實際靜態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，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；或將與特性曲線上各點偏差的平方和為小的理論直線作為擬合直線，此擬合直線稱為小二乘法擬合直線。

靈敏度

傳感器（圖5）靈敏度是指傳感器在穩態工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值。

它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關系，則靈敏度S是一個常數。否則，它將隨輸入量的變化而變化。

靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如，某位移傳感器，在位移變化1mm時，輸出電壓變化為200mV，則其靈敏度應表示為200mV/mm。

當傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時，靈敏度可理解為放大倍數。

提高靈敏度，可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高，測量范圍愈窄，穩定性也往往愈差。

分辨率

分辨率是指傳感器可感受到的被測量的小變化的能力。也就是說，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當輸入變化值未過某一數值時，傳感器的輸出不會發生變化，即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當輸入量的變化過分辨率時，其輸出才會發生變化。

通常傳感器在滿量程范圍內各點的分辨率并不相同，因此常用滿量程中能使輸出量產生階躍變化的輸入量中的大變化值作為衡量分辨率的指標。上述指標若用滿量程的百分比表示，則稱為分辨率。分辨率與傳感器的穩定性有負相相關性。

9選型原則

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要進行—個具體的測量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因為，即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據被測量的特點和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大?。槐粶y位置對傳感器體積的要求；測量方式為接觸式還是非接觸式；信號的引出方法，有線或是非接觸測量；傳感器的來源，國產還是進口，價格能否承受，還是自行研制。^[6]

在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標。

靈敏度的選擇

通常，在傳感器的線性范圍內，希望傳感器的靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時，與被測量變化對應的輸出信號的值才比較大，有利于信號處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測量無關的外界噪聲也容易混入，也會被放大系統放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應具有較高的信噪比，盡量減少從外界引入的干擾信號。

傳感器的靈敏度是有方向性的。當被測量是單向量，而且對其方向性要求較高，則應選擇其它方向靈敏度小的傳感器；如果被測量是多維向量，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。

頻率響應特性

傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內保持不失真。實際上傳感器的響應總有—定延遲，希望延遲時間越短越好。

傳感器的頻率響應越高，可測的信號頻率范圍就越寬。

傳感器在動態測量中，應根據信號的特點(穩態、瞬態、隨機等)響應特性，以免產生過大的誤差。

線性范圍

傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講，在此范圍內，靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時，當傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。

但實際上，任何傳感器都不能保證的線性，其線性度也是相對的。當所要求測量精度比較低時，在一定的范圍內，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的，這會給測量帶來*的方便。

穩定性

傳感器使用一段時間后，其性能保持不變的能力稱為穩定性。影響傳感器*穩定性的因素除傳感器本身結構外，主要是傳感器的使用環境。因此，要使傳感器具有良好的穩定性，傳感器必須要有較強的環境適應能力。

在選擇傳感器之前，應對其使用環境進行調查，并根據具體的使用環境選擇合適的傳感器，或采取適當的措施，減小環境的影響。

傳感器的穩定性有定量指標，在過使用期后，在使用前應重新進行標定，以確定傳感器的性能是否發生變化。

在某些要求傳感器能*使用而又不能輕易更換或標定的場合，所選用的傳感器穩定性要求更嚴格，要能夠經受住長時間的考驗。

精度

精度是傳感器的一個重要的性能指標，它是關系到整個測量系統測量精度的一個重要環節。傳感器的精度越高，其價格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個測量系統的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器阿*空壓機配件。

如果測量目的是定性分析的，選用重復精度高的傳感器即可，不宜選用量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測量值，就需選用精度等級能滿足要求的傳感器。

對某些特殊使用場合，無法選到合適的傳感器，則需自行設計制造傳感器。自制傳感器的性能應滿足使用要求。^[6]

