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传感器基本知识重点

传感器基本知识重点
传感器基本知识重点

模块一传感器概述练习题

一、填空题:

1、依据传感器的工作原理,通常传感器由、和转换电路三部分组成,是能把外界转换成的器件和装置。

2、传感器的静态特性包含、、迟滞、、分辨力、精确度、稳定性和漂移。

3、传感器的输入输出特性指标可分为和动态指标两大类,线性度和灵敏度是传感器的指标,而频率响应特性是传感器的指标。

4、传感器可分为物性型和结构型传感器,热电阻是型传感器,电容式加速度传感器是型传感器。

5、已知某传感器的灵敏度为K0,且灵敏度变化量为△K0,则该传感器的灵敏度误差计算公式为。

6、测量过程中存在着测量误差,按性质可被分为、和三类。

7、相对误差是指测量的与被测量量真值的比值,通常用百分数表示。

8、噪声一般可分为和两大类。

9、任何测量都不可能,都存在。

10、常用的基本电量传感器包括、电感式和电容式传感器。

11、对传感器进行动态的主要目的是检测传感器的动态性能指标。

12、传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下,允许超过的能力。

13、传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式,向方向发展。

14、若测量系统无接地点时,屏蔽导体应连接到信号源的。

15、如果仅仅检测是否与对象物体接触,可使用作为传感器。

16、动态标定的目的,是检验测试传感器的指标。

17、确定静态标定系统的关键是选用被测非电量(或电量)的标准信号发生器和。

18、传感器的频率响应特性,必须在所测信号频率范围内,保持条件。

19、为了提高检测系统的分辨率,需要对磁栅、容栅等大位移测量传感器输出信号进行

_ 。

20、传感器的核心部分是。

21、在反射参数测量中,由耦合器的方向性欠佳以及阻抗失配引起的系统误差是。

22、传感器在输入按同一方向连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度称为。

二、判断题:

1、灵敏度高、线性误差小的传感器,其动态特性就好。()

2、测量系统的灵敏度要综合考虑系统各环节的灵敏度。()

3、测量的输出值与理论输出值的差值即为测量误差。()

4、一台仪器的重复性很好但测得的结果不准确,是由于存在系统误差的缘故。()

5、线性度是传感器的静态特性之一。()

6、时间响应特性为传感器的静态特性之一。()

7、真值是指一定的时间及空间条件下,某物理量体现的真实数值。真值是客观存在的,而且是可以测量的。()

8、真值是指一定的时间及空间条件下,某物理量体现的真实数值。真值是客观存在的,而且是可以测量的。()

9、传感器的输出--输入校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏差与传感器满量程输出之比,称为该传感器的“非线性误差”。()

10、选择传感器时,相对灵敏度必须大于零。()

11、弹性敏感元件的弹性储能高,具有较强的抗压强度,受温度影响大,具有良好的重复性和稳定性等。()

12、敏感元件,是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。()

13、传感器的阈值,实际上就是传感器在零点附近的分辨力。()

14、灵敏度是描述传感器的输出量(一般为非电学量)对输入量(一般为电学量)敏感程度的特性参数。()

15、传感器是与人感觉器官相对应的原件。()

三、选择题:

1、传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程期间,其输出一输入特性曲线不重合的现象称为()

A、线性度

B、迟滞

C、重复性

D、灵敏度

2、某位移传感器,当位移量从5mm增加到8mm,输出量从0.2mV变化到0.8mV时,灵敏度k为()

A、0.1mV/mm

B、0.2mV/mm

C、0.4mV/mm

D、0.8mV/mm

3、传感器能感知的输入变化量越小,表示传感器的( )。

A、线性度越好

B、迟滞越小

C、重复性越好

D、分辨力越高

4、下列属于传感器动态特性指标的是( )。

A、迟滞性

B、过冲量或超调量

C、稳定性

D、线性度

5、信号传输过程中,产生干扰的原因是( ) 。

A.信号是缓变的

B.信号是快变的

C.干扰的耦合通道

D.信号是交流的

6、非线性度是表示校准曲线( )的程度。

A.接近真值

B.偏离拟合直线

C.正反行程不重合

D.重复性

7、结构型传感器是依靠传感器( )的变化实现信号变换的。

A.材料物理特性

B.体积大小

C.结构参数

D.电阻值

8、结构型传感器是依靠的变化实现信号变换的。

A.本身物理性质

B.体积大小

C.结构参数

D.电阻值

9、传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程期间,其输出一输入特性曲线不重合的现象称为()

A、线性度

B、迟滞

C、重复性

D、灵敏度

10、某位移传感器,当位移量从5mm增加到8mm,输出量从0.2mV变化到0.8mV时,灵敏度k为()

A、0.1mV/mm

B、0.2mV/mm

C、0.4mV/mm

D、0.8mV/mm

11、根据传感器的组成,下列能直接感受被测物理量的是()

A、敏感元件

B、转换元件

C、转换电路

D、放大电路

12、传感器的输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度称为()

A、线性度

B、迟滞

C、重复性

D、灵敏度

13、在相同的测试条件下,经过多次重复测量,传感器的输出一输入特性曲线不一致的现象称为()

A、线性度

B、迟滞

C、重复性

D、灵敏度

14、传感器的输出变化量△Y与输入变化量△X之间的比值,称为()

A、线性度

B、迟滞

C、重复性

D、灵敏度

15、传感器中,直接感受被测量的部分是()

A、转换元件

B、敏感元件

C、转换电路

D、调理电路

16、根据传感器输出信号的特点,确定适配电路。下列选择正确的是 :

A、传感器输出信号一般比较微弱,故需要高增益的适配电路;

B、传感器输出阻抗比较高,适配电路的输入阻抗就不能高;

C、传感器输出信号的动态范围比较宽,因此适配电路的动态范围应该窄一些;

D、传感器输出信号的频率范围已经比较高,适配电路的频率范围就没有必要那末高了。

四、简答题:

1.什么是传感器?它由哪几个部分组成?分别起到什么作用?

2.传感器技术的发展动向表现在哪几个方面?

