傳感器測(cè)試系統(tǒng)：JF02F氣敏傳感器測(cè)試系統(tǒng)
JF02F氣敏傳感器測(cè)試系統(tǒng)
配用軟件最新版本 5.30, Build in 01.2020
系統(tǒng)簡(jiǎn)介
JF02F氣敏傳感器測(cè)試系統(tǒng)主要完成氣體敏感材料及氣敏傳感器器件的性能檢測(cè)和評(píng)價(jià)，適用氣體范圍包括常溫是氣態(tài)的氣體和部分揮發(fā)性液體，如乙醇、苯等，濕敏作為氣敏的一個(gè)分支，此系統(tǒng)可完成水的絕對(duì)含量和相對(duì)濕度(%RH)的敏感性評(píng)價(jià)。
JF02F氣敏傳感器測(cè)試系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制下的動(dòng)態(tài)配氣方式實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器各類(lèi)相關(guān)性能指標(biāo)的測(cè)試，消除了傳統(tǒng)靜態(tài)配氣帶來(lái)的方法誤差，借助內(nèi)置的多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方法，能快速地完成氣敏材料和元器件的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)參數(shù)的檢測(cè)，
協(xié)助進(jìn)行氣敏材料的特性研究、工藝開(kāi)發(fā)和器件生產(chǎn)中生產(chǎn)檢驗(yàn)和質(zhì)量控制。整套測(cè)試系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、測(cè)試機(jī)箱、配氣機(jī)箱、檢測(cè)氣室（檢測(cè)模塊）等組成，檢測(cè)對(duì)象覆蓋目前常用氣敏傳感器和氣敏材料，如金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏傳感、熱催化式傳感、光催化式傳感、
電化學(xué)傳感、MEMS氣敏、氧化鋯氧傳感、生物傳感、有機(jī)材料傳感、光電式傳感等，通過(guò)配用不同的檢測(cè)氣室(模塊)，可以快速進(jìn)行切換和測(cè)量。
測(cè)試系統(tǒng)組成圖(配金屬氧化物器件檢測(cè)氣室)
主要特點(diǎn)
軟硬件操作簡(jiǎn)便，穩(wěn)定可靠，測(cè)試系統(tǒng)擴(kuò)展性好；
軟件可完成全部相關(guān)的測(cè)控工作，有操作向?qū)Ш投鄠€(gè)默認(rèn)測(cè)試方法，應(yīng)用上手快；
對(duì)復(fù)雜或重復(fù)性過(guò)程，可自定義測(cè)試流程，降低工作量；
數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等多窗口可同時(shí)進(jìn)行，數(shù)據(jù)可導(dǎo)出；
支持金屬氧化物半導(dǎo)體、催化燃燒、電化學(xué)等多種類(lèi)型氣敏測(cè)量，且通過(guò)更換氣室即可實(shí)現(xiàn)；
支持動(dòng)態(tài)混氣和靜態(tài)混氣方式
主要技術(shù)參數(shù)
JF02F可以配用不同的檢測(cè)氣室/模塊，下表為三種主要類(lèi)型氣敏傳感器的指標(biāo)，具體指標(biāo)根據(jù)應(yīng)用要求的不同可能會(huì)有變化。
金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器
催化燃燒式傳感器
電化學(xué)傳感器
工作點(diǎn)設(shè)置（V）
加熱電壓：0～6
加熱電壓：0～5
偏置電壓：0～1.5
測(cè)試通道數(shù)
10
10
8
信號(hào)分辨率
0.1%
0.2mv
0.1uA
最大氣體流量
1 SLM(1L/min)
支持靜態(tài)方法
支持
支持
支持
支持動(dòng)態(tài)方法
支持
支持
支持
支持材料直測(cè)
支持
僅元件
僅元件
氣室溫度范圍
室溫～100℃
氣室相對(duì)濕度范圍
0%～95%
動(dòng)態(tài)和靜態(tài)氣體混氣測(cè)量
動(dòng)態(tài)和靜態(tài)方式是以進(jìn)行測(cè)試時(shí)氣體是不流動(dòng)還是處于穩(wěn)定流動(dòng)態(tài)來(lái)區(qū)別的。
動(dòng)態(tài)混氣的實(shí)現(xiàn)
采用流量調(diào)節(jié)閥控制組分的流量，實(shí)現(xiàn)測(cè)試氣源的稀釋
靜態(tài)混氣的實(shí)現(xiàn)
在背景氣容器中，注入定容的氣體或液氣
動(dòng)態(tài)混氣
靜態(tài)混氣
氣源
標(biāo)準(zhǔn)氣體鋼瓶居多
