集成传感器与应用复习提纲2010.12.27
传感器复习提纲
传感器原理及应用复习资料第一章传感器概述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？4（1）按传感器检测的量分类，有物理量、化学量，生物量；（2）按传感器的输出信号性质分裂，有模拟和数字；（3）按传感器的结构分类，有结构性、物性型、复合型；（4）按传感器功能分类，单功能，多功能，智能；（5）按传感器转换原理分类，有机电、光电、热电、磁电、电化学；（6）按传感器能源分类，有有源和无源；根据我国的传感器分类体系表，主要分为物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器三大类。
《传感器原理及应用》复习提纲
复习提纲第1章传感器概述1．什么是传感器？（传感器定义）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？3．传感器由哪几个部分组成？分别起到什么作用？4．了解传感器的分类方法。
有哪三大类？5．了解传感器的图形符号，其中符号代表什么含义。
6．一个自动检测系统的组成包括哪几部分，画出结构框图。
第2章传感器特性1．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？2．静态特性：特性参数有哪些？（线性度、迟滞、重复性、灵敏度、分辨率、稳定性），各种参数代表什么意义，描述了传感器的哪些特征？3．传递函数的定义是什么？4．动态特性：特性参数有那些（时间常数τ、阻尼比ξ、传感器固有频率ωn）？这些参数反映了传感器的哪些特征，应如何选择？分别讨论一阶系统、二阶系统——阶跃响应、频率响应。
5．某传感器精度为2%FS ，满度值50mV ，求出现的最大误差。
当传感器使用在满刻度值1/2和1/8 时计算可能产生的百分误差，并说出结论。
第3章应变式传感器1．什么是应变效应？什么是压阻效应？什么是横向效应？试说明金属应变片与半导体应变片的相同和不同之处，半导体应变片比金属应变片在性能上有哪些优缺点。
2．比较电阻应变片组成的单桥、半桥、全桥电路（电压灵敏度、温度补偿）。
写出各电路输出电压灵敏度。
3．有一吊车的拉力传感器如图所示，电阻应变片R1、R2、R3、R4粘贴在等截面轴上，已知R1～R4标称阻值为120Ω，桥路电压2V，物重M引起R1、R2变化增量为 1.2Ω。
请连接出应变片电桥电路，计算出测得的输出电压和电桥的输出灵敏度，说明R3、R4可以起到什么作用？4. 在传感器测量电路中，直流电桥与交流电桥有什么不同，如何考虑应用场合？5.相敏检波电路与普通检波电路有什么不同？叙述相敏检波电路工作原理。
（参考实验讲义电路原理图）第4章电容式传感器1．电容传感器有哪些类型？叙述变极距型电容传感器的工作原理、输出特性。
传感器原理与应用复习要点
传感器原理与应用复习要点传感器是一种将非电学量转换为电学信号的装置，广泛应用于各个领域。
其原理可以分为物理效应、化学效应和生物效应三类。
下面是传感器原理与应用的复习要点：1.物理效应传感器：-热敏电阻：利用物质的电阻随温度变化的特性，常用于温度测量。
-压电传感器：利用压电材料电荷随机梯度变化的特性，可用于压力、力和加速度的测量。
-光电传感器：利用光的吸收、散射或发射等特性，常用于光强度、颜色和距离的测量。
-磁敏电阻：利用材料的磁阻随磁场变化的特性，可用于磁场的测量。
2.化学效应传感器：-pH传感器：利用溶液中氢离子浓度对电位的影响，用于测量酸碱度。
-气体传感器：利用气体与特定材料发生化学反应，测量气体浓度或类型。
-电化学传感器：利用电化学反应产生的电位差，测量氧气、氢气等的浓度。
3.生物效应传感器：-生物传感器：利用生物体与特定物质相互作用的特性，测量生物学参数，如酶、抗原和抗体等。
-DNA传感器：利用DNA序列的特定识别反应，用于检测和识别DNA的序列。
传感器的应用：1.工业自动化：传感器可用于测量温度、压力、流量、液位等工业参数，实现工业自动化控制。
2.环境监测：用于监测大气污染物质、水质、土壤质量等环境参数。
3.医疗保健：用于测量心率、体温、血压等生物参数，实现远程医疗监护。
4.智能家居：用于检测温度、湿度、光线等，实现智能调控家居环境。
5.汽车工业：应用于测量车速、转向角度、发动机参数，提升安全性和性能。
6.农业领域：用于监测土壤水分、光照强度、气温等农作物生长参数，实现精确农业。