五、计算题:

1、某测温系统由以下四个环节组成,各自的灵敏度如下:

铂电阻温度传感器:0.45Ω/℃,电桥: 0.02V/Ω,放大器: 100(放大倍数),笔式记录仪:0.2cm/V

求:(1)测温系统的总灵敏度;

(2)记录仪笔尖位移4cm时,所对应的温度变化值。

2、用测量范围为-50~150KPa的压力传感器测量140KPa压力时,传感器测得示值为142KPa,求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。

六、综合分析题:

1、传感器的归类(多选):

(1)电阻应变片(2) 磁敏电阻 (3)电涡流传感器 (4) 霍尔元件

(5)气敏传感器(6)湿敏传感器 (7)光电耦合器 (8) 压电传感

(9)电容传感器(10)热敏电阻 (11)压阻式传感器 (12)光纤传感

(13)磁电传感器(14)光电二极管 (15)差动变压器 (16)磁敏晶体管

(17)光电池(18) 超声波传感器 (19)热电偶 (20) 红外传感器

①. 可以完成温度测量的有:

②. 半导体式传感器的有:

③. 可以进行位移测量的传感器的有:

④. 利用物体反射进行非电量检测的传感器有:

⑤. 光电传感器的有:

⑥. 用于磁场测量的传感器的有:

⑦. 非接触式测量的有:

⑧. 无源传感器的有:

⑨. 利用电阻值随被测参数变化的有:

⑩. 可测量物体厚度的传感器有:

?. 不能用于静态测量的有:

2、哪些类型的传感器可以测量力的大小?分别举出至少三种不同类型的传感器,说明其工作原理,并解释其如何将力的大小转换为电压输出?

3、利用被测量的变化引起电阻值变化的传感器有哪些?至少列举出三种不同类型的传感器,并举例说明其应用在哪些方面。)

传感器简答题DOC

第一章简答题 第一节:机电一体化系统常用传感器 知识点一:传感器的定义、组成和功能。(第一节) 1、简述传感器的定义。 2、传感器一般由哪几部分组成?试说明各部分的作用。(1-1) 3、画出传感器组成原理框图。 知识点二:传感器的分类。(第一节及表1-1) 4、什么是物性型传感器?什么是结构型传感器?试举例说明。

5、按传感器输出信号的性质可将传感器分为哪几类? 6、能量转换型传感器和能量控制型传感器有何不同?试举例说明。 第三节:传感器与检测系统基本特性的评价指标与选用原则。 7、什么是传感器的特性?如何分类。 8、什么是传感器的静态特性?试举出三个表征静态特性的指标。(200625) 9、传感器检测系统主要有哪些静态评价指标?(套110422)

10、什么是传感器的动态特性?举例说明表征动特性的主要性能指标? 11、选用传感器的主要性能要求有哪些? 12、什么是传感器的测量范围、量程及过载能力? 13、什么是传感器的灵敏度?如何表示? 14什么是传感器的线性度?如何计算(200825)?

15、生么是传感器的重复性?如何衡量? 16、一般情况下,如何表示传感器的稳定性?(200725) 17、选用传感器时要考虑哪些环境参数?(200525) 第四节:传感器的标定与校准 18、什么是传感器的标定?什么是传感器的校准?

19、传感器的标定系统有哪几部分组成?(0625)(套110722) 20、什么是传感器的静态标定?标定指标有哪些? 21、什么是传感器的动态标定?标定指标有哪些? 第五节:传感器与检测技术的发展方向。 22、简要说明传感器与检测技术的发展方向?(1325)

传感器主要知识点

1.传感器 定义 传感器是一种以一定的精确度把被测量转化为与之有确定对应关系的、便于精确处理和应用的另一种量的测量装置或系统。 静态特性 指传感器在输入量的各个值处于稳定状态时的输出与输入的关系,即当输入量是常量或变化极慢时,输出和输入的关系。 动态特性 输入量随时间动态变化时,传感器的输出也随之变化的回应特性。 扩展 一阶环节 微分方程为 a1dt dy +a0y=b0x 令τ=a1/a0为时间常数,K=b0/a0为静态灵敏度 即(τs+1)y=Kx 频率特性y (j ω)/x (j ω)=K /(j ωτ+1).课后习题1-10 2.金属的电阻应变效应:导体或半导体在受到外力的作用下,会产生机械形变,从而导致其电阻值发生变化的现象。 应变式电阻传感器主要由电阻应变计、弹性元件和测量转换电路三部分构成;被测量作用在弹性元件上,弹性元件作为敏感元件,感知由外界物理量(力、压力、力矩等)产生相应的应变。 3.实际应用中对应变计进行温度补偿的原因,补偿方法及其优缺点 原因:由于环境温度所引起的附加的电阻变化与试件受应变所造成的电阻变化几乎在相同的数量级上,从而产生很大的测量误差。 补偿方法:A 自补偿法a 单丝自补偿法 优点是结构简单,制造使用方便,成本低,缺点是只适用于特定的试件材料,温度补偿范围也狭窄。b 组合式补偿法 优点是能达到较高精度的补偿,缺点是只适用于特定的试件材料。B 线路补偿法a 电桥补偿法 优点是结构简单,方便,可对各种试件材料在较大温度范围内进行补偿。缺点是在低温变化梯度较大的情况下会影响补偿效果。b 热敏电阻补偿法 补偿良好。C 串联二极管补偿法 可补偿应变计的温度误差。 4.变隙式电感传感器的结构、工作原理、输出特性及其差动变隙式传感器的优点 由线圈、铁芯和衔铁构成;在线圈中放入圆柱形衔铁当衔铁上下移动时,自感量将相应变化,构成了电感式传感器 输出函数为L=ω2μ0S0/2δ 其中μ0为空气的磁导率,S0为截面积,δ为气隙厚度。优点 可以减小气隙厚度带来的误差。 5.电感式传感器和差动变压器传感器的零点残余误差产生原因,如何消除 原因①两个电感线圈的等效参数不对称,使其输出的基波感应电动势的幅值和相位不同,调整磁芯位置时也不能达到幅值和相位同时相同; ②传感器的磁芯的磁化曲线是非线性的,所以在传感器线圈中产生高次谐波。而两个线圈的非线性不一致使高次波不能相互抵消。 措施 ⑴在设计和工艺上,要求做到磁路对称、线圈对称,磁芯材料要均匀,特性要一致;两个线圈要均匀,紧松一致。 ⑵采用拆圈的试验方法,调整两线圈的等效参数,使其尽量相同。 ⑶在电路上进行补偿。 6.改善单组式变极距型电容式传感器的非线性 传感器输出特性的非线性随相对位移△δ/δ0的增加而增加,为了保证线性度,应限制相对位移的大小。 一般采用差动式结构,使之在结构上对称,减小非线性误差。 电容式传感器工作原理:两平行极板组成的电容器,不考虑边缘效应,其电容C=εS /δ式中ε 极板间介质的介电常数 S 极板的遮盖面积 δ 极板间的距离 当被测量的变化使式中的εδS 任一参量发生变化时,电容C 也随之变化。