氣袋、標(biāo)氣鋼瓶或?qū)嶒?yàn)室液體試劑
準(zhǔn)確度
由氣源和流量閥精度保證，精度級(jí)別高
受制備過(guò)程和環(huán)境影響，誤差較大
重復(fù)性
由氣源和流量閥精度保證，重復(fù)性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性好
差
環(huán)境干擾
封閉氣路，無(wú)干擾
與實(shí)驗(yàn)室環(huán)境有氣體交換，氣體殘留和濕度等會(huì)有干擾
混合均勻性
較好
分子量差異較大的氣體（如氫氣），易出現(xiàn)分層
有毒有害氣體
封閉氣路，尾氣可吸收或排走，不會(huì)對(duì)人體有影響
換氣時(shí)室內(nèi)排放，長(zhǎng)期接觸對(duì)健康不利
實(shí)現(xiàn)代價(jià)
需配置電子流量調(diào)節(jié)閥、標(biāo)氣鋼瓶等，代價(jià)高
要求不高時(shí)用簡(jiǎn)單裝置就能實(shí)現(xiàn)，代價(jià)低
測(cè)試方法
測(cè)試方法是基于儀器操控、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理之上，為便于快速完成特點(diǎn)參數(shù)和性能的測(cè)量而內(nèi)置的自動(dòng)化流程。軟件設(shè)置了多項(xiàng)測(cè)試方法，
通過(guò)新測(cè)試向?qū)Э梢苑奖愕剡M(jìn)行切換和參數(shù)配置，下圖為靈敏度測(cè)試中常用的兩種方法。
靈敏度脈沖方法的方法設(shè)置 點(diǎn)擊查看大圖 ?
靈敏度脈沖方法的氣敏響應(yīng)曲線(xiàn) 點(diǎn)擊查看大圖 ?
靈敏度臺(tái)階方法的方法設(shè)置 點(diǎn)擊查看大圖 ?
靈敏度臺(tái)階方法的氣敏響應(yīng)曲線(xiàn) 點(diǎn)擊查看大圖 ?
根據(jù)不同的應(yīng)用需求，除了能完成的常規(guī)的靈敏度、響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間等的測(cè)試及自主設(shè)計(jì)的測(cè)試外，測(cè)試系統(tǒng)針對(duì)專(zhuān)門(mén)的測(cè)試要求預(yù)置了多種測(cè)試方法：
應(yīng)用要求
專(zhuān)用方法數(shù)量
氣敏材料科學(xué)研究及實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)
6
半導(dǎo)化溫度掃描，伏安特性?huà)呙?V-I曲線(xiàn))、靈敏度脈沖氣源、臺(tái)階氣源實(shí)驗(yàn)等
國(guó)標(biāo)《GB/T -1995 金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏元件測(cè)試方法》
行標(biāo)《MT 281-94 煤礦甲烷檢測(cè)用載體催化元件》
9
電源波動(dòng)影響率，啟動(dòng)過(guò)沖值，靈敏度和零點(diǎn)漂移、抗高濃氣體沖擊實(shí)驗(yàn)、多點(diǎn)平均靈敏度等
行標(biāo)《JB/T -2016 甲醛氣體傳感器》
2
零點(diǎn)漂移、靈敏度漂移
行準(zhǔn)《JB/T -2017 催化燃燒式氣體傳感器》
6
輸出值短時(shí)波動(dòng)、靈敏度漂移、零點(diǎn)漂移、抗高濃度可燃?xì)怏w沖擊
國(guó)標(biāo)《JB/T -2013 電化學(xué)氣體傳感器》
2
零點(diǎn)漂移、靈敏度漂移
國(guó)標(biāo)《GB-2019可燃?xì)怏w探測(cè)器》系列標(biāo)準(zhǔn)
2
零點(diǎn)漂移、靈敏度漂移
國(guó)標(biāo)《GB/T -2015 多組分有害氣體檢測(cè)報(bào)警器》
國(guó)標(biāo)《GB/T -2017 家用和小型餐飲廚房用燃?xì)鈭?bào)警器及傳感器》
國(guó)標(biāo)《GB/T -2015 化學(xué)毒劑報(bào)警器通用技術(shù)條件》
行標(biāo)《CJ/T 347-2010 家用燃?xì)鈭?bào)警器及傳感器》
4
報(bào)警濃度、響應(yīng)時(shí)間、抗氣體干擾性能、氣體選擇性檢驗(yàn)
器件檢測(cè)氣室
測(cè)試系統(tǒng)支持多種類(lèi)型和封裝尺寸氣敏傳感器，氣敏材料采用不同工藝手段形成器件，通過(guò)器件檢測(cè)氣室進(jìn)行氣敏性能檢測(cè)。
常用氣室如下：
金屬氧化物(MnO)
半導(dǎo)體檢測(cè)氣室
以SnO2為代表的金屬氧化物材料，通過(guò)吸附、催化、表面界面和缺陷等機(jī)理，進(jìn)行材料氣敏性能的評(píng)價(jià)