总结起来，传感器的原理涉及物理、化学和生物效应，应用广泛，包括工业自动化、环境监测、医疗保健、智能家居、汽车工业和农业等领域。
对传感器的深入理解和应用有助于提升各个领域的技术水平和生活质量。
传感器检测技术复习提纲(完整)
《传感器检测技术》复习提纲Chap. 1传感器的用途（非电量电量）传感器是将各种非电量（包括物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量（一般为电量）的装置。
现代信息产业的三大支柱随着科学技术的发展，传感器技术、通信技术和计算机技术构成了现代信息产业的三大支柱产业，分别充当信息系统的“感官”、“神经”和“大脑”，他们构成了一个完整的自动检测系统。
应用领域传感器几乎渗透到所有的技术领域。
如工业生产、宇宙开发、海洋探索、环境保护、资源利用、医学诊断、生物工程、文物保护等等广泛领域，并逐渐深入到人们的生活中。
传感器命名规则传感器产品的名称，应由主题词及四级修饰语构成。
（1）主题词——传感器。
（2）第一级修饰语——被测量，包括修饰被测量的定语。
（3）第二级修饰语——转换原理，一般可后续以“式”字。
（4）第三级修饰语——特征描述，指必须强调的传感器结构、性能、材料特征、敏感元件及其他必须的性能特征，一般可后续以“型”字。
（5）第四级修饰语——主要技术指标（量程、精确度、灵敏度等）。
本命名法在有关传感器的统计表格、图书索引、检索以及计算机汉字处理等特殊场合使用。
例1 传感器，绝对压力，应变式，放大型，1～3500kPa；例2 传感器，加速度，压电式，±20g。
在技术文件、产品样书、学术论文、教材及书刊的陈述句子中，作为产品名称应采用与上述相反的顺序。
例1 1～3500kPa 放大型应变式绝对压力传感器；例2 ±20g 压电式加速度传感器。
静态特性曲线优劣性比较传感器的静态性能指标：线性度、灵敏度、精确度、迟滞、重复性、零点漂移、温漂、分辨率和阈值灵敏度的定义：灵敏度是传感器在稳态下输出增量与输入增量的比值。
Chap. 2力的测量原理（静力效应，动力效应）力的计量单位为牛顿。
电桥（单臂、双臂、全桥，需要会推导输出表达式）如下图所示为恒压源供电的直流电桥测量电路。
其特点是，当被测量无变化时，电桥平衡时输出为零。
传感器原理与应用期末复习资料
1.1 什么是传感器？传感器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。
1.2 传感器的共性是什么？传感器的共性就是利用物理定律或物质的物理、化学或生物特性，将非电量输入转换成电量输出。
1.3 传感器一般由哪几部分组成？传感器的基本组成分为敏感元件和转换元件两部分。
另外有信号调理与转换电路，辅助电源。
1.4 传感器是如何分类的？①按传感器的输入量进行分类，以被测物理量命名，如位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
②按传感器的输出量进行分类，分为模拟式和数字式传感器。
③按传感器的工作原理进行分类，可以分为电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。
④按传感器的基本效应进行分类，可以分为物理传感器、化学传感器和生物传感器。
⑤按传感器的能量关系进行分类，可以分为能量变换型和能量控制型传感器。
⑥按传感器所蕴含的技术进行分类，可以分为普通和新型传感器。
1.6 改善传感器性能的技术途径有哪些？答：①差动技术；②平均技术；③补偿与修正技术；④屏蔽、隔离与干扰抑制；⑤稳定性处理。
2.1 什么是传感器的静态特性？描述传感器静态特性的主要指标有哪些？传感器的静态特性是它在稳态信号作用下的输入、输出关系。
静态特性所描述的传感器的输入-输出关系中不含时间变量。
衡量传感器静态特性的主要指标是线性度、灵敏度、分辨率、迟滞、重复性和漂移。
线性时不变系统两个特性：叠加性和频率保持特性。
采用阶跃信号和正弦信号传感器的标定和校准是为了保证传感器测量结果的可靠性和精确度，也为了保证测量的统一和便于量值的传递。
标定是利用某种标准仪器对新研制或生产的传感器进行技术检定和标度。
校准是指对使用或存储一段时间后的传感器性能进行再次测试和校正。
电阻式传感器的基本工作原理是将被测量的变化转化为传感器电阻值的变化，再经一定的测量电路实现对测量结果的输出。
最新传感器复习提纲
U0UK [2(1u)F]
4
第三章 电感式传感器
