智能传感器的应用及发展趋势

自动诊断、检验功能智能传感器能够进行定期或不定期的自检，保证系统可靠地工作，一旦发现故障，可诊断出故障原因与位置，做出必要的响应，发出故障报警信号。自动进行数据采集及预处理智能传感器可将被测信息按一定规律变成电信号并对其进行放大、A/D转换、线性化等一系列处理。双向通信功能为适应日益复杂并日益庞大的多点、多参数大型测控系统的需要，智能传感器具有双向通信功能。

理论教育 2023-06-16

探究自感式传感器的运作原理和应用领域

自感式传感器包括可变磁阻式传感器和涡流式传感器。如图3.21所示为几种常用的可变磁阻式电感传感器的结构形式。图3.26低频透射式涡流传感器3）涡流式传感器的应用涡流式传感器可用于动态非接触式测量，其测量范围和精度取决于传感器的结构尺寸、线圈匝数以及激励电流

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电阻应变的测量特点及优化措施

4）电阻应变片尺寸小、质量轻电阻应变片可做到栅长为零点几毫米，质量为零点几克。7）价格便宜，性能稳定电阻应变片价格便宜，性能稳定，可用于结构的长期监测。②电阻应变片一旦贴在试件上后，不能取下来再次使用。③测量出的应变值是电阻应变片敏感栅长度范围内的平均应变。

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非周期信号的频谱分析

傅里叶变换非周期信号，不能直接利用傅里叶级数展开。但可将周期信号的傅里叶级数展开法，推广到非周期信号的频谱分析中去，导出非周期信号的傅里叶变换。非周期信号的频谱一般具有连续性和衰减性等特性。②x绝对可积，即满足上述两个条件的x的傅里叶变换如式和式，式和式中的X（ω）和X就是非周期信号的频谱。解根据式，信号的傅里叶变换为该矩形脉冲信号的频谱密度如图1.18所示。

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现代测试技术的特点简析

现代测试中遇到的测量对象，其频率覆盖范围可为10－6～1012Hz。被测信号微弱，测量精度要求高对微弱信号的高精度测量是测试技术的一个基本任务。这也是现代测试技术广泛应用于现代科技各个领域的重要原因。实现测试自动化，既可大大缩短试验周期和提高效率，也有利于提高测试的质量。

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静态特性参数简介

定度曲线接近拟合直线的程度，称为测试系统的线性度。图2.6线性度回程误差实际的测试系统，由于内部的弹性元件的弹性滞后、磁性元件的磁滞现象以及机械摩擦、材料受力变形、间隙等原因，使得相同的测试条件下，在输入量由小增大和由大减小的测试过程中，对应于同一输入量所得到的输出量往往存在差值，这种现象称为迟滞。图2.8重复性特性曲线重复性误差为随机误差，用正反行程中最大偏差Δmax与满量程输出Ymax的比值的百分数表示，即

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基本声学参量简介

表7.2列出了一些典型声源的声压和声压级。以10－12W为基准声功率W0，声功率级定义为声功率级的大小可通过对声压级的测量值计算得到。例7.1已知某声场中存在两个声源，其单独存在时的声压级分别为80dB和90dB，试求总声压级。对比用式的计算结果，存在误差0.02dB。声压级的叠加和扣除还可采用如图7.1所示的分贝增值图和如图7.2所示的环境噪声影响修正曲线来进行计算。图7.1分贝增值图图7.2环境噪声影响修正曲线

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虚拟仪器的构成的分析介绍

图10.6虚拟仪器的硬件结构图10.7基于数据采集卡的虚拟仪器结构图仪器厂家生产了大量的DAQ功能模块可供用户选择，如示波器、数字万用表、串行数据分析仪、动态信号分析仪及任意波形发生器等。

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网络化仪器的应用与发展

总线式仪器、虚拟仪器等微机化仪器技术的应用，使组建集中和分布式测控系统变得更容易。软件是虚拟仪器开发的关键，如LabVIEW和LabWindows/CVI的功能都十分强大，不仅使虚拟仪器的开发变得简单方便，而且为虚拟仪器网络化，提供了可靠便利的技术支持。由计算机和工作站作为结点的网络也就相当于现代仪器的网络。

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幅值调制与解调原理及应用技术介绍

幅值调制图4.1幅值调制幅值调制是将一个高频载波信号与被测信号相乘，使高频载波信号的幅值随被测信号的变化而变化。图4.2调幅信号的频谱在幅值调制过程中，载波频率f0必须高于信号中的最高频率fmax，这样才能使已调制信号保持被测信号的频谱图形而不产生频率混叠现象。这种解调方法称为同步解调。图4.4同步解调频谱图需要注意的是，同步解调需要性能良好的线性乘法器，否则将引起信号失真。

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互感式传感器的工作原理及应用

由于次级线圈常采用两个线圈组成差动型，故这种传感器也被称为差动变压器式传感器。因此，差动变压器式传感器需采用测量电路来反映衔铁位移的方向，同时补偿零点残余电压。图3.32差动相敏检波电路工作原理差动变压器式传感器的特点是测量精度高，可达0.1μm量级，线性量程大，可达±100mm，以及稳定性好、使用方便等，广泛用于直线位移的测量，也可用于转角的测量。

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压力测量系统静态标定的方法和步骤

以活塞式压力计发生的压力为标准压力，与被标定的压力测量设备的输出比较，即可标定压力测量设备。根据被标定的压力测量设备的量程逐次增加或减少标准砝码的数量，就可达到给标定的压力测量设备逐级加压或逐级减压。目前，国内进行压力传感器静态校准时所用测量仪器多为高精度的数字电压表或计算机数据采集系统。

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智能测试优化探讨

智能送风空调依靠红外感应器来实现不同的送风方式。红外感应器利用红外线原理，能够通过感知人体散发的红外热量确定人体存在的位置。对于测试技术领域，智能化分为3个层次：初级智能化、中级智能化和高级智能化。③具有“变尺度窗口”，通过动态过程参数预测，高级智能化可自动实时调整增益与偏置量，实现自适应检测。

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电荷放大器设计用于测量压电式传感器的微弱信号

压电式传感器产生的电荷量很小，而传感器本身的内阻很大，因此其输出信号十分微弱，这给后续测量电路提出了很高的要求。图3.40压电式传感器接至电压放大器的等效图电荷放大器电荷放大器是一个带有深度负反馈的高输入阻抗、高增益运算放大器。

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差动变压器式位移传感器

如图8.4所示为差动变压器式位移传感器的结构原理图。图8.4差动变压器式位移传感器1—测头；2—轴套；3—测杆；4—衔铁； 5—线圈架；6—弹簧；7—导线； 8—屏蔽筒；9—圆片弹簧；10—防尘罩差动变压器线圈中段的线性度较好，一般取此段作为差动变压器的工作范围。差动变压器的灵敏度是以单位激励电压的作用下，衔铁每移动单位距离时输出信号的大小来表示的。

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压电元件的并联与串联电路设计

图3.38为并联连接，两压电元件的负极集中在中间极板，正极在上下两晶片，将正极连接在一起，这种连接方法电容量大，输出的电荷量大，适合测量缓变信号和以电荷为输出的场合；图3.38为串联连接，上极板为正极，下极板为负极，一个晶片的负极与另一个晶片的正极相连，此时传感器本身电容量小，输出电压大，适合要求以电压为输出的场合，并要求测量电路有较高的输入阻抗。图3.39等效电荷源

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