電化學(xué)氣敏
檢測(cè)氣室
可以完成兩電極、三電極、四電極電化學(xué)測(cè)試，
可掃描靈敏度特性曲線(xiàn)
催化燃燒式氣敏
檢測(cè)氣室
使用以鉑、鈀為主的貴金屬催化劑進(jìn)行催化燃燒，檢測(cè)可燃性氣體的濃度
氧化鋯氧傳感器
檢測(cè)氣室
汽車(chē)空燃比及電廠(chǎng)高爐等環(huán)境測(cè)氧，支持AFR
及連續(xù)氧測(cè)量，AFR跳變測(cè)量時(shí)時(shí)間分辨率能到0.01ms
材料檢測(cè)氣室
材料氣室的開(kāi)發(fā)，為獨(dú)立檢測(cè)和評(píng)價(jià)金屬氧化物材料、有機(jī)材料、光催化材料等多種敏感材料的性能提供了可靠的測(cè)試環(huán)境。
經(jīng)過(guò)應(yīng)用總結(jié)，在一代氣室的基礎(chǔ)上改進(jìn)升級(jí)出了二代氣室，屬于專(zhuān)利產(chǎn)品。
一代材料氣室
二代材料氣室
二代材料氣室與一代相比，做了多項(xiàng)改進(jìn)：
氣室死體積減小了65%，進(jìn)一步縮短氣室氣體置換所需時(shí)間；
提高了樣品臺(tái)溫度的均勻性和準(zhǔn)確性，溫度偏差<0.2，提高了對(duì)梯度升溫控制的支持
裝夾樣品操作更便利，帶防燙手；
采用金合金探針，強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕；
氣室頂端設(shè)置有觀(guān)察窗，便于觀(guān)察樣品變化；
氣室氣體流路經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，氣流均勻穩(wěn)定。
傳感器氣敏材料制樣
氣敏傳感器的制樣是氣敏性能測(cè)試的關(guān)鍵，不同類(lèi)型傳感器制樣方法不同，下面以最常用的金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏材料為例介紹制樣方法。
金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏傳感器分為旁熱式（陶瓷管式）和直熱式（平面基本式）兩大類(lèi)，其制作方法如下：
將適量的敏感材料置于研缽中研磨，可加入無(wú)水乙醇、去離子水、乙基纖維素和松油醇粘合劑等溶劑，使材料均勻地粉化為糊狀
通過(guò)潔凈軟毛刷使糊狀粉體均勻地涂覆于帶有電極的陶瓷管或陶瓷片表面，待測(cè)粉體要覆蓋住電極，且不能過(guò)厚，以免影響電阻值和脫落
將涂好的樣品置于烘箱中干燥，使溶劑揮發(fā)
將樣品放入加熱爐，在設(shè)定溫度下（二氧化錫一般為600℃-650℃ 1小時(shí)）燒結(jié)
若使用陶瓷管樣品，需要利用電烙鐵將元件焊接到相應(yīng)的底座上，并在陶瓷管中插入一根加熱絲（通常為Ni-Gr）
為使器件能夠擁有更加良好的穩(wěn)定度，一般可將器件進(jìn)行不低于24小時(shí)的老化處理（保持電阻絲兩端電壓穩(wěn)定，防止器件脫焊）
。
金端電極瓷管+鉑絲引線(xiàn)
金端電極平面瓷片
金叉指電極平面瓷片
轉(zhuǎn)接到銀端電極片的硅片樣品
知識(shí)拓展
原位生長(zhǎng)（合成）法也是金屬基復(fù)合材料常用的的制備方法，指在不摻雜其他復(fù)雜元素和一定條件下，利用不同元素或化學(xué)物質(zhì)之間的反應(yīng)在體系內(nèi)直接合成新型
復(fù)合材料的方法，其原理是通過(guò)控制反應(yīng)條件以控制材料的晶體的生長(zhǎng)方向，從而控制三維結(jié)構(gòu)的形成。原位合成法大致分為氣-液、固-液及液-液反應(yīng)三大類(lèi)。
MEMS氣敏主要應(yīng)用方向是半導(dǎo)體氣敏傳感，實(shí)現(xiàn)了氣敏傳感技術(shù)和IC技術(shù)的融合，將氣敏元件、加熱器和測(cè)溫元件集成到一塊芯片上，進(jìn)行溫度的精確控制，主
要分為硅基MEMS和硅MEMS氣敏兩大類(lèi)。
常用氣源制取方法
有多種方法可以獲取氣敏測(cè)試的氣源，它們有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用的場(chǎng)景，常用方法如下表：
氣源制備方法
優(yōu)點(diǎn)
缺點(diǎn)
體積法
簡(jiǎn)單，利用氣袋、氣箱、針筒等就能實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用廣
不能連續(xù)工作
壓力法
利用壓力表進(jìn)行混氣控制，操作簡(jiǎn)單
壓力控制要求較高
質(zhì)量流量法
精度高、能耗低、使用方便
設(shè)備成本高
飽和蒸汽法
濃度重復(fù)性好
溫度、氣壓影響大，平衡慢
滲透(管)法
穩(wěn)定，可長(zhǎng)期工作
受溫度影響大
容積泵法