传感器的主要知识点

绪论 一、传感器的定义、组成、分类、发展趋势 能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件构成。 如果传感器信号经信号调理后,输出信号为规定的标准信号(0~10mA,4~20mA;0~2V,1~5V;…),通常称为变送器, 分类: 按照工作原理分,可分为:物理型、化学型与生物型三大类。物理型传感器又可分为物性型传感器和结构型传感器。 按照输入量信息: 按照应用范围: 传感器技术: 是关于传感器的研究、设计、试制、生产、检测和应用的综合技术. 发展趋势: 一是开展基础研究,探索新理论,发现新现象,开发传感器的新材料和新工艺;二是实现传感器的集成化、多功能化与智能化。 1.发现新现象; 2.发明新材料; 3.采用微细加工技术; 4.智能传感器; 5.多功能传感器; 6.仿生传感器。 二、信息技术的三大支柱

现在信息科学(技术)的三大支柱是信息的采集、传输与处理技术,即传感器技术、通信技术和计算机技术。 课后习题 1、什么叫传感器,它由哪几部分组成?它们的作用与相互关系? 传感器(transducer/sensor):能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置(国标GB7665—2005)。通常由敏感元件和转换元件组成。 敏感元件:指传感器中能直接感受或响应被测量并输出与被测量成确定关系的其他量(一般为非电量)部分。 转换元件:指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的可用输出信号(一般为电信号)部分。 信号调理电路(Transduction circuit) :由于传感器输出电信号一般较微弱,而且存在非线性和各种误差,为了便于信号处理,需配以适当的信号调理电路,将传感器输出电信号转换成便于传输、处理、显示、记录和控制的有用信号。 第一章传感器的一般特性 1.传感器的基本特性 动态特性静态特性 2.衡量传感器静态特性的性能指标 (1)测量范围、量程 (2)线性度 传感器静态特性曲线及其获得的方法

传感器基础知识

基础知识 传感器:将能感受到的及规定的被测量按一定规律转换成可用输 出信号的器件或装置。 传感器特性:①静态特性:输入为0 时,输出也为0,或输出相对于输入应保持一定的对应关系;②动态特性:传感器对于随时间变化的输入信号的响应特性,通常要求传感器不仅能精确地显示被测量的大小,而且还能复现被测量随时间变化的规律。 静态特性分类:①灵敏度:传感器在稳态工作情况下输出量变化△ y 对输入量变化△ x 的比值。它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系,则灵敏度S是一个常数。否则,它将随输入量的变化而变化。灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。 ②线性:输入与输出量之间为线性比例关系,称为线性关系。③时滞(滞后):输入与输出不是一一对应的关系。④环境特性:周围环境对传感器影响的最大温度。 ⑤稳定性:理性特性的传感器是加相同大小输入量时,输出量总是 相同的。 ⑥精度:评价系统的优良程度。A 准确度:测量值与真实值偏离程度;B 精密度:即使测量相同对象,每次测量也会得到不同测量值,即为离散偏差。 ⑦重复性:在相同的工作条件下,对同一个输入值在短时间内多次 连续测量输出所获得的极限值之间的代数差。

⑧温漂:;连续工作的传感器,在输入恒定的情况下,输出量也会朝着一个方向偏移。⑨零点漂移:由于温度或其他原因会导致传感器在检测的基准零点发生变化,偏离零点位置。⑩分辨率:分辨率是指传感器可感受到的被测量的最小变化的能力。。 光电传感器光电效应:物体吸收了光能后转换为该物体中某些电子的能量而产生的电效应。 外光电效应:在光照射下,电子逸出物体表面而产生光电子发射的现象称为外光电效应。 光电子能否产生,取决于光电子的能量是否大于该物体的表面电子逸出功A 。由于不同材料具有不同的逸出功,因此对某种材料而言便有一个频率限,当入射光的频率低于此频率限时,不论光强多大,也不能激发出电子;反之,当入射光的频率高于此极限频率时,即使光线微弱也会有光电子发射出来,这个频率限称为“红限频率” 。 在入射光的频谱成分不变时,产生的光电流正比于光强。即光强愈大,意味着入射光子数目越多,逸出的电子数也就越多。 基于外光电效应的光电器件属于光电发射型器件,有光电管、光电倍增管等。 光电子的初动能决定于光的频率,与频率成线性关系,与入射光强度无关。 光电子逸出物体表面具有初始动能,故即使没有阳极电压也会产生光电流,为了使零点稳定,应加反向截止电压,切电压大小与入射

传感器基本知识重点

模块一传感器概述练习题 一、填空题: 1、依据传感器的工作原理,通常传感器由、和转换电路三部分组成,是能把外界转换成的器件和装置。 2、传感器的静态特性包含、、迟滞、、分辨力、精确度、稳定性和漂移。 3、传感器的输入输出特性指标可分为和动态指标两大类,线性度和灵敏度是传感器的指标,而频率响应特性是传感器的指标。 4、传感器可分为物性型和结构型传感器,热电阻是型传感器,电容式加速度传感器是型传感器。 5、已知某传感器的灵敏度为K0,且灵敏度变化量为△K0,则该传感器的灵敏度误差计算公式为。 6、测量过程中存在着测量误差,按性质可被分为、和三类。 7、相对误差是指测量的与被测量量真值的比值,通常用百分数表示。 8、噪声一般可分为和两大类。 9、任何测量都不可能,都存在。 10、常用的基本电量传感器包括、电感式和电容式传感器。 11、对传感器进行动态的主要目的是检测传感器的动态性能指标。 12、传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下,允许超过的能力。 13、传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式,向方向发展。 14、若测量系统无接地点时,屏蔽导体应连接到信号源的。 15、如果仅仅检测是否与对象物体接触,可使用作为传感器。 16、动态标定的目的,是检验测试传感器的指标。 17、确定静态标定系统的关键是选用被测非电量(或电量)的标准信号发生器和。 18、传感器的频率响应特性,必须在所测信号频率范围内,保持条件。 19、为了提高检测系统的分辨率,需要对磁栅、容栅等大位移测量传感器输出信号进行 _ 。

