传感器复习(1)
第1&2章传感器及测量系统相关一．测量误差
按照误差的表示方法分：绝对误差、相对误差、引用误差
按照误差的性质分：粗大误差、系统误差、随机误差随机误差的特点：服从正态分布，具有对称性、单峰性、有界性、抵偿性
二．评价测量结果：精密度、准确度、精确度
准确度：反映测量结果中系统误差的影响程度。
精密度：反映测量结果中随机误差的影响程度。
精确度：反映测量结果中系统误差和随机误差综合的影响程度。
三．测量结果的相关计算
误差合成的相关计算（具体内容可参照课件“补2-误差相关”中的例1-4）
静态特性：灵敏度、线性度（非线性误差）、迟滞特性等
1.灵敏度S
传感器在稳定工作条件下，输出微小变化增量与引起此变化的输入微小变化量的比值。如果激励和响应都是不随时间变化的常量，
依据线性时不变系统的基本特性，则有：
位移传感器的灵敏度mV/mm。
示波器的灵敏度V/cm。
2.线性度
max
L
%100%
FS
L
Y
γ
?
=?
3.迟滞特性
迟滞：滞后量、滞后或回程误差。
各校准级中的最大迟滞偏差与满量程理想输出值之比的百分率表示，即
五．动态特性：系统对激励（动态量）的响应（输出）的特性。
1.动态特性好的测量系统，其输出随时间变化的规律（变化曲线），能同时再现输入随时间变化的规律（变化曲线），即具有相同的时间函数。
2.动态误差：
稳态误差：输出达到稳定状态后与理想输出之间的差别。
暂态误差：输入量发生跃变时，输出量有一个稳定状
态过渡到另一个稳定状态期间的误差。
3.动态误差通常采用正弦信号和阶跃信号作为“标
准”输入信号。
频域：输入正弦信号，则分析传感器动态特性的相位、
振幅、频率特性，称之为频率响应或频率特性。
时域：输入阶跃信号，则分析传感器的过渡过程和输
出随时间变化情况，称之为传感器的阶跃响应或瞬态
响应。
4.线性时不变系统的两个重要性质：叠加性和频率
不变性。
叠加性：将复杂信号分解成一系列谐波或分解
成若干个小的脉冲激励，再求出这些分量激励的响应
值和。
频率不变性：输入为某一频率时，系统的稳态
响应（输出）也为同一频率的信号。
5.一阶传感器：时间常数01/a a =τ静太灵敏度
00/a b K =
阶跃响应：输入阶跃信号：
???≥<=000)(t t A t x 阶跃响应：)1(/τ--=t e KA y 动态误差： 一阶传感器动态响应特性主要取决于时间常数
。时间常数小，阶跃响应迅速，截止频率高，惯性
小，惯性环节
关于一阶传感器的频率响应特性：P18
6.二阶传感器：
静态灵敏度：00/a b K =固有频率
：阻尼比
：
阶跃响应：
???≥<=000)(t t A t x 二阶传感器的阶跃响应特性：教材P19
阻尼、过阻尼、临界阻尼P19
第3章 电阻式传感器
1.工作原理：
应变效应：导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形，其电阻值将发生变化，这种现象称为应变效应。 电阻应变片又称应变片、电阻片，将被测试件的应变量转换成电阻变化量的敏感元件，基于应变效应制成。
电阻应变效应：金属导体在外力的作用下产生机械变形（拉伸或压缩）时，其电阻值相应发生变化，这种现象称为“应变效应”。（金属材料）
压阻效应：半导体材料在受到外力作用时，其电阻率发生变化的现象。（半导体材料）
2.应变片的测量原理：（1）*E σε=或//E N ES εσ==
（2）当测得应变片电阻值变化量为ΔR 时，便可得到被测对象的应变值
。
根据应力与应变的关系（虎克定律） ，得到应力值ζ为：*E σε=//E N ES εσ==
例3-1：电阻应变片的阻值为120Ω，灵敏系数K=2，沿纵向粘贴与直径为0.05m 的圆形钢柱表面，钢材的E=2*1011N/m2， 。求钢柱受10t （吨）拉力作用时，应变片电阻的变化量R ? 和相对变化
量 。
（3）电桥电路：通过将电阻值的变化量转换为输出电压值进行测量。
（4）应变式传感器多采用不平衡电桥电路，采用直流电源供电和交流电源供电，分别称为直流电桥和交流电桥。
（5）电桥电路结构：应变片对臂极性相同、邻臂极性相反
（6）单臂电桥：只有一个臂接入应变片。（存在线
性误差，受温度影响）
双臂半桥：电桥中相邻两个臂接入应变片。
全桥：电桥中4个臂均接入应变片。
单臂电桥半桥全桥
1. 直流电桥平衡条件：当RL→∞时，电桥输出电压为：
当电桥平衡时，Uo=0，则有：
R1R4=R2R3
电桥平衡条件：欲使电桥平衡，其相邻两臂电阻的比值应相等，或相对两臂电阻的乘积应相等。
应变片测量电桥在工作前应使电桥平衡（称为预调平衡）。
2.单臂电桥当受应变时：若应变片电阻变化为ΔR，其它桥臂固定不变，电桥输出电压Uo≠0，则电桥不平衡，输出电压为：
当R1=R2=R3=R4时，电桥电压灵敏度最高，此时有：
3.半桥差动：在试件上安装两个工作应变片，一个受拉应变，一个受压应变，接入电桥相邻桥臂。该电桥输出电压为
：
可知：Uo与ΔR1/R1成线性关系，无非线性误差，而且电桥电压灵敏度KU=E/2，是单臂工作时的两倍。
4.全桥差动：电桥四臂接入四片应变片，即两个受拉应变，两个受压应变，将两个应变
符号相同的接入相对桥臂上。若ΔR1=Δ
R2=
ΔR3=ΔR4，且R1=R2=R3=R4，则：
结论：全桥差动电路不仅没有非线性误差，而且输出电压及电压灵敏度均为单臂电桥工作时的4倍。
双臂半桥和全桥工作时，还能起到温度补偿的作用。
第4&5章 电容式传感器
一，结构类型：变极距型电容传感器，变面积型电容传感器，变介电常数型电容传感器
1. 变极距型：初始电容
00/C s εδ=， 极距减小△δ 时，电容量增加△C
0C C C =+?