用泵實(shí)現(xiàn)體積控制，使用簡(jiǎn)單
對(duì)泵要求較高
氣體濃度范圍
氣體濃度的表示有體積濃度、質(zhì)量濃度、摩爾濃度等，最常用的是體積濃度。
體積濃度單位
量級(jí)
氣源制備說(shuō)明
%
1/100
日常氣體范圍，容易制備檢測(cè)，可采用標(biāo)氣鋼瓶或靜態(tài)混氣法自行配置
ppm
10-6
一些有毒有害氣體的檢測(cè)范圍，靜態(tài)混氣法已較難保證準(zhǔn)確度，一般采取標(biāo)氣稀釋實(shí)現(xiàn)
ppb
10-9
特殊行業(yè)和特殊研究涉及，標(biāo)氣稀釋中對(duì)氣源、配套材料、管路和環(huán)境有較高要求
ppt
10-12
氣源制備和檢測(cè)都非常具有挑戰(zhàn)，投入代價(jià)較大
發(fā)展歷程
為配合昆明貴金屬研究所進(jìn)行氣敏傳感材料和器件的研發(fā)及生產(chǎn)，貴研金峰(原貴研所電中心)進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)工作，以完成相關(guān)測(cè)試技術(shù)及生產(chǎn)工藝裝備的研發(fā)，取得了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的進(jìn)展。
貴研金峰氣敏檢測(cè)技術(shù)整體發(fā)展過(guò)程
1988年首臺(tái)采用商用計(jì)算機(jī)基于Basic語(yǔ)言的“ZNCGQ-16型系列半導(dǎo)體氣敏傳感器測(cè)試系統(tǒng)”研制成功并在貴研所投入使用，
該測(cè)試系統(tǒng)可測(cè)量傳感器的靈敏度、靜態(tài)或動(dòng)態(tài)電阻值、響應(yīng)/恢復(fù)時(shí)間、加熱電壓及測(cè)試電壓可調(diào)等功能。
其標(biāo)識(shí)性功能為可在其前面板上快速更換標(biāo)準(zhǔn)電阻板(參比電阻)。
JF02系列的原型機(jī)，ZNCGQ-16
ZNCGQ-16的輸出記錄
1993年研制成功基于計(jì)算機(jī)的傳感器測(cè)試系統(tǒng)， 取代使用萬(wàn)用表或單片機(jī)系統(tǒng)等常規(guī)手段。整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)在DOS環(huán)境系統(tǒng)下采用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。
測(cè)試對(duì)象新增加了催化燃燒型氣敏傳感器
引入了測(cè)試流程，以滿(mǎn)足科研、生產(chǎn)使用
計(jì)算機(jī)測(cè)控一體化
JF02A測(cè)試系統(tǒng)軟件主界面
JF02D測(cè)試系統(tǒng)軟件主界面
在2000年前后，隨著動(dòng)態(tài)氣體混合技術(shù)的成熟和模塊化技術(shù)的采用，逐步對(duì)應(yīng)用中反應(yīng)出來(lái)的問(wèn)題進(jìn)行完善和改進(jìn)，先后完成了從02B到02E等多個(gè)型號(hào)的開(kāi)發(fā)。
在靜態(tài)氣體混合基礎(chǔ)上增加了動(dòng)態(tài)氣體混合的技術(shù)，測(cè)試條件更平穩(wěn)、更接近實(shí)際情況；
基于Windows的圖形化測(cè)試系統(tǒng)；
更高的測(cè)試精度；
新開(kāi)發(fā)了電化學(xué)傳感器、氧化鋯氧傳感器等測(cè)試氣室模塊；
配有材料測(cè)試氣室，可以更方便的進(jìn)行氣敏材料實(shí)驗(yàn)
功能擴(kuò)展選配件
液氣在線(xiàn)汽化裝置：可24x7連續(xù)工作，濃度根據(jù)設(shè)定值和氣體流量自動(dòng)伺服調(diào)節(jié)；
實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)易老化臺(tái)：24只元件，老化電壓可調(diào)；
靜態(tài)測(cè)試混氣箱：帶液氣蒸發(fā)和攪動(dòng)裝置，容積40L，靈敏度檢測(cè)；
抽濾瓶式靜態(tài)測(cè)試套件：帶真空抽氣/回氣功能，配合真空泵使用，靈敏度、響應(yīng)/恢復(fù)時(shí)間檢測(cè)；
高速響應(yīng)/恢復(fù)專(zhuān)用檢測(cè)氣室：?jiǎn)卧z測(cè)，死體積降低到10ml；
片式氣敏材料基片輔助制樣裝置：支持刮印、絲印，默認(rèn)基片為15mm * 10mm，帶對(duì)位調(diào)節(jié)和高度調(diào)節(jié)；
更多信息
配合JF02F測(cè)試系統(tǒng)，獨(dú)立完成老化及穩(wěn)定性測(cè)定等比較耗時(shí)的工作
JF07D氣敏傳感器穩(wěn)定性老化測(cè)定儀 ?