20、传感器的核心部分是。 21、在反射参数测量中,由耦合器的方向性欠佳以及阻抗失配引起的系统误差是。 22、传感器在输入按同一方向连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度称为。 二、判断题: 1、灵敏度高、线性误差小的传感器,其动态特性就好。() 2、测量系统的灵敏度要综合考虑系统各环节的灵敏度。() 3、测量的输出值与理论输出值的差值即为测量误差。() 4、一台仪器的重复性很好但测得的结果不准确,是由于存在系统误差的缘故。() 5、线性度是传感器的静态特性之一。() 6、时间响应特性为传感器的静态特性之一。() 7、真值是指一定的时间及空间条件下,某物理量体现的真实数值。真值是客观存在的,而且是可以测量的。() 8、真值是指一定的时间及空间条件下,某物理量体现的真实数值。真值是客观存在的,而且是可以测量的。() 9、传感器的输出--输入校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏差与传感器满量程输出之比,称为该传感器的“非线性误差”。() 10、选择传感器时,相对灵敏度必须大于零。() 11、弹性敏感元件的弹性储能高,具有较强的抗压强度,受温度影响大,具有良好的重复性和稳定性等。() 12、敏感元件,是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。() 13、传感器的阈值,实际上就是传感器在零点附近的分辨力。() 14、灵敏度是描述传感器的输出量(一般为非电学量)对输入量(一般为电学量)敏感程度的特性参数。() 15、传感器是与人感觉器官相对应的原件。() 三、选择题: 1、传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程期间,其输出一输入特性曲线不重合的现象称为()

传感器的基本知识

传感器的基本知识 一、传感器的定义 国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 二、传感器的分类 目前对传感器尚无一个统一的分类方法,但比较常用的有如下三种: 1、按传感器的物理量分类,可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器 2、按传感器工作原理分类,可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。 3、按传感器输出信号的性质分类,可分为:输出为开关量(“1”和"0”或“开”和“关”)的开关型传感器;输出为模拟型传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感器。 三、传感器的静态特性 传感器的静态特性是指对静态的输入信号,传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关,所以它们之间的关系,即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程,或以输入量作横坐标,把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有:线性度、灵敏度、分辨力和迟滞等。 四、传感器的动态特性

所谓动态特性,是指传感器在输入变化时,它的输出的特性。在实际工作中,传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得,并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系,往往知道了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种,所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。 五、传感器的线性度 通常情况下,传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。在实际工作中,为使仪表具有均匀刻度的读数,常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度(非线性误差)就是这个近似程度的一个性能指标。 拟合直线的选取有多种方法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线,此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。 六、传感器的灵敏度 灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。 它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系,则灵敏度S是一个常数。否则,它将随输入量的变化而变化。灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如,某位移传感器,在位移变化1mm时,输出电压变化为200mV,则其灵敏度应表示为200mV/mm。当传感器的输出、输入量的量纲相同时,灵敏度可理解为放大倍数。提高灵敏度,可得到较高的测量精度。但灵敏度愈高,测量范围愈窄,稳定性也往往愈差。

传感器知识点总结

小知识点总结: 1.传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可 用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组 成。其中,敏感元件是指传感器中直接感受被测量的部分,转换元件是指传感器能将敏感元件输出转换为适于传输 和测量的电信号部分。 2.传感器的静态特性:线性度、迟滞、重复性、分辨率、稳 定性、温度稳定性和多种抗干扰能力 3.电阻式传感器的种类繁多,应用广泛,其基本原理是将被 测物理量的变化转换成电阻值的变化,再经相应的测量电 路而最后显示被测量值的变化。 4.电位器通常都是由骨架、电阻元件及活动电刷组成。常用 的线绕式电位器的电阻元件由金属电阻丝绕成。 5.电阻丝要求电阻系数高,电阻温度系数小,强度高和延 展性好,对铜的热电动势要小,耐磨耐腐蚀,焊接性好。 6.电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应,即在导体产 生机械变形时,它的电阻值相应发生变化。 7.金属电阻应变片分金属丝式和箔式。箔式应变片横向效应 小。 8.电阻应变片除直接用来测量机械仪器等应变外,还可以与 某种形式的弹性敏感元件相配合,组成其他物理量的测试 传感器。 9.电感式传感器是利用线圈自感或互感的变化来实现测量 的一种装置。可以用来测量位移、振动、压力、流量、重 量、力矩、应变等多种物理量。 10.电感式传感器的核心部分是可变自感或可变互感。 11.变压器式传感器是将非电量转换为线圈间互感M的一种磁 电机构,很像变压器的工作原理,因此常称变压器式传感 器。这种传感器多采用差分形式。 12.金属导体置于变化着的磁场中,导体内就会产生感应电 流,称之为电涡流或涡流。这种现象称为涡流效应。涡流 式传感器就是在这种涡流效应的基础上建立起来的。13.电容式传感器是利用电容器原理,将非电量转换成电容 量,进而实现非电量到电量的转化的一种传感器。 14.电容式传感器可以有三种基本类型,即变极距型(非线 性)、变面积型(线性)和变介电常数型(线性)。 15.霍尔式传感器是利用霍尔元件基于霍尔效应原理而将被 测量、如电流、磁场、位移、压力等转换成电动势输出的 一种传感器。 16.热电式传感器是将温度变化转换为电量变化的装置,它利 用敏感元件的电磁参数随温度变化而变化的特性来达到 测量目的。 17.热电阻测温的基础:电阻率随温度升高而增大,具有正的 温度系数 18.目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜。 19.热电阻温度计最常用的测量电路是电桥电路(三线连接法 和四线连接法)。 20.工业用标准铂电阻100Ω和50Ω两种。分度号分别为 Pt100和Pt50. 21.热电偶产生的热电动势是由两种导体的接触电动势(珀尔 贴电动势)和单一导体的温差电动势(汤姆逊电动势)组 成的。 22.热敏电阻是用一种半导体材料制成的敏感元件,其特点是 电阻随温度变化而显著变化,能直接将温度的变化转换为 能量的变化。 23.测量方法按测量手段分有:直接测量、间接测量和联立测 量;按测量方式分有:偏差式测量、零位式测量和微差式 测量。 24.偏差式测量的标准量具不装在仪表内,而零位式测量和微 差式测量的标准量具装在仪表内。 25.测量误差的表示方法有以下3种:绝对误差、相对误差、 引用误差; 26.误差按其规律性分为三种,即系统误差、偶然误差和疏失 误差。 27.形成干扰的三要素:干扰源、耦合通道和对干扰敏感的接 收电路 28.为了抑制干扰,常用的电路隔离方法:光电隔离法、变压 器隔离法 简答: 1、什么是霍尔效应? 答:一块长为l、宽为b、厚为d的半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中,磁场方向垂直于薄片,当有电流I流过时,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势U h。这种现象称为霍尔效应。 2、简述热电偶的工作原理。 答:热电偶的测温原理基于物理的“热电效应”。所谓热电效应,就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时,若两个结点的温度不同,那么在回路中将会产生电动势的现象。两点间的温差越大,产生的电动势就越大。引入适当的测量电路测量电动势的大小,就可测得温度的大小。 3、什么是引用误差? 答:人们将测量的绝对误差与测量仪表的上量限(满度)值的百分比定义为引用误差。 4、如何消除和减小边缘效应? 答:1、适当减小极间距,使电极直径或边长与间距比很大,可减小边缘效应的影响,但易产生击穿并有可能限制测量范围。2、电极应做得极薄使之与极间距相比很小,这样也可减小边缘电场的影响。3、在结构上增设等位环也可以用来消除边缘效应。论述:电容式传感器的设计要点 答:电容式传感器的高灵敏度、高精度等独特的优点是与其正确设计、选材以及精细的加工工艺分不开的。在设计传感器的过程中,在所要求的量程、温度和压力等范围内,应尽量使它具有低成本、高精度、高分辨率、稳定可靠和高的频率响应等。对于电容式传感器,设计时可以从下面几个方面予以考虑:1、保证绝缘材料的绝缘性能。必须从选材、结构、加工工艺等方面来减小温度等误差和保证绝缘材料具有高的绝缘性能。2、消