单个电容、差动式（相关计算）
灵敏度： 单极板
k C δ=??非线性误差
非线性误差 差动式电容传感器比单个电容灵敏度提高一倍； 非线性误差减小。
2.变面积型：平板电容的初始电容值
为
结论：（1）极距减小，面积增加时，则灵敏度增大。输出特性为线性关系
（2）适合大位移测量，可实现直线位移、角位移测量。
3.变介电常数型：
测介质厚度(纸张、薄膜厚度）测介质位移（介质位置变化）测介质材料（介电常数，如介质材料、液位)
测温、湿度、容量（粮仓、木材湿度）二．电感式传感器按结构可分为：
自感式电感传感器互感式电感传感器电涡流式电感传感器
1.电涡流传感器：电涡流传感器:交流线圈接近金属物体时，金属物上产生“涡流”，线圈越近，涡流越大；
涡流效应：由法拉第电磁感应原理可知,一个块状
金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作用切割磁力线运动时，导体内部会产生一圈圈闭和的电流，这种电流叫电涡流，这种现象叫做电涡流效应, 根据电涡流效应制作的传感器称电涡流传感器。
电涡流式传感器最大的特点：能够对位移、厚度、表面温度、速度、应力、材料损伤等被测量进行非接触式测量。
2.形成电涡流必须具备的两个条件：①存在交变磁场②金属导体处于交变磁场中
第7章压电元件与超声波传感器
一：压电传感器的工作原理：压电效应：某些电介质（晶体）当沿着一定方向施加力变形时，内部产生极化现象，同时在它表面会产生符号相反的电荷；
当外力去掉后又重新恢复不带电状态；
当作用力方向改变后，电荷极性也随之改变.
压电效应是可逆的。
在介质极化的方向施加电场时，电介质会产生形变，将电能转化成机械能，这种现象称“逆压电效应”。
压电元件可以将机械能转变为电能（正压
电效应）
也可以将电能 转变为 机械能 （逆压电效
应）
压电材料可以分为两类：压电晶体、压电陶瓷
二．石英晶体的压电特性：
沿X （电轴）作用产生电荷称纵向压电效应
沿Y （机械轴）作用产生电荷称横向压电效应
沿Z （光轴）不产生压电效应
1压电元件受力后,表面电荷与外力成正比关系:
Q dF = d 为压电系数（与材料有关的常数）
在X 轴方向施力时, 产生电荷大小为: 11x x q d σ= d11纵向压电系数，ζx 为X 方向应
力
在Y 轴方向施力时, 产生电荷大小为
:
d12横向压电系数，ζy
为Y 方向应力
根据晶体的对称性，压电系数 d12 = - d11
a 、
b 是晶体切片几何尺寸(长 、厚)，qx 、qy 符
号决定力的方向。.
2.相关计算（例7-1）
例7-1 石英晶体的d11为2×10-12CN-1，石英晶体的长度是宽度的2倍，是厚度的3倍。
（1）当沿着电轴施加3×106N的压力时，求电量qx；（2）当沿着机械轴施加3×106N的压力时，求电量qx；
（3）若沿电轴施加作用Fx，用反馈电容Cf=0.01uF的电荷放大器测出其输出电压幅值Uo=0.4V，求作用力Fx。
解：（1）qx= d11×Fx= 2×10-12 ×3×106 = 6×10-6（C）
（2）qx= - d11×（长度/厚度）×Fx= - 2×10-12 ×3×3×106
= - 1.8×10-5（C）
（3）qx = Cf ×Uo = 0.01 ×10-6 ×0.4 = 4 ×10-9 （C）
Fx = qx/ d11 = (4 ×10-9 )/(2×10-12) = 2×103 （N）
3.