對(duì)靜態(tài)混氣、動(dòng)態(tài)混氣的測(cè)試氣體及未知?dú)怏w進(jìn)行標(biāo)定和測(cè)量
JF05B氣相色譜儀 ?
氣敏傳感器制樣配件、氣敏傳感器器件等
聯(lián)系我們 ?
氣敏傳感器生產(chǎn)用高溫引線(xiàn)、銀漿、金漿、釕漿、鉑漿、鉑絲等
聯(lián)系貴研鉑業(yè) ?
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傳感器檢測(cè)系統(tǒng)這一概念是傳感技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物。 檢測(cè)系統(tǒng)是傳感器與測(cè)量?jī)x表、變換裝置等的有機(jī)組合。 在工程實(shí)際中，需要有傳感器與多臺(tái)測(cè)量?jī)x表有機(jī)地組合起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)整體，才能完成信號(hào)的檢測(cè)，這樣便形成了檢測(cè)系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展，檢測(cè)系統(tǒng)所涉及的內(nèi)容也不斷得以充實(shí)。在現(xiàn)代化的生產(chǎn)過(guò)程中，過(guò)程參數(shù)的檢測(cè)都是自動(dòng)進(jìn)行的，即檢測(cè)任務(wù)是由檢測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)完成的，因此研究和掌握檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成及原理十分必要。
中文名
傳感器檢測(cè)系統(tǒng)
屬 性
設(shè)備
D/A
模數(shù)
A/D
數(shù)模
工作原理傳感器檢測(cè)系統(tǒng)中的傳感器是感受被測(cè)量的大小并輸出相對(duì)應(yīng)的可用輸出信號(hào)的器件或裝置。數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)檢測(cè)系統(tǒng)的幾個(gè)功能環(huán)節(jié)獨(dú)立地分隔開(kāi)的時(shí)候，則必須由一個(gè)地方向另一個(gè)地方傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)就是完成這種傳輸功能。數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)是將傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行處理和變換。如對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、運(yùn)算、濾波、線(xiàn)性化、數(shù)模（D/A）或模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成另一種參數(shù)信號(hào)或某種標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一信號(hào)等，使其輸出信號(hào)便于顯示、記錄，也可與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，以便對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行信息處理或用于系統(tǒng)的自動(dòng)控制。數(shù)據(jù)顯示環(huán)節(jié)將被測(cè)量信息變成人感官能接受的形式，以達(dá)到監(jiān)視、控制或分析的目的。測(cè)量結(jié)果可以采用模擬顯示，也可以采用數(shù)字顯示，并可以由記錄裝置進(jìn)行自動(dòng)記錄或由打印機(jī)將數(shù)據(jù)打印出來(lái)。測(cè)量的目的是希望通過(guò)測(cè)量獲取被測(cè)量的真實(shí)值。但在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，由于種種原因，例如，傳感器本身性能不理想、測(cè)量方法不完善、受外界干擾影響及人為的疏忽等，都會(huì)造成被測(cè)參數(shù)的測(cè)量值與真實(shí)值不一致，兩者不一致程度用測(cè)量誤差表示。
[1]
參考資料
1.