传感器原理复习提纲及详细知识点(201X)

传感器原理复习提纲 第一章 绪论 1. 检测系统的组成。 2. 传感器的定义及组成。 3. 传感器的分类。 4. 什么是传感器的静态特性和动态特性。 5. 列出传感器的静态特性指标,并明确各指标的含义。 n n a x + 理论灵敏度,a 2非线性项系数传感器在稳态下,输出的变化量与引起该变化量的输入变化量之比。 k

线性传感器非线性传感器 迟滞 正(输入量增大)反(输入量减小)行程中输出输入曲线不重合称为迟滞。 产生迟滞的原因:由于传感器敏感元件材料的物理性质和机械另部件的缺陷 所造成的,如弹性敏感元件弹性滞后、运动部件摩擦、传动机构的间隙、 紧固件松动等。 线性度传感器的实际输入-输出曲线的线性程度。 4种典型特性曲线 非线性误差 % 100 max? ? ± = FS L Y L γ ,ΔLmax——最大非线性绝对误差,Y FS——满量程输出值。 直线拟合线性化:出发点→获得最小的非线性误差(最小二乘法:与校准曲线的残差平方和最小。) 例用最小二乘法求拟合直线。 设拟合直线y=kx+b 残差△i=yi-(kxi+b) 分别对k和b求一阶导数,并令其=0,可求出b和k 将k和b代入拟合直线方程,即可得到拟合直线,然后求出残差的最大值Lmax即为非线性误差。重复性重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时, 所得特性曲线不一致的程度。重复性误差属于随机误差,常用标准 差σ计算,也可用正反行程中最大重复差值计算,即 或 零点漂移传感器无输入时,每隔一段时间进行读数,其输出偏离零值,即为零点漂移。 零漂= 0100% FS Y Y ? ? ,式中ΔY0——最大零点偏差;Y FS——满量程输出。 % 100 2 max? ? = FS H Y H γ 最小 ∑ = ? n i i 1 2 % 100 )3 ~ 2( ? ± = FS R Y σ γ% 100 2 max? ? ± = FS R Y R γ

光电传感器基础知识及术语

光电传感器基础知识及术语 光电传感器是一种小型电子设备,它可以检测出其接收到的光强的变化。早期的用来检测物体有无的光电传感器是一种小的金属圆柱形设备,发射器带一个校准镜头,将光聚焦射向接收器,接收器出电缆将这套装置接到一个真空管放大器上。在金属圆筒内有一个小的白炽 灯做为光源。这些小而坚固的白炽灯传感器就是今天光电传感器的雏形。 LED(发光二极管) 发光二极管最早出现在19世纪60年代,现在我们可以经常在电气和电子设备上看到这些二极管做为指示灯来用。LED就是一种半导体元件,其电气性能与普通二极管相同,不同之处在于当给LED通电流时,它会发光。由于LED是固态的,所以它能延长传感器的使用寿命。因而使用LED的光电传感器能被做得更小,且比白炽灯传感器更可靠。不象白炽灯那样,LED抗震动抗冲击,并且没有灯丝。另外,LED所发出的光能只相当于同尺寸白炽灯所产生光能的 一部分。(激光二极管除外,它与普通LED的原理相同,但能产生几倍的光能,并能达到更远的检测距离)。LED能发射人眼看不到的红外光,也能发射可见的绿光、黄光、红光、蓝光、蓝绿光或白光。 经调制的LED传感器 1970年,人们发现LED还有一个比寿命长更好的优点,就是它能够以非常快的速度来开关,开关速度可达到KHz。将接收器的放大器调制到发射器的调制频率,那么它就只能对以此频率振动的光信号进行放大。 我们可以将光波的调制比喻成无线电波的传送和接收。将收音机调到某台,就可以忽略其他 的无线电波信号。经过调制的LED发射器就类似于无线电波发射器,其接收器就相当于收音机。 人们常常有一个误解:认为由于红外光LED发出的红外光是看不到的,那么红外光的能量肯定会很强。经过调制的光电传感器的能量的大小与LED光波的波长无太大关系。一个LED发出的光能很少,经过调制才将其变得能量很高。一个未经调制的传感器只有通过使用长焦距 镜头的机械屏蔽手段,使接收器只能接收到发射器发出的光,才能使其能量变得很高。相比之下,经过调制的接收器能忽略周围的光,只对自己的光或具有相同调制频率的光做出响应。 未经调制的传感器用来检测周围的光线或红外光的辐射,如刚出炉的红热瓶子,在这种应用场合如果使用其它的传感器,可能会有误动作。 如果一个金属发射出的光比周围的光强很多的话,那么它就可以被周围光源接收器可靠检测到。周围光源接收器也可以用来检测室外光。 但是并不是说经调制的传感器就一定不受周围光的干扰,当使用在强光环境下时就会有问题。例如,未经过调制的光电传感器,当把它直接指向阳光时,它能正常动作。我们每个人都知道,用一块有放大作用的玻璃将阳光聚集在一张纸上时,很容易就会把纸点燃。设想将玻璃替换成传感器的镜头,将纸替换成光电三极管,这样我们就很容易理解为什么将调制的接收器指向阳光时它就不能工作了,这是周围光源使其饱和了。