10常用術語

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1. 傳感器能感受規定的被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。通常有敏感元件和轉換元件組成。
   1. 敏感元件是指傳感器中能直接（或響應）被測量的部分。
   2. 轉換元件指傳感器中能較敏感元件感受（或響應）的被測量轉換成是與傳輸和（或）測量的電信號部分。
   3. 當輸出為規定的標準信號時，則稱為變送器。
2. 測量范圍在允許誤差限內被測量值的范圍。
3. 量程測量范圍上限值和下限值的代數差。
4. 精確度被測量的測量結果與真值間的*程度。
5. 重復性在所有下述條件下，對同一被測的量進行多次連續測量所得結果之間的符合程度：
   • 相同測量方法
   • 相同觀測者
   • 相同測量儀器
   • 相同地點
   • 相同使用條件
   • 在短時期內的重復。
6. 分辨力傳感器在規定測量范圍內可能檢測出的被測量的小變化量。
7. 閾值能使傳感器輸出端產生可測變化量的被測量的小變化量。
8. 零位使輸出的值為小的狀態，例如平衡狀態。
9. 激勵為使傳感器正常工作而施加的外部能量（電壓或電流）。
10. 大激勵在市內條件下，能夠施加到傳感器上的激勵電壓或電流的大值。
11. 輸入阻抗在輸出端短路時，傳感器輸入端測得的阻抗。
12. 輸出有傳感器產生的與外加被測量成函數關系的電量。
13. 輸出阻抗在輸入端短路時，傳感器輸出端測得的阻抗。
14. 零點輸出在室內條件下，所加被測量為零時傳感器的輸出。
15. 滯后在規定的范圍內，當被測量值增加和減少時，輸出中出現的大差值。
16. 遲后輸出信號變化相對于輸入信號變化的時間延遲。
17. 漂移在一定的時間間隔內，傳感器輸出中有與被測量無關的不需要的變化量。
18. 零點漂移在規定的時間間隔及室內條件下零點輸出時的變化。
19. 靈敏度傳感器輸出量的增量與相應的輸入量增量之比。
20. 靈敏度漂移由于靈敏度的變化而引起的校準曲線斜率的變化。
21. 熱靈敏度漂移由于靈敏度的變化而引起的靈敏度漂移。
22. 熱零點漂移由于周圍溫度變化而引起的零點漂移。
23. 線性度校準曲線與某一規定直線*的程度。
24. 非線性度校準曲線與某一規定直線偏離的程度。
25. *穩定性傳感器在規定的時間內仍能保持不過允許誤差的能力。
26. 固有頻率在無阻力時，傳感器的自由（不加外力）振蕩頻率。
27. 響應輸出時被測量變化的特性。
28. 補償溫度范圍使傳感器保持量程和規定極限內的零平衡所補償的溫度范圍。
29. 蠕變當被測量機器多有環境條件保持恒定時，在規定時間內輸出量的變化。
30. 絕緣電阻如無其他規定，指在室溫條件下施加規定的直流電壓時，從傳感器規定絕緣部分之間測得的電阻值。

11環境影響

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環境給傳感器造成的影響主要有以下幾個方面：

1. 高溫環境對傳感器造成涂覆材料熔化、焊點開化、彈性體內應力發生結構變化等問題。對于高溫環境下工作的傳感器常采用耐高溫傳感器；另外，必須加有隔熱、水冷或氣冷等裝置。
2. 粉塵、潮濕對傳感器造成短路的影響。在此環境條件下應選用密閉性很高的傳感器。不同的傳感器其密封的方式是不同的，其密閉性存在著很大差異。常見的密封有密封膠充填或涂覆；橡膠墊機械緊固密封；焊接（氬弧焊、等離子束焊）和抽真空充氮密封。從密封效果來看，焊接密封為，充填涂覆密封膠為差。對于室內干凈、干燥環境下工作的傳感器，可選擇涂膠密封的傳感器，而對于一些在潮濕、粉塵性較高的環境下工作的傳感器，應選擇膜片熱套密封或膜片焊接密封、抽真空充氮的傳感器。
3. 在腐蝕性較高的環境下，如潮濕、酸性對傳感器造成彈性體受損或產生短路等影響，應選擇外表面進行過噴塑或不銹鋼外罩，抗腐蝕性能好且密閉性好的傳感器。
4. 電磁場對傳感器輸出紊亂信號的影響。在此情況下，應對傳感器的屏蔽性進行嚴格檢查，看其是否具有良好的抗電磁能力。
5. 易燃、易爆不僅對傳感器造成*性的損害，而且還給其它設備和人身安全造成很大的威脅。因此，在易燃、易爆環境下工作的傳感器對防爆性能提出了更高的要求：在易燃、易爆環境下必須選用防爆傳感器，這種傳感器的密封外罩不僅要考慮其密閉性，還要考慮到防爆強度，以及電纜線引出頭的防水、防潮、防爆性等。

12選擇使用

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對傳感器數量和量程的選擇：

傳感器數量的選擇是根據電子衡器的用途、秤體需要支撐的點數（支撐點數應根據使秤體幾何重心和實際重心重合的原則而確定）而定。一般來說，秤體有幾個支撐點就選用幾只傳感器，但是對于一些特殊的秤體如電子吊鉤秤就只能采用一個傳感器，一些機電結合秤就應根據實際情況來確定選用傳感器的個數。