傳感器檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用以及測(cè)量應(yīng)用
．中國(guó)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)[引用日期2013-05-15]
傳感器測(cè)試系統(tǒng)：常見(jiàn)的測(cè)試系統(tǒng)及傳感器.ppt
它是用電阻系數(shù)很大的金屬導(dǎo)線(xiàn)繞在絕緣骨架上而制成，滑動(dòng)觸頭(電刷)的位移使輸出電阻或電壓發(fā)生變化，其簡(jiǎn)單原理電路如圖所示。 1—電位器 2—電刷 電位器式位移傳感器 電位器式壓力傳感器 1-測(cè)量軸 2-滑動(dòng)電阻 3-電刷 4-精密電阻 1-膜盒 2-杠桿 3-電位器 5-導(dǎo)軌 6-彈簧 7- 殼體 (2).壓阻式傳感器 壓阻式傳感器是以單晶硅膜片作為敏感元件，在該膜片上采用集成電路工藝制作四個(gè)電阻并組成惠斯登電橋，當(dāng)膜片受力后，由于半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)，電阻阻值發(fā)生變化，使電橋有輸出。 磁電式 磁感應(yīng)電式傳感器 霍爾式傳感器 磁阻效應(yīng)傳感器 2.分類(lèi) B-磁感應(yīng)強(qiáng)度 S-線(xiàn)圈平均截面積 -線(xiàn)圈運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向夾角 當(dāng)線(xiàn)圈相對(duì)磁場(chǎng)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)切割磁力線(xiàn)，則線(xiàn)圈上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)： －旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)角速度 N-線(xiàn)圈匝數(shù) （1） 磁感應(yīng)電式傳感器 （感應(yīng)式傳感器、電動(dòng)勢(shì)傳感器） 工作原理：把被測(cè)非電參量變化轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)， 是一種機(jī)電能量變換傳感器。 磁感應(yīng)電式 恒定磁通式 變磁通式 動(dòng)圈式 動(dòng)鐵式 運(yùn)動(dòng)部件是線(xiàn)圈 運(yùn)動(dòng)部件是磁鐵 又稱(chēng)變磁阻式、變氣隙式 磁感應(yīng)電式傳感器可分為： 磁路系統(tǒng)恒定磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)部件可以是線(xiàn)圈也可以是磁鐵。 線(xiàn)圈、磁鐵靜止不動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)物體引起磁阻、磁通變化。 線(xiàn)速度型 角速度型 恒磁通式 動(dòng)鐵型 動(dòng)圈型 a.恒定磁通式 動(dòng)圈式傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖: 線(xiàn)速度型 角速度型 測(cè)速電機(jī) 動(dòng)鐵式傳感器結(jié)構(gòu)原理圖: b. 變磁通式（又稱(chēng)變磁阻式、變氣隙式） 常用來(lái)測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體的角速度，探頭的磁極與振動(dòng)物體間有一氣隙，當(dāng)振動(dòng)物體振動(dòng)時(shí)，氣隙變化引起磁路磁阻改變，線(xiàn)圈磁通發(fā)生變化，輸出電動(dòng)勢(shì)與振幅成比例。 變磁阻式工作原理：一般通過(guò)改變傳感器到被測(cè)對(duì)象間的氣隙厚度等方法來(lái)改變磁路磁阻。 簡(jiǎn)單式靈敏度 差動(dòng)式靈敏度 差動(dòng)型 (2).差動(dòng)變壓器式傳感器 定義：把被測(cè)非電量變化轉(zhuǎn)換成為線(xiàn)圈互感量的變化的傳感器 差動(dòng)變隙式自感傳感器 結(jié)論: ① 差動(dòng)式比單線(xiàn)圈式的靈敏度高一倍。 ②差動(dòng)式的線(xiàn)性度得到明顯改善 兩個(gè)變隙式電感傳感器在結(jié)構(gòu)尺寸、 材料、電氣參數(shù)等方面均應(yīng)完全一致。 互感型--差動(dòng)變壓器工作原理 W W1 W2 Es x -x Ew Eout 次 級(jí) 次 級(jí) 骨架 初 級(jí) 銜 鐵 次 級(jí) 次 級(jí) 初 級(jí) 結(jié)構(gòu)：中間初級(jí)，兩邊次級(jí)鐵芯在骨架中間可上下移動(dòng) 差動(dòng)式自感傳感器的輸出特性 采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu)，除了可以改善非線(xiàn)性、提高靈敏度外，對(duì)電源電壓與頻率的波動(dòng)及溫度變化等外界影響也有補(bǔ)償作用，從而提高了傳感器的穩(wěn)定性。 