普及一下基础知识霍尔传感器工作原理

普及一下基础知识——霍尔传感器工作原理 霍尔传感器工作原理 霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器 霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,利用这现象制成的各种霍尔元件,广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。 霍尔效应 在半导体薄片两端通以控制电流I,并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场,则在垂直于电流和磁场的方向上,将产生电势差为UH的霍尔电压。 霍尔元件 根据霍尔效应,人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点,因此,在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。 霍尔传感器的分类 霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。 (一)线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成,它输出模拟量。 (二)开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器,斯密特触发器和输出级组成,它输出数字量。

霍尔IC S-5711A系列 SII的霍尔IC是采用小型封装的高灵敏度、低消耗电流的IC。 可检测两极(N极和S极) 磁性,通过与磁石的组合,可进行各种设备的开/关检测。 S-5711A 系列是采用CMOS 技术开发的高灵敏度、低消耗电流的霍尔IC(磁性开关IC)。 可检测出磁束密度的强弱,使输出电压发生变化。通过与磁石的组合,可进行各种设备的开/关检测。 由于采用了超小型的SNT-4A 或SOT-23-3 封装,因此可高密度安装。同时,由于消耗电流低,因此最适用于便携设备。 特点 ? 内置斩波放大器 ? 可选范围广,支持各种应用 检测两极、检测S极、检测N极(*1)、 动态“L”、动态“H”(*1) Nch开路漏极输出、CMOS输出 ? 宽电源电压范围:2.4 V ~ 5.5 V ? 低消耗电流:5.0 μA 典型值、8.0 μA 最大值 ? 工作温度范围:-40℃~ +85℃ 磁性的温度依赖性较小 ? 采用小型封装:SNT-4A, SOT-23-3 ? 无铅产品 用途 ? 手机(翻盖式、滑盖式等) ? 膝上型电脑 ? 数码摄像机 ? 玩具、游戏机 ? 家用电器产品 标准电路

传感器与检测技术重点知识点总结

传感器与检测技术知识总结 1:传感器就是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。 一、传感器的组成 2:传感器一般由敏感元件,转换元件及基本转换电路三部分组成。①敏感元件就是直接感受被测物理量,并以确定关系输出另一物理量的元件(如弹性敏感元件将力,力矩转换为位移或应变输出)。②转换元件就是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数(电阻,电感,电容)及电流或电压等电信号。③基本转换电路就是将该电信号转换成便于传输,处理的电量。 二、传感器的分类 1、按被测量对象分类 (1)内部信息传感器主要检测系统内部的位置,速度,力,力矩,温度以及异常变化。(2)外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态,它有相对应的接触式(触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器)与非接触式(视觉传感器、超声测距、激光测距)。 2、传感器按工作机理 (1)物性型传感器就是利用某种性质随被测参数的变化而 变化的原理制成的(主要有:光电式传感器、压电式传感 器)。 (2)结构型传感器就是利用物理学中场的定律与运动定律 等构成的(主要有①电感式传感器;②电容式传感器;③光栅式传感器)。 3、按被测物理量分类 如位移传感器用于测量位移,温度传感器用于测量温度。 4、按工作原理分类主要就是有利于传感器的设计与应用。 5、按传感器能量源分类 (1)无源型:不需外加电源。而就是将被测量的相关能量转换成电量输出(主要有:压电式、磁电感应式、热电式、光电式)又称能量转化型; (2)有原型:需要外加电源才能输出电量,又称能量控制型(主要有:电阻式、电容式、电感式、霍尔式)。 6、按输出信号的性质分类 (1)开关型(二值型):就是“1”与“0”或开(ON)与关(OFF); (2)模拟型:输出就是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量,其输入/输出可线性,也可非线性; (3)数字型:①计数型:又称脉冲数字型,它可以就是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比;②代码型(又称编码型):输出的信号就是数字代码,各码道的状态随输入量变化。其代码“1”为高电平,“0”为低电平。 三、传感器的特性及主要性能指标 1、传感器的特性主要就是指输出与输入之间的关系,有静态特性与动态特性。 2、传感器的静态特性就是当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时,传感器的输出与输入之间的关系,叫静态特性,简称静特性。 表征传感器静态特性的指标有线性度,敏感度,重复性等。 3、传感器的动态特性就是指传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为动态特性,简称动特性。传感器的动态特性取决于传感器的本身及输入信号的形式。传感器按其传递,转换信息的形式可分为①接触式环节;②模拟环节;③数字环节。评定其动态特性:正弦周期信号、阶跃信号。 4、传感器的主要性能要求就是:1)高精度、低成本。2)高灵敏度。3)工作可靠。4)稳定性好,应长期工作稳定,抗腐蚀性好;5)抗干扰能力强;6)动态性能良好。7)结构简单、小巧,使用维护方便等; 四、传感检测技术的地位与作用 1、地位:传感检测技术就是一种随着现代科学技术的发展而迅猛发展的技术,就是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一。 2、作用:能够进行信息获取、信息转换、信息传递及信息处理等功能。应用:计算机集成制造系统(CIMS)、柔性制造系统(FMS)、加工中心(MC)、计算机辅助制造系统(CAM)。 五、基本特性的评价 1、测量范围:就是指传感器在允许误差限内,其被测量值的范围; 量程:则就是指传感器在测量范围内上限值与下限值之差。 2、过载能力:一般情况下,在不引起传感器的规定性能指标永久改变条件下,传感器允许超过其测量范围的能力。过载能力通常用允许超过测量上限或下限的被测量值与量程的百分比表示。 3、灵敏度:就是指传感器输出量Y与引起此变化的输入量的变化X之比。 4、灵敏度表示传感器或传感检测系统对被测物理量变化的反应能力。灵敏度越高越好,因为灵敏度越高,传感器所能感知的变化量越小,即被测量稍有微小变化,传感器就有较大输出。K 值越大,对外界反应越强。 5、反映非线性误差的程度就是线性度。线性度就是以一定的拟合直线作基准与校准曲线作比较,用其不一致的最大偏差△Lmax与理论量程输出值Y(=ymax—ymin)的百分比进行计算。 6、稳定性在相同条件,相当长时间内,其输入/输出特性不发生变化的能力,影响传感器稳定性的因素就是时间与环境。 7、温度影响其零漂,零漂就是指还没输入时,输出值随时间变化而变化。长期使用会产生蠕变现象。 8、重复性:就是衡量在同一工作条件下,对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的不一致程度的指标;(分散范围小,重复性越好)