大、电容小、时间常数小，适宜测量高频信号和以电压输出的场合。
电压增加一倍适用于电压放大器。
并联：
2
'2
'
C C
Q Q
U U
=
=
=输出电荷量大、电容大、
时间常数大，适宜测量缓变信号和以电荷输出的场合。电荷增加一倍，适用于电荷放大器。
4.压电元件输出可以是电压源也可以是电荷源。因此，前置放大器也有两种形式：电压放大器、电荷放大器
5.前置电路有两个作用：一是放大微弱的信号、二是阻抗变换
6.压电加速度传感器：利用压电效应，在加速度计受
振动时，质量块加在压电元件上的力（F=ma）也随之变化。
当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时，则产生的电压（或电荷）与被测加速度成正比。
灵敏度有电压灵敏度和电荷灵敏度两种表示方
压电式加速度传感器的工作频率应该远低于其固有频率。
第8。9章光电效应及光电器件
1.光电效应：光照射在某些物质上，该物质吸收光能后，电子的能量和电特性发生变化，这种现象称为光电效应。
光电效应可分为：外光电效应，内光电效应（光电导效应，光生伏特效应）
（1）外光电效应：在光线作用下电子逸出物体表面向外发射称外光电效应。
光电管、光电倍增管
（2）内光电效应：光电导效应入射光强改变物质导电率的物理现象称光电导效应。
基于光电导效应的光电器件有光敏电阻。
（3）光生伏特效应：光生伏特效应是半导体材料吸收光能后，在PN结上产生电动势的效应。基于这种效应的器件有光电池、光敏二极管、光敏三极管。
2.光纤传感器：P163
功能型：光纤不仅起传光作用，还起到调制光信号的作用。
非功能型：光纤只起传光作用。
第12章热电式传感器
t90 /℃= T90 / K –273.15
3.热电偶：利用金属的温差电动势测温，
特点：耐高温、精度高，可测量上千度；
4.热电效应：：为两种不同类型的金属导体，导体两端分别接在一起构成闭合回路，当两个结点温度不等有温差时回路里会产生热电势，形成电流，这种现象称为热电效应。（利用这种效应，只要知道一端结点温度，通过热电势就可以测出另一端结点的温度。）
5.热电偶产生热电势的必要条件:热电偶必须用不同材料做电极，在T,T0两端必须有温度梯度
传感器原理复习提纲及详细知识点(2016)
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。 x输入量，y输出量，a0零点输出，a1理论灵敏度，a2非线性项系数 灵敏度传感器在稳态下，输出的变化量与引起该变化量的输入变化量之比。 表征传感器对输入量变化的反应能力 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） k y x =?? % 100 2 max? ? = FS H Y H γ 最小 ∑? n i2
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＝，式中ΔY0——最大零点偏差；Y FS ——满量程输出。 温度漂移 温度变化时，传感器输出量的偏移程度。一般以温度变化1度，输出最大偏差与满量程的百分比表示， 即温漂＝Δmax ——输出最大偏差；ΔT ——温度变化值；YFS ——满量程输出。 6. 一阶特性的指标及相关计算。 一阶系统微分方程 τ：时间常数，k=1静态灵敏度 拉氏变换 )()()1(s X s Y s =+τ 传递函数 s s X s Y s H τ+= = 11 )()()( 频率响应函数 ωτ ωωωj j X j Y j H += = 11 )()()( 误差部分 7. 测量误差的相关概念及分类。 相关概念 （1）等精度测量（2）非等精度测量（3）真值（4）实际值（5）标称值（6）示值（7）测量误差 分类 系统误差 随机误差 粗大误差 %100)3~2(?± =FS R Y σ γ% 1002max ??± =FS R Y R γkx y dt dy =+τ
传感器技术复习分解
《传感器技术》复习题 1、自动测控系统由哪几部分组成？ 一个完整的自动测控系统，一般由传感器、测量电路、显示记录装置或调节执行装置、电源四部分组成。 2、自动测控系统通常可分为开环与闭环两种自动测控系统。 3、传感器的定义是什么？ 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，通常由敏感元件和转换元件组成。 4、画出传感器组成框图并说明各部分的作用。 敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分； 转换元件是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电信号的部分。 5、传感器的特性与技术指标是什么？ 1）静态特性：传感器的静态特性主要由下列几种技术指标来描述。 （1）线性度：传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度，又称非线性误差。 （2）灵敏度：传感器在稳态下输出增量与输入增量的比值。 （3）重复性：传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时，所得特性曲线不一致性的程度。 （4）迟滞现象：传感器在正向行程（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。 （5）分辨力：在规定测量范围内所能检测的输入量的最小变化量。 （6）稳定性：稳定性有短期稳定性和长期稳定性之分。 （7）漂移：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。 2）动态特性：（1）阶跃响应特性（2）频率响应特性
6、传感器的静态数学模型 7、传感器静态数学模型有三种有用的特殊形式： 1)理想的线性特性 2)仅有偶次非线性项 3)仅有奇次非线性项 8、传感器的动态数学模型 1） 微分方程 2）传递函数 y =a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n x b dt dx b dt x d b dt x d b y a dt dy a dt y d a dt y d a m m m m m m n n n n n n 0111101111++++=++++------ 0 11011)()()(a s a s a b s b s b s X s Y s H n n n n m m m m ++++++= =----
传感器技术知识点