1、电感式传感器的工作原理和分类 2、差动式变气隙传感器与单一变气隙传感器
比较有什么优点 3、相敏检波电路的工作原理 4、互感式传感器的工作原理 5、电涡流式传感器的工作原理 6、电涡流式传感器的分类
传感器的实际输入-输出曲线（校准曲线）与
拟合直线之间的吻合（偏离）程度。
3. 重复性
传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全
量程连续多次测试时，所得特性曲线间一致程度的指
标。
4. 灵敏度 K y
5. 分辨力
x
分辨力：能检测出的输入量的最小变化量
6. 稳定性
长期稳定性 有效期
7. 漂移
外界干扰下，输出量发生与输入量无关的变化。
U0 UK
2
U0UK(12)UK
4
2
11. 4片应变计采用差动布片和全桥接线。如图所示。当弹性元件 受偏心力F作用时，产生的应力为压应力和弯应力，因此，各应 变计感受的应变为相应的压、弯应变。求电路的输出？
F
F
U 0UK(1234)
4
i
Fi M i
U K (F 1 M 1 ) u (F 2 M 2 ) (F 3 M 3 ) u (F 4 M 4 ) 4
① 一个桥臂R1工作， 234 0
U0UR1UK1
4 R1 4
SVU0/(R1)U e 1R1 1K1
R1 4
2 R1 2
② 两个相邻桥臂工作， 3 4 0 ,1 ,2
U 0UK(12)UK
4
2
SV
U0
K
传感器技术及应用(辅导资料)(DOC)
《传感器技术及应用》复习资料思考题与习题第3章应变传感器3．1 电阻应变式传感器3．1．1 应变片的结构和类型3．1．2 常用的应变片3．2 薄膜应变电阻及传感器3．2．1 薄膜分类3．2．2 薄膜的工作原理3．2．3 薄膜应变传感器的特点3．3 电阻应变传感器使用中应注意的一些问题思考题与习题第4章磁敏传感器4．1 磁敏传感器的物理基础——霍尔、磁阻、形状效应4．1．1 基础知识4．1．2 霍尔效应4．1．3 磁阻效应4．1．4 形状效应4．2 霍尔元件4．2．1 霍尔元件的工作原理4．2．2 霍尔元件的结构4．2．3 基本电路4．2．4 电磁特性4．2．5 误差分析及误差补偿4．3 磁阻元件4．3．1 长方形磁阻元件4．3．2 科尔宾元件4．3．3 平面电极元件4．3．4 InSb—NiSb共晶磁阻元件4．3．5 曲折形磁阻元件4．3．6 磁阻元件的温度补偿4．4 磁敏二极管4．4．1 磁敏二极管的结构4．4．2 磁敏二极管的工作原理4．4．3 磁敏二极管的特性4．4．4 磁敏二极管的补偿技术4．5 磁敏三极管4．5．1 磁敏三极管的结构4．5．2 磁敏三极管的工作原理4．5．3 磁敏三极管的特性4．5．4 温度补偿技术4．6 磁敏传感器的应用4．6．1 霍尔元件的应用4．6．2 磁阻元件的应用思考题与习题第5章压电传感器5．1 压电效应5．1．1 石英晶体的压电效应5．1．2 压电常数5．1 _3压电陶瓷的压电效应5．2 压电材料5．2．1 压电晶体5．2．2 压电陶瓷5．2．3 新型压电材料5．3 等效电路与测量电路5．3．1 等效电路5．3．2 测量电路5．4 压电传感器及其应用5．4．1 压电传感器中压电片的连接5．4．2 压电式力传感器5．4．3 压电式压力传感器5．4．4 压电式加速度传感器5．4．5 应用实例思考题与习题第6章光纤传感器6．1 基础知识6．1．1 光纤的结构6．1．2 光纤的种类6．1．3 光纤的传光原理6．1．4 光纤的特性6．1．5 光纤的耦合6．2 光纤传感器的分类及构成6．2．1 分类6．2．2 构成部件6．3 功能型光纤传感器举例6．3．1 相位调制型光纤传感器6．3．2 光强调制型光纤传感器6．3．3 偏振态调制型光纤传感器6．4 非功能型光纤传感器举例6．4．1 传输光强调制型光纤传感器6．4．2 反射光强调制型光纤传感器6．4．3 频率调制型光纤传感器6．4．4 光纤液位传感器思考题与习题第7章光栅传感器7．1 光栅基础7．1．1 光栅的分类及结构7．1．2 莫尔条纹的原理7．1．3 莫尔条纹的特点7．2 光栅传感器的工作原理7．2．1 光电转换原理7．2．2 莫尔条纹测量位移的原理7．2．3 辨向原理7．3 莫尔条纹细分技术7．3．1 细分方法7．3．2 光电元件直接细分7．3．3 CCD直接细分7．3．4 光栅传感器的误差7．4 常用光学系统7．4．1 透射直读式光路7．4．2 反射直读式光路7．4．3 反射积分式光路思考题与习题第8章光电传感器8．1 光电传感器的基本效应8．1．