传感器原理复习提纲及详细知识点()

] 传感器原理复习提纲 第一章绪论 k

线性传感器非线性传感器 迟滞 正(输入量增大)反(输入量减小)行程中输出输入曲线不重合称为迟滞。 产生迟滞的原因:由于传感器敏感元件材料的物理性质和机械另部件的缺陷 $ 所造成的,如弹性敏感元件弹性滞后、运动部件摩擦、传动机构的间隙、 紧固件松动等。 线性度传感器的实际输入-输出曲线的线性程度。 4种典型特性曲线 非线性误差 % 100 max? ? ± = FS L Y L γ ,ΔLmax——最大非线性绝对误差,Y FS——满量程输出值。 直线拟合线性化:出发点→获得最小的非线性误差(最小二乘法:与校准曲线的残差平方和最小。) 例用最小二乘法求拟合直线。 设拟合直线y=kx+b 残差△i=yi-(kxi+b) 分别对k和b求一阶导数,并令其=0,可求出b和k { 将k和b代入拟合直线方程,即可得到拟合直线,然后求出残差的最大值Lmax即为非线性误差。 重复性重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时, 所得特性曲线不一致的程度。重复性误差属于随机误差,常用标准 差σ计算,也可用正反行程中最大重复差值计算,即 或 ~ % 100 2 max? ? = FS H Y H γ 最小 ∑ = ? n i i 1 2 % 100 )3 ~ 2( ? ± = FS R Y σ γ% 100 2 max? ? ± = FS R Y R γ

6.[ 误差部分

t R R T ?=?αα0以消除。 2)$ 3)引入修正值法 知道修正值后,将测量结果的指示值加上修正值,就可得到被测量的实际值。智能传感器更容易采用该方法。 4)零位式测量法 5) 6) 这种方法是标准量与被测量相比较的测量方法,其优点是测量误差主要取决于参加比较的标准器具的误差,而标准器具的误差可以做的很小。这种方法要求检测系统有足够的灵敏度,如自动平衡显示仪表。 5)补偿法 — 6)对照法 13. 粗大误差的判定及处理。 判别粗大误差最常用的统计判别法: 如果对被测量进行多次重复等精度测量的测量数据为x1,x2,…,xd,…,xn 其标准差为σ,如果其中某一项残差vd 大于三倍标准差,即 则认为vd 为粗大误差,与其对应的测量数据xd 是坏值,应从测量列测量数据中删除。 第二章 》 第三章 电阻式传感器原理与应用 1. 电阻式传感器的基本原理。 电阻式传感器是将被测量的变化转化为传感器电阻值的变化,再经过测量电路实现测量结果的输出。 2. · 3. 金属的应变效应:金属丝(导体)在外界力作用下产生机械变形(伸长或缩短)时,其电阻值相应发生变化 敏感栅是由多条直线和圆弧部分组成 直线段:沿轴向拉应变εx ,电阻↑ 圆弧段:沿轴向压应度εy ,电阻↓ K ↓(箔式应变片) 5. ! 产生原因 (1)敏感栅电阻值 (2)线膨胀系数不匹配 3d V σ > 被测量 电阻变化 t K R R s g T ?-=?)(00βββ000()T T T g s R R R R T R K T αβαββ?=?+?=?+-?

传感器的主要知识点

传感器的主要知识点 Revised by Petrel at 2021

绪论 一、传感器的定义、组成、分类、发展趋势 能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件构成。 如果传感器信号经信号调理后,输出信号为规定的标准信号 (0~10mA,4~20mA;0~2V,1~5V;…),通常称为变送器, 分类: 按照工作原理分,可分为:物理型、化学型与生物型三大类。物理型传感器又可分为物性型传感器和结构型传感器。 按照输入量信息: 按照应用范围: 传感器技术: 是关于传感器的研究、设计、试制、生产、检测和应用的综合技术. 发展趋势: 一是开展基础研究,探索新理论,发现新现象,开发传感器的新材料和新工艺;二是实现传感器的集成化、多功能化与智能化。 1.发现新现象; 2.发明新材料; 3.采用微细加工技术; 4.智能传感器; 5.多功能传感器; 6.仿生传感器。

二、信息技术的三大支柱 现在信息科学(技术)的三大支柱是信息的采集、传输与处理技术,即传感器技术、通信技术和计算机技术。 课后习题 1、什么叫传感器,它由哪几部分组成它们的作用与相互关系 传感器(transducer/sensor):能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置(国标GB7665—2005)。通常由敏感元件和转换元件组成。 敏感元件:指传感器中能直接感受或响应被测量并输出与被测量成确定关系的其他量(一般为非电量)部分。 转换元件:指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的可用输出信号(一般为电信号)部分。 信号调理电路(Transduction circuit) :由于传感器输出电信号一般较微弱,而且存在非线性和各种误差,为了便于信号处理,需配以适当的信号调理电路,将传感器输出电信号转换成便于传输、处理、显示、记录和控制的有用信号。 第一章传感器的一般特性 1.传感器的基本特性 动态特性静态特性 2.衡量传感器静态特性的性能指标 (1)测量范围、量程 (2)线性度