1-1衡量传感器静态特性的主要指标。说明含义。 1、线性度——表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合(或偏离)程度的指标。 2、回差(滞后)—反应传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程过程中输出-输入曲线的不重合程度。 3、重复性——衡量传感器在同一工作条件下,输入量按同一方向作全量程连续多次变动时,所得特性曲线间一致程 度。各条特性曲线越靠近,重复性越好。 4、灵敏度——传感器输出量增量与被测输入量增量之比。 5、分辨力——传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量。 6、阀值——使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值,即零位附近的分辨力。 7、稳定性——即传感器在相当长时间内仍保持其性能的能力。 8、漂移——在一定时间间隔内,传感器输出量存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。 9、静态误差(精度)——传感器在满量程内任一点输出值相对理论值的可能偏离(逼近)程度。 1-2计算传感器线性度的方法,差别。 1、理论直线法:以传感器的理论特性线作为拟合直线,与实际测试值无关。 2、端点直线法:以传感器校准曲线两端点间的连线作为拟合直线。 3、“最佳直线”法:以“最佳直线”作为拟合直线,该直线能保证传感器正反行程校准曲线对它的正负偏差相等并 且最小。这种方法的拟合精度最高。 4、最小二乘法:按最小二乘原理求取拟合直线,该直线能保证传感器校准数据的残差平方与最小。 1-3什么就是传感器的静态特性与动态特性？为什么要分静与动？ (1)静态特性:表示传感器在被测输入量各个值处于稳定状态时的输出-输入关系。 动态特性:反映传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。 (2)由于传感器可能用来检测静态量(即输入量就是不随时间变化的常量)、准静态量或动态量(即输入量就是随时间变化的变量),于就是对应于输入信号的性质,所以传感器的特性分为静态特性与动态特性。 1—4 传感器有哪些组成部分？在检测过程中各起什么作用？ 答:传感器通常由敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成。 各部分在检测过程中所起作用就是:敏感元件就是在传感器中直接感受被测量,并输出与被测量成一定联系的另一物理量的元件,如电阻式传感器中的弹性敏感元件可将力转换为位移。传感元件就是能将敏感元件的输出量转换为适于传输与测量的电参量的元件,如应变片可将应变转换为电阻量。测量转换电路可将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电量信号。 1-5传感器有哪些分类方法？各有哪些传感器？ 答:按工作原理分有参量传感器、发电传感器、数字传感器与特殊传感器;按被测量性质分有机械量传感器、热工量传感器、成分量传感器、状态量传感器、探伤传感器等;按输出量形类分有模拟式、数字式与开关式;按传感器的结构分有直接式传感器、差分式传感器与补偿式传感器。 1-6 测量误差就是如何分类的？ 答:按表示方法分有绝对误差与相对误差;按误差出现的规律分有系统误差、随机误差与粗大误差按误差来源分有工具误差与方法误差按被测量随时间变化的速度分有静态误差与动态误差按使用条件分有基本误差与附加误差按误差与被测量的关系分有定值误差与积累误差。 1-7 弹性敏感元件在传感器中起什么作用？ 答:弹性敏感元件在传感器技术中占有很重要的地位,就是检测系统的基本元件,它能直接感受被测物理量(如力、位移、速度、压力等)的变化,进而将其转化为本身的应变或位移,然后再由各种不同形式的传感元件将这些量变换成电量。1-8、弹性敏感元件有哪几种基本形式？各有什么用途与特点？ 答:弹性敏感元件形式上基本分成两大类,即将力变换成应变或位移的变换力的弹性敏感元件与将压力变换成应变或位移的变换压力的弹性敏感元件。 变换力的弹性敏感元件通常有等截面轴、环状弹性敏感元件、悬臂梁与扭转轴等。实心等截面轴在力的作用下其位移很小,因此常用它的应变作为输出量。它的主要优点就是结构简单、加工方便、测量范围宽、可承受极大的载荷、缺点就是灵敏度低。空心圆柱体的灵敏度相对实心轴要高许多,在同样的截面积下,轴的直径可加大数倍,这样可提高轴的抗弯能力,但其过载能力相对弱,载荷较大时会产生较明显的桶形形变,使输出应变复杂而影响精度。环状敏感元件一般为等截面圆环结构,圆环受力后容易变形,所以它的灵敏度较高,多用于测量较小的力,缺点就是圆环加工困难,环的各个部位的应变及应力都不相等。悬臂梁的特点就是结构简单,易于加工,输出位移(或应变)大,灵敏度高,所以常用于较小力的测量。扭转轴式弹性敏感元件用于测量力矩与转矩。 变换压力的弹性敏感元件通常有弹簧管、波纹管、等截面薄板、波纹膜片与膜盒、薄壁圆筒与薄壁半球等。弹簧管可以把压力变换成位移,且弹簧管的自由端的位移量、中心角的变化量与压力p成正比,其刚度较大,灵敏度较小,但过载能力强,常用于测量较大压力。波纹管的线性特性易被破坏,因此它主要用于测量较小压力或压差测量中。 Z-1 分析改善传感器性能的技术途径与措施。
传感器复习总结(必看)
此份要重点看 1. 测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨 力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。（2分） 2. 霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度下单位控 制电流时的霍尔电势的大小。（2分） 3. 光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面 后产生的光电效应分为三类。第一类是利用在光线作用下光电子逸出 物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、光电倍增管；第二类是 利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的内光电 效应，这类元件有光敏电阻；第三类是利用在光线作用下使物体内部 产生一定方向电动势的光生伏特效应，这类元件有光电池、光电仪表。 4.热电偶所产生的热电动势是两种导体的接触电动势和单一导体的 温差电动势组成的，其表达式为E ab （T ，T o ）=T B A T T B A d N N T T e k )(ln )(00σσ-?