差動(dòng)變壓器式傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖 （a）、 （b） 變隙式差動(dòng)變壓器 差動(dòng)變壓器式傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖 （e）、 （f） 變面積式差動(dòng)變壓器 差動(dòng)變壓器式傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖 （c）、 （d） 螺線(xiàn)管式差動(dòng)變壓器 差動(dòng)變壓器位移傳感器 應(yīng)用: 厚度,角度,表面粗糙度;拉伸,壓縮,垂直度; 壓力,流量,液位;張力,重力,負(fù)荷量;扭矩, 應(yīng)力,動(dòng)力;氣壓,溫度;振動(dòng),速度,加速度;等. ~ 應(yīng)用示例1 應(yīng)用示例2 應(yīng)用示例3 變隙式差動(dòng)電感壓力傳感器 應(yīng)用示例3 1—可動(dòng)鐵心；2—測(cè)桿；3—被測(cè)物 可變氣隙式電感測(cè)厚度 帶相敏檢波的交流電橋 差動(dòng)變壓器式加速度傳感器原理圖 應(yīng)用示例 差動(dòng)變壓器傳感器特點(diǎn)： ●結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠； ●靈敏度高、分辨力大； ●頻率響應(yīng)低，不宜測(cè)高頻動(dòng)態(tài)參量； ●測(cè)量精度高；非線(xiàn)性誤差為0.1％ ●常用于測(cè)量位移量。如位移變化的參量：力、速度、加速度、厚度 (3). 電渦流式傳感器 原理：利用線(xiàn)圈在金屬導(dǎo)體附近會(huì)產(chǎn)生電渦流 線(xiàn)圈產(chǎn)生得交變磁場(chǎng)向下，電渦流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)向上。 線(xiàn)圈接通電源 電渦流式傳感器的應(yīng)用 1.測(cè)位移 電渦流式傳感器的主要用途之一是可用來(lái)測(cè)量金屬件的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)位移，最大量
汽車(chē)傳感器簡(jiǎn)介
——各種汽車(chē)傳感器測(cè)試的理想選擇
● 模塊化測(cè)試接口適合多種傳感器測(cè)試
● 工業(yè)化設(shè)計(jì)適應(yīng)生產(chǎn)線(xiàn)在線(xiàn)質(zhì)量檢測(cè)需要
● 滿(mǎn)足MSA 測(cè)試和R&R 測(cè)試要求的測(cè)試精度
● 智能自動(dòng)化測(cè)試程序可提高測(cè)試效率和可靠
汽車(chē)傳感器是汽車(chē)電子控制系統(tǒng)的信息源和關(guān)鍵部件，也是汽車(chē)電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容之一。目前，一輛普通轎車(chē)大約安裝了幾十只到上百只傳感器，而豪華轎車(chē)上的傳感器數(shù)量多達(dá)二百余只。
·發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器、位置和轉(zhuǎn)速傳感器、流量傳感器、氣體濃度傳感器和爆震傳感器等。
·底盤(pán)控制傳感器是用于變速器控制系統(tǒng)、懸架控制系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)防抱死系統(tǒng)等底盤(pán)控制系統(tǒng)中的傳感器。
--自動(dòng)變速器系統(tǒng)傳感器；
--制動(dòng)防抱死系統(tǒng)用傳感器；
-- 懸架系統(tǒng)用傳感器；
--動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用傳感器；
·車(chē)身控制用傳感器主要用于提高汽車(chē)的安全性、可靠性和舒適性等。主要包括以下幾種：
-- 用于自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)量傳感器、日照傳感器等；
--用于安全氣囊系統(tǒng)中的加速度傳感器；
--用于門(mén)鎖控制的車(chē)速傳感器；
--用于亮度自動(dòng)控制的光傳感器等。
隨著GPS/GIS（全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)）導(dǎo)航系統(tǒng)在汽車(chē)上的應(yīng)用，導(dǎo)航用傳感器得到了迅速的發(fā)展。導(dǎo)航系統(tǒng)用傳感器主要包括：確定汽車(chē)行駛方向的羅盤(pán)傳感器、陀螺儀和車(chē)速傳感器、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器等。
汽車(chē)中傳感器的日漸增加，使對(duì)汽車(chē)傳感器的高效率、高精度測(cè)試成為了汽車(chē)測(cè)試界面臨的挑戰(zhàn)。以下介紹的泛華測(cè)控汽車(chē)傳感器通用測(cè)試系統(tǒng)為汽車(chē)傳感器測(cè)試提供了一種全新的測(cè)試?yán)砟詈头椒?，并已成功?yīng)用在現(xiàn)實(shí)中。
系統(tǒng)概述
泛華測(cè)控汽車(chē)傳感器測(cè)試系統(tǒng)采用美國(guó)國(guó)家儀器（NI）公司的虛擬儀器技術(shù),即基于軟件LabWindows/CVI或LabVIEW開(kāi)發(fā)平臺(tái)，測(cè)試硬件由基于PXI總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)箱和相應(yīng)模塊及其它配件等組成。