传感器的基础知识

传感器 最广义地来说,传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee)的定义为:“传感器是测量系统中的一种前置部件,它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是:“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”,而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个组成部分,它是被测量信号输入的第一道关口。[2] 传感器系统的原则 进入传感器的信号幅度是很小的,而且混杂有干扰信号和噪声。为了方便随后的处理过程,首先要将信号整形成具有最佳特性的波形,有时还需要将信号线性化,该工作是由放大器、滤波器以及其他一些模拟电路完成的。在某些情况下,这些电路的一部分是和传感器部件直接相邻的。成形后的信号随后转换成数字信号,并输入到微处理器。 德国和俄罗斯学者认为传感器应是由二部分组成的,即直接感知被测量信号的敏感元件部分和初始处理信号的电路部分。按这种理解,传感器还包含了信号成形器的电路部分。 传感器系统的性能主要取决于传感器,传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类传感器:有源的和无源的。有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种,不需要外接的能源或激励源 有源(a)和无源(b)传感器的信号流程如下: 无源传感器不能直接转换能量形式,但它能控制从另一输入端输入的能量,激励能 传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其“对象”可以是固体、液体或气体,而它们的状态可以是静态的,也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的,也可以是化学性质的。按照其工作原理,传感器将对象特性或状态参数转换成

传感器与检测技术知识点总结

传感器与检测技术知识总结 第一章概述 1:传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。一、传感器的组成 2:传感器一般由敏感元件,转换元件及基本转换电路三部分组成。①敏感元件是直接感受被测物理量,并以确定关系输出另一物理量的元件(如弹性敏感元件将力,力矩转换为位移或应变输出)。②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数(电阻,电感,电容)及电流或电压等电信号。③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输,处理的电量。 二、传感器的分类 1、按被测量对象分类 (1)内部信息传感器主要检测系统内部的位置,速度,力,力矩,温度以及异常变化。(2)外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态,它有相对应的接触式(触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器)和非接触式(视觉传感器、超声测距、激光测距)。 2、传感器按工作机理 (1)物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的(主要有:光电式传感器、压电式传感器)。 (2)结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的(主要有①电感式传感器;②电容式传感器;③光栅式传感器)。 3、按被测物理量分类 如位移传感器用于测量位移,温度传感器用于测量温度。 4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。 5、按传感器能量源分类 (1)无源型:不需外加电源。而是将被测量的相关能量转换成电量输出(主要有:压电

式、磁电感应式、热电式、光电式)又称能量转化型; (2)有原型:需要外加电源才能输出电量,又称能量控制型(主要有:电阻式、电容式、电感式、霍尔式)。 6、按输出信号的性质分类 (1)开关型(二值型):是“1”和“0”或开(ON)和关(OFF); (2)模拟型:输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量,其输入/输出可线性,也可非线性; (3)数字型:①计数型:又称脉冲数字型,它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比;②代码型(又称编码型):输出的信号是数字代码,各码道的状态随输入量变化。其代码“1”为高电平,“0”为低电平。 三、传感器的特性及主要性能指标 1、传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系,有静态特性和动态特性。 2、传感器的静态特性是当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时,传感器的输出与输入之间的关系,叫静态特性,简称静特性。 表征传感器静态特性的指标有线性度,敏感度,重复性等。 3、传感器的动态特性是指传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为动态特性,简称动特性。传感器的动态特性取决于传感器的本身及输入信号的形式。传感器按其传递,转换信息的形式可分为①接触式环节;②模拟环节;③数字环节。评定其动态特性:正弦周期信号、阶跃信号。 4、传感器的主要性能要求是:1)高精度、低成本。2)高灵敏度。3)工作可靠。4)稳定性好,应长期工作稳定,抗腐蚀性好;5)抗干扰能力强;6)动态性能良好。7)结构简单、小巧,使用维护方便等; 四、传感检测技术的地位和作用

传感器知识整理重点

传感器技术 把被测非电量转换成与非电量有一定关系的电量,再进行测量的方法就是非电量电测法。实现这种转换的器件叫传感器。 一个完整的自动测控系统一般由传感器、测量电路、显示记录装置和电源四部分组成。 自动测控系统通常可分为开环和闭环两种。 传感器技术是以研究传感器的原理、传感器的材料、传感器的制作、传感器的应用为主要内容;以传感器的敏感材料的电、磁、光、声、热、力等物理效应、现象,化学中的各种反应以及生物学中的各种机理为理论基础。 传感器与通信技术、计算机技术一起分别构成了信息技术系统的感官、神经、和大脑, 接口电路的作用是把转换元件输出的电信号转换为便于处理、显示、记录和控制的电信号。经常采用的接口电路有电桥电路和其他特殊电路,如高阻抗输入电路、脉冲电路、震荡电路等。 应该指出的是:并不是所有的传感器必须包括敏感元件和转换元件。 有的传感器需要外加电源才能工作,如差动变压器、应变片组成的电桥等;有的不需要外加电源便能工作;如压电晶体。 传感器的分类;常见的有温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等。这种分类方法将被测量分为基本被测量和派生被测量。 电学式传感器有:电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡式传感器。 电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变片式及压阻式传感器。主要用于位移、压力、力、应变、力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。 具体请参见教材第4面 传感器的静态特性: 传感器的线性度是指传感器实际静态特性曲线与拟合直线之间的最大偏差与传感器满量程输出的百分比值。公式为:线性度又称非线性误差,从特性上看线性度越小越好。 灵敏度:是指传感器在稳态下的输出变量dy与dx之比,对于线性传感器灵敏度就是它的静态特性的斜率。公式为:K=dy/dx 迟滞:传感器的迟滞是指传感器的正向星城(输入量增大)和反向行程(输入量减小)期间,输出-输入特性曲线不一致的程度。公式为:产生的原因是传感器的机械部分不可避免的存在着间隙、摩擦及松动等。 重复性:传感器的重复性是指传感器的输入量按同一方向做全量程内连续重复测量时所得输出-输入特性曲线不一致的程度。产生的原因同迟滞的产生原因相同。公式为: 分辨率:是指在规定测量范围内所能检测的输入量的最小变化量。一般模拟式仪器分辨率为最小刻度分度值的一半。数字式为最后一位的一个字。 稳定性:分为长期稳定性和短期稳定性之分。 漂移:传感器的漂移是指在外界的干扰下,输出量发生与输入量无关的不需要的变化。漂移包括零点漂移和灵敏度漂移等。零点漂移和灵敏度漂移又可分为:时间漂移和温度漂移。时间漂移指在规定的条件下,零点或灵敏度随时间的缓慢变化;温度漂移是指因为环境温度变化而引起的零点或灵敏度的变化。

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