+-。在热电偶温度补偿中补偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线和热电偶之间，接入延长线，它的作用是 将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方，以减 小冷端温度变化的影响。 5.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下， 其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。 相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象 称为负压电效应。 6. 变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁心时，铁心上的线圈电
感量（增加） 8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（变极距型）外是线性的。（2分） 四、下面是热电阻测量电路，试说明电路工作原理 答：该热电阻测量温度电路由热敏电阻、测量电阻和显示仪表组成。图中G为指示仪表，R1、R2、R3为固定电阻，R a为零位调节电阻。热电阻都通过电阻分别为r2、r3、R g的三个导线和电桥连接，r2和r3分别接在相邻的两臂，当温度变化时，只要它们的R g分别接在指示仪表和电源的回路中，其电阻变化也不会影响电桥的平衡状态，电桥在零位调整时，应使R4=R a+R t0为电阻在参考温度（如0 C）时的电阻值。三线连接法的缺点之一是可调电阻的接触电阻和电桥臂的电阻相连，可能导致电桥的零点不稳。 一、选择与填空题：（30分）
传感器与检测技术第二版知识点总结
传感器知识点 一、电阻式传感器 1) 电阻式传感器的原理：将被测量转化为传感器电阻值的变化，并加上测量电路。 2) 主要的种类：电位器式、应变式、热电阻、热敏电阻 应变电阻式传感器 1) 应变：在外部作用力下发生形变的现象。 2) 应变电阻式传感器：利用电阻应变片将应变转化为电阻值的变化 a. 组成：弹性元件+电阻应变片 b. 主要测量对象：力、力矩、压力、加速度、重量。 c. 原理：作用力使弹性元件形变发生应变或位移应变敏感元件电阻值变化通过测 量电路变成电压等点的输出。 3) 电阻值：A L R ρ= (电阻率、长度、截面积)。 4) 应力与应变的关系：εσE =(被测试件的应力=被测试件的材料弹性模量*轴向应变) 5) 应力与力和受力面积的关系：（面积） （力） （应力）A F = σ 6) 应变片的种类：
种类金属电阻应变片（应变为主）半导体电阻应变片（压阻为主）灵敏度 优点散热好允许通过较大电流 电阻应变的温度补偿：电桥补偿 应注意的问题： a.R3=R4； b.R1与R2应有相同的温度系数、线膨胀系数、应变灵敏度、初值； c.补偿片的材料一样，个参数相同； d.工作环境一样； 测量电路：直流电桥、交流电桥 直流电桥交流电桥 平衡条件R1R4=R2R3 输出电压
典型应用 种类被测量 电阻式力传感器荷重或力 电阻式压力传感器流动介质 ~液体重量传感器容器内液体的重量 ~加速度传感器加速度 ~差压传感器气动测量 二、电感式传感器 1)电感式传感器的原理：将输入物理量的变化转化为线圈自感系数L或互感系数M的 变化。 2)种类：变磁阻式、变压器式、电涡流式。 3)主要测量物理量：位移、振动、压力、流量、比重。 变磁阻电感式传感器 1)原理：衔铁移动导致气隙变化导致电感量变化，从而得知位移量的大小方向。
高考物理最新电磁学知识点之传感器知识点总复习含答案(3)
高考物理最新电磁学知识点之传感器知识点总复习含答案(3) 一、选择题 1．如图所示是一个基本逻辑电路。声控开关、光敏电阻、小灯泡等元件构成的一个自动控制电路。该电路的功能是在白天无论声音多么响，小灯泡都不会亮，在晚上，只要有一定的声音，小灯泡就亮。这种电路现广泛使用于公共楼梯间，该电路虚线框N中使用的是门电路．则下面说法正确的是（） A．R2为光敏电阻，N 为或门电路 B．R2为光敏电阻，N为与门电路 C．R2为热敏电阻，N为或门电路 D．R2为热敏电阻，N为非门电路 2．如图所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻（光照增强电阻变小），R2为定值电阻，A、B接监控装置．则（） ①当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高 ②当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低 ③当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压 ④当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压 A．①③B．①④C．②③D．②④ 3．图甲为斯密特触发器，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值（1.6V）时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平（0.25V），而当输入端A的电压下降到另一个值的时候（0.8V），Y会从低电平跳到高电平（3.4V）．图乙为一光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，R G为光敏电阻．关于斯密特触发器和光控电路的下列说法中正确的是( )