1 生导体的粒子特性8．1．2 光电效应8．2 外光电效应光电元件8．2．1 光电管8．2．2 光电倍增管8．3 光电导效应及光电元件8．3．1 光敏电阻的结构及原理8．3．2 光敏电阻的特性8．4 光电伏特效应及光电元件8．4．1 光电导结型光电元件8．4．2 光电伏特型光电元件8．5 CCD图像传感器8．6 应用光路8．6．1 反射式8．6．2 透射式8．6．3 线纹瞄准用光电传感器8．6．4 脉冲式光电传感器思考题与习题第9章气、湿敏传感器9．1 气敏传感器9．1．1 半导体气敏元件的分类及必备条件9．1．2 表面控制型电阻式半导体气敏元件……第10章智能传感器第11章传感器应用技术第12章传感器的选择与使用第1章传感器的特性传感器（transducer/sensor）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。
传感器与检测技术-复习提纲
传感器复习提纲1、传感器静态特性指标、动态特性指标。
1）传感器的静态特性是指当被测量的值处于稳定状态时的输入—输出关系。
衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。
P3 各指标的概念：P4线性度：传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度。
（输出与输入关系可分为线性特性和非线性特性）灵敏度S ：指传感器的输出量增量△y 与引起输出量增量△y 的输入量增量△x 的比值，即： S=xy △△； 迟滞特性：传感器在正反行程期间其输入-输出特性曲线不重合的现象称为迟滞。
重复性：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；2）传感器的动态特性是指其输出对随时间变化的输入量的响应特性。
P5 衡量动态特性的重要指标是瞬态响应特性、频率响应特性。
各指标的概念：P6瞬态响应特性：传感器的瞬态响应是时间响应；频率响应特性：传感器对正弦输入信号的响应特性；2、结构型传感器、相敏检波电路的目的。
结构型传感器是以结构（如形状、尺寸等）为基础，利用某些物理规律来感受被测量，井将其转换为电信号实现测量。
相敏检波电路和差动整流电路是为了能辨别差动变压器式传感器衔铁的移动方向及消除零点残余电压。
P433、霍尔传感器的公式、超声波方向性、霍尔元件的工作原理及特性。
霍尔传感器公式：U H =K H IB.f （BL ） U H 为电位差、K H 为霍尔片灵敏度、I 为激励电流、B 为外磁场、f （B L ）为形状效应系数。
P80霍尔效应：置于磁场中的静止载流导体，当它的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体上平行于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势。
霍尔元件的工作原理：霍尔元件是应用霍尔效应的半导体。
霍尔元件的特性：额定激励电流、最大允许激励电流、输入电阻、输出电阻、不等位电势、不等位电阻、寄生直流电势、电势温度系数。
各特性概念：P83超声波的指向性：频率越高、指向性越强。
（减小λ、减小指向角或增大R，指向性越强）4、光敏二极管、光电池、光电开关及光电断续器。
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试卷的题型及分数安排
除了计算题外的内容：（掌握知识点）
1．测量方法的分类
2．误差的分类、产生的原因及消除的方法。
3．随机误差正态分布的四个性质及解释。
4．传感器动态特性的性能指标及各指标含义。
5．传感器静态特性的性能指标及各指标含义。
6．传感器组成及各部分功能
7．全桥、半桥、单臂测量电路的灵敏度和线性度比较。
8．四种直线拟合的方法。
9．各传感器分类、组成及各部分的功能、基本原理、特性计算、测量电路及应用包括可测量何种非电量以及如何应用（如应变片的分类及原理，电容传感器分类及灵敏度是否线性，比较差动式变磁阻传感器和差动变压器的异同，压电材料的分类及各自特点等）
10．应变效应
11．应变片的温度误差的补偿方法。
12．横向效应及解决方法
13．电涡流效应
14．压电效应
15．霍尔效应，霍尔器件的三轴示意
16．电磁感应定律
17．零点残余电压及形成原因
18．有源和无源传感器定义
19．各种测量加速度的传感器结构图、组成部分、传感原理。
20.课后习题。