傳感器量程的選擇可依據秤的大稱量值、選用傳感器的個數、秤體的自重、可能產生的大偏載及動載等因素綜合評價來確定。一般來說，傳感器的量程越接近分配到每個傳感器的載荷，其稱量的準確度就越高。但在實際使用時，由于加在傳感器上的載荷除被稱物體外，還存在秤體自重、皮重、偏載及振動沖擊等載荷，因此選用傳感器量程時，要考慮諸多方面的因素，保證傳感器的安全和壽命。本特利（Bently Nevada） 330851-02-000-060-90-00-05

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　　本特利前置器 330780-50-00

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傳感器傳感器量程的計算公式是在充分考慮到影響秤體的各個因素后，經過大量的實驗而確定的。

公式如下：

• C=K-0K-1K-2K-3（Wmax+W）/N
• C—單個傳感器的額定量程
• W—秤體自重
• Wmax—被稱物體凈重的大值
• N—秤體所采用支撐點的數量
• K-0—保險系數，一般取值在1.2～1.3之間
• K-1—沖擊系數
• K-2—秤體的重心偏移系數
• K-3—風壓系數

根據經驗，一般應使傳感器工作在其30%～70%量程內，但對于一些在使用過程中存在較大沖擊力的衡器，如動態軌道衡、動態汽車衡、鋼材秤等，在選用傳感器時，一般要擴大其量程，使傳感器工作在其量程的20%～30%之內，使傳感器的稱量儲備量增大，以保證傳感器的使用安全和壽命。

要考慮各種類型傳感器的適用范圍：

傳感器的準確度等級包括傳感器的非線形、蠕變、蠕變恢復、滯后、重復性、靈敏度等技術指標。在選用傳感器的時候，不要單純追求高等級的傳感器，而既要考慮滿足電子秤的準確度要求，又要考慮其成本。

對傳感器等級的選擇必須滿足下列兩個條件：

1. 滿足儀表輸入的要求。稱重顯示儀表是對傳感器的輸出信號經過放大、A/D轉換等處理之后顯示稱量結果的。因此，傳感器的輸出信號必須大于或等于儀表要求的輸入信號大小，即將傳感器的輸出靈敏度代人傳感器和儀表的匹配公式，計算結果須大于或等于儀表要求的輸入靈敏度。
2. 滿足整臺電子秤準確度的要求。一臺電子秤主要是由秤體、傳感器、儀表三部分組成，在對傳感器準確度選擇的時候，應使傳感器的準確度略高于理論計算值，因為理論往往受到客觀條件的限制，如秤體的強度差一點，儀表的性能不是很好、秤的工作環境比較惡劣等因素都直接影響到秤的準確度要求，因此要從各方面提高要求，又要考慮經濟效益，確保達到目的。

13國家標準

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與傳感器相關的現行國家標準

GB/T 14479-1993 傳感器圖用圖形符號

GB/T 15478-1995 壓力傳感器性能試驗方法

GB/T 15768-1995 電容式濕敏元件與濕度傳感器總規范

GB/T 15865-1995 攝像機(PAL/SECAM/NTSC)測量方法第1部分:非廣播單傳感器攝像機

傳感器GB/T 13823.17-1996 振動與沖擊傳感器的校準方法聲靈敏度測試

GB/T 18459-2001 傳感器主要靜態性能指標計算方法

GB/T 18806-2002 電阻應變式壓力傳感器總規范

GB/T 18858.2-2002 低壓開關設備和控制設備控制器-設備接口(CDI) 第2部分:執行器傳感器接口(AS-i)