A．斯密特触发器是具有特殊功能的与门电路 B．斯密特触发器的作用是将模拟信号转换为数字信号 C．调节R1和R2的阻值都不影响光线对二极管发光的控制 D．要使二极管在天更暗时才会点亮，应该调小R1 4．图甲是在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1="20" kΩ,R2 ="10" kΩ,R3="40" kΩ,R t为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示．当a、b 端电压U ab ≤ 0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当a、b端电压U ab>0时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，则恒温箱内的温度可保持在（） A．10℃ B．20℃ C．35℃ D．45℃ 5．如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小．电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器（图中未画出）相连接．则( ) A．当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下 B．当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下 C．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C、D端 D．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、C端 6．电熨斗能自动控制温度，在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同，图为电熨斗的结
传感器期末复习资料110528
传感器期末复习资料110528
《传感器与检测技术复习资料》 一、选择题 1、随着人们对各项产品技术含量的要求的不断提高，传感器也朝向智能化方面发展，其中，典型的传感器智能化结构模式是（ B ）。 A. 传感器＋通信技术 B. 传感器＋微处理器 C. 传感器＋多媒体技术 D. 传感器＋计算机 2、传感器的主要功能是（A ）。 A. 检测和转换 B. 滤波和放大 C. 调制和解调 D. 传输和显示 3、测量者在处理误差时，下列哪一种做法是无法实现的（ A ） A．消除随机误差B．减小或消除系统误差
C．修正系统误差D．剔除粗大误差 4、传感器的下列指标全部属于静态特性的是（ C ） A．线性度、灵敏度、阻尼系数B．幅频特性、相频特性、稳态误差 C．迟滞、重复性、漂移D．精度、时间常数、重复性 5、电阻应变片配用的测量电路中，为了克服分布电容的影响，多采用( C )。 A．直流平衡电桥B．直流不平衡电桥 C．交流平衡电桥D．交流不平衡电桥 6、利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（ C ）。A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片
B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片 D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片 7、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有( C )。 A．直流电桥B．变压器式交流电桥 C．差动相敏检波电路D．运算放大电路 8、下列说法正确的是（D ）。 A. 差动整流电路可以消除零点残余电压，但不能判断衔铁的位置。 B. 差动整流电路可以判断衔铁的位置，但不能判断运动的方向。 C. 相敏检波电路可以判断位移的大小，但不能判断位移的方向。
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 %100max ??± =?S F L y δ 传感器静态特性曲线及其获得的方法 传感器的静态特性曲线是在静态标准条件下进行校准的。
传感器电流输出信号的处理重点
传感器电流输出信号的处理 电流信号在传输中具有抗干扰能力强、传输距离远等优点，被广泛应用。目前，传感器24V供电、4-20mA 电流输出，已经成为一种工业标准。传感器的电流输出方式有两线制（传感器用两根导线对外连接）、三 线制（传感器用三根导线对外连接）、四线制（传感器用四根导线对外接）。它们具有各自的特点，如果使用不当，会影响其功能，甚至不能正常工作。本文对它们的原理作出一些介绍，以便用户对传感器作出 正确地选型和使用。(关键词传输; 两线制；三线制；四线制) 1传输原理及技术指标 1.1 传输原理 1.1.1 终端连接 对于电流输出的传感器,在终端要把它变换成电压信号才能使用。如图1所示。 在图中1中Rr为负载电阻,它的大小决定转换成电压的大小,通常取值250Ω,把传感器输出的4-20mA电流转换成对应的1-5V电压。在实际使用中，测控设备也有内阻，多少会产生一些分流。因此，Is不是完全流经Rr。一般情况下，测控设备的内阻都很大，几乎不产生分流，Rr可按常规取值。在个别测控设备内阻较小的情况下，可适当提高Rr的取值，以达到转换相应电压的要求。 有些终端模块有电流输入接口（转换电阻Rr在模块内部）。使用时，可把电流信号直接接入模块。如图2所示。由上所述,在电流传输的终端接法中，有外置电阻和内置电阻两种接法。在以后解说中，如无特殊说明，均以外置电阻为例。 1.1.2 与电压输出传感器的比较
图3和图4是电流输出传感器和电压输出传感器的应用原理图。图中的传感头和变送器合称为传感器。由两图相比可以看出，电流输出的传感器在变送器内部多一个电压-电流转换器，在接收终端多了一个电流-电压转换器。这么做主要是为了把电压传输变为电流传输。因为电流传输比电压传输有很多优点。下面对电流传输和电压传输作出分析。 电压输出的传感器和三线制电流输出的传感器可以共同建立图5的传输电路模型。 图中: Ro-传感器输出内阻 Rs-输出导线电阻 Rr-负载电阻 Rd-地线电阻 Uo-传感器输出电压 Us-Rs上的压降 Ur-Rr上的压降 Ud-Rd上的压降 Ig-传感器的工作电流 Is-传感器的输出电流
传感器复习题与答案(20200514000120)
传感器原理与应用复习题 第一章传感器概述 1．什么是传感器？传感器由哪几个部分组成？试述它们的作用和相互关系。 （1）传感器定义：广义的定义：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定的规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。广义传感器一般由信号检出器件和信号处理器件两部分组成；狭义的定义：能把外界非电信号转换成电信号输出的器件。 我国国家标准对传感器的定义是：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和装置。 以上定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按一定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。 （2）组成部分：传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。 （3）他们的作用和相互关系：敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量；转换元件把敏感元件的输出作为它的输入，转换成电路参量；上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。 2．传感器的总体发展趋势是什么？现代传感器有哪些特征，现在的传感器多以什么物理量输出？ （1）发展趋势：①发展、利用新效应；②开发新材料；③提高传感器性能和检测范围；④微型化与微功耗；⑤集成化与多功能化；⑥传感器的智能化；⑦传感器的数字化和网络化。 （2）特征：由传统的分立式朝着集成化。数字化、多动能化、微型化、智能化、网络化和光机电一体化的方向发展，具有高精度、高性能、高灵敏度、高可靠性、高稳定性、长寿命、高信噪比、宽量程和无维护等特点。 （3）输出：电量输出。 3．压力、加速度、转速等常见物理量可用什么传感器测量？各有什么特点？ 名称特点应用 电阻式传感器电阻式传感器具有体积小、质量轻、 结构简单、输出精度较高、稳定性好、 适于动态和静态测量等特点。 用于力、力矩、压力、位移、加速度、 重量等参数的测量 电容式传感器小功率、高阻抗；具有很高的输入阻 抗；静电引力小，工作所需作用力小； 有较高的频率，动态响应特性好；结 构简单，可进行非接触测量。优点是 电容式传感器用于位移、振动、角度、 加速度等机械量精密测量。逐渐应用 于压力、压差、液面、成份含量等方 面的测量。
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。
数字传感器输出方式
数字传感器输出方式 数字输出传感器与数字信号驱动的其它激励器一样，常用于各类工业应用中。我们可很容易的找到数字输出的各类传感器，包括温度、流量、压力、速度等，它们具有各种格式的数字信号输出。 数字传感器是一种仅产生二值输出的传感器，相比于模拟输出传感器输出一定范围内连续变化的值，数字输出仅为“0”或“1”。数字传感器最简单的例子是触点开关。典型的触点开关是一个无限电阻的开路电路，当按下开关后则变为阻抗为零的电路。 1.干节点(通断信号) 干接点(Dry Contact)，相对于湿接点而言，也被称之为干触点，是一种无源开关，具有闭合和断开的2种状态，2个节点之间没有极性，可以互换。常见的干节点信号有： 各种开关如：限位开关、行程开关、脚踏开关、旋转开关、温度开关、液位开关等; 各种按键; 各种传感器的输出，如：环境动力监控中的传感器：水浸传感器、火灾报警传感器、玻璃破碎、振动、烟雾和凝结传感器; 继电器、干簧管的输出。 2.湿节点(电压信号)
湿接点(Wet Contact)，相对于干接点而言，也被称之为湿触点，是一种有源开关，具有有电和无电的2种状态，2个接点之间有极性，不能反接。工业控制上，常用的湿节点的电压范围是DC0～30V，比较标准的是DC24V，AC110～220V的输出也可以是湿节点，但这样做比较少。常见的湿节点信号有： 如果把干节点信号，接上电源，再跟电源的另外一极，作为输出，也是湿节点信号; NPN 三极管的集电极输出和VCC; 达林顿管的集电极输出和VCC; 红外反射传感器和对射传感器的输出; 3.源极输入 源极输入用于连接漏极输出设备，如图1所示。 图1源极输入示意图 漏极输出设备提供电源到地的电流通道，图2所示的NPN集电极开路为典型的漏极输出设备。当需要输出低电平时，三极管处于饱和状态，等效于输出端与地接通;输出高电平时，三极管处于截至状态，等效于输出端与地断开(输出端悬空)。
传感器复习题
传感器基本知识： 【教材例题】用一个时间常数4510s τ-=?的一阶传感器测量正弦信号。问： （1）如果要求限制振幅误差在5%以内，则被测正弦信号的频率为多少？此时的振幅误差和相角差各是多少？ （2）若用具有该时间常数的同一系统作50Hz 信号的测试，此时的振幅误差和相角差各是多少？ 分析：传感器对某一信号测量后的幅值误差应为 101 1()δω-==-A A A A (1-48) 其相角差即相位移为?，对一阶系统，若设K=1，则其幅频特性和相频特性分别为 ()arctan()A ω?ωτ==- 解：(1) ∵1()A δω=-，故当||5%0.05δ=≤时，即要求1()0.05A ω-≤，所以 10.05。化简得：22 1()10.1080.95ωτ-=≤ ∴ 4 11104()22510f Hz τ-=ππ?? 即被测正弦信号的频率不能大于104Hz 。此时产生的幅值误差和相位误差分别为： 11110.9506 4.94%δ=-==-== 4arctan()arctan(2)arctan(2104510)18.9f ?ωττ-=-=-π=-π???=- (2) 当作50Hz 信号测试时，有 11110.9878 1.21%δ=-==-== 4arctan()arctan(2)arctan(250510)8.92f ?ωττ-=-=-π=-π???=- 【教材习题】液体温度传感器是一阶传感器，现已知某玻璃水银温度计特性的微分方程为 4dy/dt+2y = 2×10-3x 。式中，y 为水银柱高（m ），x 为被测温度（°），求： （1）水银温度计的传递函数； （2）温度计的时间常数及静态灵敏度； 解：微分方程变形为：2dy/dt+y = 1×10-3x 其拉氏变换为：（2s+1）Y （s ）=1×10-3 X （s ） 传递函数为：()3 ()110()12Y s H s X s s -?==+ 时间常数:2τ=秒；静态灵敏度:3 110/1/k m C mm C -=?=
压电式加速度传感器的信号输出形式
电荷输出型 传统的压电加速度计通过内部敏感芯体输出一个与加速度成正比的电荷信号。实际使用中传感器输出的高阻抗电荷信号必须通过二次仪表将其转换成低阻抗电压信号才能读取。由于高阻抗电荷信号非常容易受到干扰，所以传感器到二次仪表之间的信号传输必须使用低噪声屏蔽电缆。由于电子器件的使用温度范围有限，所以高温环境下的测量一般还是使用电荷输出型。北智BW-Sensor采用进口陶瓷的加速度计可在温度-40oC~250oC范围内长期使用。 低阻抗电压输出型（IEPE） IEPE型压电加速度计即通常所称的ICP型压电加速度计。压电传感器换能器输出的电荷通过装在传感器内部的前置放大器转换成低阻抗的电压输出。IEPE型传感器通常为二线输出形式，即采用恒电流电压源供电;直流供电和信号使用同一根线。通常直流电部分在恒电流电源的输出端通过高通滤波器滤去。IEPE型传感器的最大优点是测量信号质量好、噪声小、抗外界干扰能力强和远距离测量，特别是新型的数采系统很多已配备恒流电压源，因此，IEPE传感器能与数采系统直接相连而不需要任何其它二次仪表。在振动测试中IEPE传感器已逐渐取代传统的电荷输出型压电加速度计。 传感器的灵敏度，量程和频率范围的选择 压电型式的加速度计是振动测试的最主要传感器。虽然压电型加速度计的测量范围宽，但因市场上此类加速度计品种繁多，所以给正确的选用带来一定的难度。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型，报价，采购，参数，图片，批发信息，请关注艾驰商城https://www.wendangku.net/doc/8612010184.html,/