本汽車(chē)傳感器通用測(cè)試系統(tǒng)主要用于傳感器生產(chǎn)線(xiàn)終檢工位。系統(tǒng)采用臺(tái)式結(jié)構(gòu)，適于生產(chǎn)線(xiàn)上操作人
員站立操作。
本測(cè)試系統(tǒng)采用可更換測(cè)試模塊方式，同一套工作臺(tái)可以測(cè)試曲軸、凸輪軸、輪速等傳感器。更換相應(yīng)的測(cè)試模塊即可測(cè)試不同的傳感器。在各個(gè)測(cè)試模塊上安裝有氣缸、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、目標(biāo)輪、傳感器和核心測(cè)試電路。這些裝置有助于保證各個(gè)測(cè)試模塊功能的獨(dú)立性和安裝的靈活性。并且使用一個(gè)測(cè)試工作臺(tái)產(chǎn)品可以進(jìn)行多種傳感器的測(cè)試。在保證測(cè)試系統(tǒng)的靈活性的同時(shí)可以降低生產(chǎn)商的生產(chǎn)成本。
系統(tǒng)特點(diǎn)
·測(cè)試接口模塊化設(shè)計(jì)，適合多種傳感器測(cè)試；
·工業(yè)化設(shè)計(jì)，測(cè)試速度適應(yīng)生產(chǎn)線(xiàn)在線(xiàn)質(zhì)量檢測(cè)需要；
·測(cè)試系統(tǒng)穩(wěn)定，可通過(guò)MSA測(cè)試和R&R測(cè)試要求；
·智能自動(dòng)化測(cè)試程序，有助于提高測(cè)試效率和可靠性；
·采用先進(jìn)的測(cè)試部件和高性能器件的高可靠性設(shè)計(jì)。
汽車(chē)傳感器基本測(cè)試指標(biāo)
汽車(chē)傳感器基本測(cè)試指標(biāo)如下表所示，其參數(shù)可因被測(cè)傳感器種類(lèi)、要求不同而異。
被測(cè)傳感器基本測(cè)試參數(shù) 測(cè)試范圍 單位
傳感器輸入電壓（Vcc） 4.5～20 V
傳感器信號(hào)輸出電壓（Vload） 4.5～5.5 V
傳感器漏電電壓輸出（Vsat） 0～1.0 V
傳感器測(cè)量輸入電流（Icc） 0～20 mA
傳感器信號(hào)輸出電流（Isink） 0～40 mA
傳感器漏電輸出電流（Ileak） 0～10 mA
波形上升時(shí)間（Tr） 0～20 μs
波形下降時(shí)間（Tf） 0～20 μs
占空比（Duty） 3～70%
上升沿相位誤差（Rp） -13°～13°
下降沿相位誤差（Fp） -13°～13°
基準(zhǔn)角度誤差（Angle） -1°～1°
系統(tǒng)工作原理
汽車(chē)傳感器通用測(cè)試系統(tǒng)的核心是PXI系統(tǒng)，主要由控制器、萬(wàn)用表模塊、示波器模塊、數(shù)字I/O 模塊、矩陣開(kāi)關(guān)模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊等組成。PXI系統(tǒng)內(nèi)部通過(guò)PXI總線(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
·控制器：實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。
·萬(wàn)用表模塊和示波器模塊：實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)傳感器的測(cè)試。
·數(shù)字I/O 模塊：對(duì)氣缸、報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行控制，并監(jiān)視氣缸位置、測(cè)試啟動(dòng)開(kāi)關(guān)、光電傳感器、急停開(kāi)關(guān)等的狀態(tài)。
·運(yùn)動(dòng)控制模塊：控制伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，激勵(lì)被測(cè)傳感器產(chǎn)生信號(hào)。
·矩陣開(kāi)關(guān)模塊：配合萬(wàn)用表模塊及示波器模塊使用。
系統(tǒng)基本軟件結(jié)構(gòu)及功能
泛華測(cè)控汽車(chē)傳感器測(cè)試系統(tǒng)軟件具有良好的人機(jī)界面和可操作性，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)的操作人員即可使用。軟件系統(tǒng)能夠自動(dòng)辨識(shí)被測(cè)傳感器類(lèi)型，根據(jù)傳感器類(lèi)型自動(dòng)啟動(dòng)相應(yīng)測(cè)試程序。
具體功能
根據(jù)系統(tǒng)的用戶(hù)需求，軟件系統(tǒng)需要完成如下的任務(wù)：
--操作權(quán)限管理
--硬件控制驅(qū)動(dòng)
--傳感器安裝測(cè)試
--傳感器性能測(cè)試
--測(cè)量值的數(shù)據(jù)和波形顯示
--測(cè)試數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和回放
--測(cè)試過(guò)程報(bào)警驅(qū)動(dòng)
--自動(dòng)印標(biāo)控制
--產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(cè)
--系統(tǒng)性能監(jiān)測(cè)