GB/T 18901.1-2002 光纖傳感器第1部分:總規范

GB/T 19801-2005 無損檢測聲發射檢測聲發射傳感器的二級校準

GB/T 7665-2005 傳感器通用術語

GB/T 7666-2005 傳感器命名法及代號

GB/T 11349.1-2006 振動與沖擊機械導納的試驗確定第1部分：基本定義與傳感器

GB/T 20521-2006 半導體器件第14-1部分: 半導體傳感器-總則和分類

GB/T 14048.15-2006 低壓開關設備和控制設備第5-6部分：控制電路電器和開關元件-接近傳感器和開關放大器的DC接口（NAMUR）

GB/T 20522-2006 半導體器件第14-3部分: 半導體傳感器-壓力傳感器

GB/T 20485.11-2006 振動與沖擊傳感器校準方法第11部分：激光干涉法振動校準

GB/T 20339-2006 農業拖拉機和機械固定在拖拉機上的傳感器聯接裝置技術規范

GB/T 20485.21-2007 振動與沖擊傳感器校準方法第21部分：振動比較法校準

GB/T 20485.13-2007 振動與沖擊傳感器校準方法第13部分: 激光干涉法沖擊校準

GB/T 13606-2007 土工試驗儀器巖土工程儀器振弦式傳感器通用技術條件

GB/T 21529-2008 塑料薄膜和薄片水蒸氣透過率的測定電解傳感器法

GB/T 20485.1-2008 振動與沖擊傳感器校準方法第1部分: 基本概念

GB/T 20485.12-2008 振動與沖擊傳感器校準方法第12部分：互易法振動校準

GB/T 20485.22-2008 振動與沖擊傳感器校準方法第22部分：沖擊比較法校準

GB/T 7551-2008 稱重傳感器

GB 4793.2-2008 測量、控制和實驗室用電氣設備的安全要求第2部分：電工測量和試驗用手持和手操電流傳感器的特殊要求

GB/T 13823.20-2008 振動與沖擊傳感器校準方法加速度計諧振測試通用方法

GB/T 13823.19-2008 振動與沖擊傳感器的校準方法地球重力法校準

GB/T 25110.1-2010 工業自動化系統與集成工業應用中的分布式安裝第1部分：傳感器和執行器

GB/T 20485.15-2010 振動與沖擊傳感器校準方法第15部分：激光干涉法角振動校準

GB/T 26807-2011 硅壓阻式動態壓力傳感器

GB/T 20485.31-2011 振動與沖擊傳感器的校準方法第31部分：橫向振動靈敏度測試

GB/T 13823.4-1992 振動與沖擊傳感器的校準方法磁靈敏度測試

GB/T 13823.5-1992 振動與沖擊傳感器的校準方法安裝力矩靈敏度測試

GB/T 13823.6-1992 振動與沖擊傳感器的校準方法基座應變靈敏度測試

GB/T 13823.8-1994 振動與沖擊傳感器的校準方法橫向振動靈敏度測試

GB/T 13823.9-1994 振動與沖擊傳感器的校準方法橫向沖擊靈敏度測試

GB/T 13823.12-1995 振動與沖擊傳感器的校準方法安裝在鋼塊上的無阻尼加速度計共振頻率測試

GB/T 13823.14-1995 振動與沖擊傳感器的校準方法離心機法一次校準

GB/T 13823.15-1995 振動與沖擊傳感器的校準方法瞬變溫度靈敏度測試法

GB/T 13823.16-1995 振動與沖擊傳感器的校準方法溫度響應比較測試法

GB/T 13866-1992 振動與沖擊測量描述慣性式傳感器特性的規定

^[7]

14技術特點

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中國傳感器產業正處于由傳統型向新型傳感器發展的關鍵階段，它體現了新型傳感器向微型化、多功能化、數字化、智能化、系統化和網絡化發展的總趨勢。傳感器技術歷經了多年的發展，其技術的發展大體可分三代：

*代是結構型傳感器，它利用結構參量變化來感受和轉化信號。

第二代是上70年代發展起來的固體型傳感器，這種傳感器由半導體、電介質、磁性材料等固體元件構成，是利用材料某些特性制成。如：利用熱電效應、霍爾效應、光敏效應，分別制成熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳感器。

第三代傳感器是以后剛剛發展起來的智能型傳感器，是微型計算機技術與檢測技術相結合的產物，使傳感器具有一定的人工智能。

傳感器傳感器技術及產業特點

傳感器技術及其產業的特點可以歸納為：基礎、應用兩頭依附；技術、投資兩個密集；產品、產業兩大分散。

基礎、應用兩頭依附

基礎依附，是指傳感器技術的發展依附于敏感機理、敏感材料、工藝設備和計測技術這四塊基石。敏感機理千差萬別，敏感材料多種多樣，工藝設備各不相同，計測技術大相徑庭，沒有上述四塊基石的支撐，傳感器技術難以為繼。

應用依附是指傳感器技術基本上屬于應用技術，其市場開發多依賴于檢測裝置和自動控制系統的應用，才能真正體現出它的高附加效益并形成現實市場。也即發展傳感器技術要以市場為導向，實行需求牽引。

技術、投資兩個密集

技術密集是指傳感器在研制和制造過程中技術的多樣性、邊緣性、綜合性和技藝性。它是多種高技術的集合產物。由于技術密集也自然要求人才密集。

投資密集是指研究開發和生產某一種傳感器產品要求一定的投資強度，尤其是在工程化研究以及建立規模經濟生產線時，更要求較大的投資。

產品、產業兩大分散

產品結構和產業結構的兩大分散是指傳感器產品門類品種繁多（共*類、42小類近6000個品種），其應用滲透到各個產業部門，它的發展既有各產業發展的推動力，又強烈地依賴于各產業的支撐作用。只有按照市場需求，不斷調整產業結構和產品結構，才能實現傳感器產業的全面、協調、持續發展。

15詞條圖冊

• 傳感器匯總圖片精選

• 變頻功率傳感器