传感器复习题库重点
一、填空题 1.传感器的组成是：传感器通常由敏感元件、转换元件及转换电路组成。 2.传感器按被测量分类为：物理量、化学量、生物量传感器。 3.传感器按转换原理分类为：结构型、物性型和复合型传感器。 4.弹性敏感元件的类型分为：变换力的弹性敏感元件和变换压力的弹性元件 5.传感器的误差特性分为：线性度、迟滞、重复性、零漂和温漂等。 6.线性位移传感器与弹性敏感元件或其他变换机构组合，可构成速度、加速度、力、压力、流量、液位等各种物理量的传感器。 7.应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变片、应变电桥组成。 8.应变式传感器广泛应用于应变、荷重、压力和加速度等机械量的测量。 9.电位器传感器能测量的物理量有： 直线位移、角位移、压力、液位、高度等。 10.电容式传感器原理上可分为： 变极距式、变极板间面积式、变极板间介质式。 11.电感传感器与弹性敏感元件组合可检测： 振动、压力、应变、流量和比重等。 12.电涡流式传感器能测量的物理量有： 测量位移、厚度、振动、速度、流量和硬度等。 13.常见的压电材料有：石英晶体、压电陶瓷、高分子压电材料。 14.超声波探头按原理分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等， 15.霍尔传感器由霍尔元件、磁场和电源组成。 16.霍尔集成电路分为：线性型和开关型两类。 17.外光电效应可生成的光电元件有光电二极管、光电倍增管、紫外线传感器。 18.内光电效应可生成得光电元件有： 光敏电阻、光电池、光敏二极管、光敏晶体管、光敏晶闸管。 19.光电检测需要具备的条件是：光源、被测物和光电元件。 20.光电传感器的类型有： 被测物发光、被测物反光、被测物透光、被测物遮光。 21.激光器常按工作物质进行分类为： 固体激光器、气体激光器、液体激光器、半导体激光器。 22.光纤传感器由光发送器、敏感元件(光纤或非光纤)、光接收器、信号处理系统及光纤构成。 23.光纤位移传感器的特性性曲线分为：前坡区、峰值区和后坡区。 24.直线感应同步器主要组成部分是：定尺和滑尺。 25.黑白透射直线光栅读数头由光源、标尺光栅、指示光栅和光敏元件组成。 26.莫尔条纹特点有：光学放大作用，连续变倍作用，误差均衡作用。 27.磁栅传感器由磁头、磁栅尺和检测电路组成。 28.接近传感器的结构类型有：一体式、分离式、组合式。 29.接近传感器的工作电压类型有：交流型和直流型。 30.接近传感器的输出引线类型有：二线制、三线制、四线制。 31.接近传感器可用于：定位控制，限位控制，计数及计数控制，物位控制，逻辑控制，安全保护控制。 32.在M P S工作站2中应用的传感器有： 电容式、电感式及光电、霍尔式接近开关和电位器式传感器。 33.常用的无损检测技术有： 电涡流探伤、漏磁探伤、超声波探伤、红外探伤。 34.扭矩传感器的类型有：应变式、振弦式、磁致伸缩式、磁电式。 35.加速度传感器必须由质量块、弹簧和阻尼元件组成机械二阶系统。 36.常见的加速度传感器有： 应变式、电感式、电容式、磁电式和压电式等几种。
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
电磁感应知识点总结
电磁感应 1、 磁通量Φ、磁通量变化?Φ、磁通量变化率t ??Φ 对比表 2、 电磁感应现象与电流磁效应的比较 3、 产生感应电动势和感应电流的条件比较
4、 感应电动势 在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势，产生感应电流比存在感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源，电路断开时没有电流，但感应电动势仍然存在。 （1） 电路不论闭合与否，只要有一部分导体切割磁感线，则这部分导体就会产生 感应电动势，它相当于一个电源 （2） 不论电路闭合与否，只要电路中的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动 势，磁通量发生变化的那部分相当于电源。 5、 公式 n E ?Φ =与E=BLvsin θ 的区别与联系 6、 楞次定律 （1） 感应电流方向的判定方法
（2）楞次定律中“阻碍”的含义 （3）对楞次定律中“阻碍”的含义还可以推广为感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因 1）阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化； 2）阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”。 3）使线圈面积有扩大或缩小趋势； 4）阻碍原电流的变化。 7、电磁感应中的图像问题 （1）图像问题 （3）解决这类问题的基本方法 1）明确图像的种类，是B-t图像还是Φ-t图像、或者E-t图像和I-t图像 2）分析电磁感应的具体过程 3）结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律等规律列出函数方程。 4）根据函数方程，进行数学分析，如斜率及其变化，两轴的截距等。 5）画图像或判断图像。 8、自感涡流 （1）通电自感和断电自感比较
（2） 自感电动势和自感系数 1） 自感电动势：t I L E ??=，式中t I ??为电流的变化率，L 为自感系数。 2） 自感系数：自感系数的大小由线圈本身的特性决定，线圈越长，单位长度的匝 数越多，横截面积越大，自感系数越大，若线圈中加有铁芯，自感系数会更大。 （3） 涡流 9、电磁感应中的“棒-----轨”模型
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（）