传感器的设计原理

1、传感器通用原理
2、温度传感器设计原理
3、湿度传感器设计原理
4、压力传感器设计原理
5、流速和流量传感器设计原理

传感器通用原理

所有的传感器测量系统都是将诸如温度、湿度、压力等的物理变量以某种响应特性变成输出信号。响应特性（例如Tt=死区时间，T＝时间常数或者迟延）表示测量系统的反应特性。

死区时间Tt的转换，例如混水温度

由于阀门在给定的行程内调节，阀门内的混水温度可以在没有任何时间延迟的情况下改变。但是，阀门和温度传感器之间有一定的距离。在传感器感测这些变化之前，混水必须经过这么长的距离。这一段流动所需的时间就被成为死区时间。

时间常数T的转换

没有传感器可以瞬间转换被测变量的变化。转换时间的滞后（时间常数或者滞后T）可以以图表的形式表达出来。

用来转变被测物理量到63%时的变化量所需的时间称为时间常数T。通常需要5倍于时间常数T的时间可以将被测变量99%的变化量进行转换。

响应特性举例

传感器的输出信号

传感器将被测变量转换成输出信号
传感器（测量设备）根据输出信号分为两种

开关设备，例如：

温控器、恒湿器、压力开关

模拟（连续变化的）信号，例如：

温度传感器、湿度传感器、压力传感器

开关输出的传感器

如果系统安装了开关型传感器，例如温控器，要注意温度值波动会比温控器本身的开关偏差要大。虽然温控器在样本中规定的转换点工作，但是系统惯性（余热、死区时间等）会引起受控变量超调或者欠调，导致最终测量温度的波动（动态开关偏差）会比温控器本身的静态开关偏差要大。

模拟量输出的传感器

模拟量输出的传感器产生一个连续变化或者无级输出的信号。每一个被测变量（温度、压力、湿度等）都给定一个输出值，并且输出信号是标准信号。通常来说，压力、电流、电压或者电阻信号通常是用于这种应用的。

电气控制系统的传感器有不同的输出信号，如电流、电压、电阻。

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