传感器复习提纲
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。
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
传感器技术复习提纲
传感器复习提纲第0章绪论【没有大题】1．什么是传感器？（传感器定义）国家标准定义：能感受规定的被测量（包括物理量,化学量、生物量等）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。
2．传感器由哪几个部分组成？分别起到什么作用？1.敏感元件：直接感受被测量（一般为非电量）并将其转换为与被测量有确定关系的易变成电量（包括电量）的其他元件。
2.转换元件：它能将物理量直接转换为有确定关系的电量的元件。
3.测量电路：把转换元件输出的电信号变为便于处理显示，记录控制的可用电信号的电路。
4.辅助电源：供给转换能量。
3．了解传感器的分类方法。
1.按基本效应分：物理型、化学型、生物型2.按传感机器分：结构型、物性型3.按能量关系分：能量转换型（自源型）能量控制型（外源型）4.按作用原理分：应变式，电容式，压电式，热电式5.按功能性质分：力敏，热敏，磁敏，气敏6.按功能材料分：固态（半导体，半导瓷，电介质）光纤，膜，超导等7.按输入量：位移，压力、温度、流量、气体8、按输出量：模拟式、数字量4．传感器的基本要求。
1、足够的容量2、灵敏度高、精度适当3、响应速度快，工作稳定、可靠性好4、适用性和适应性强5.使用经济第1章传感器技术基础【没有大题】1 衡量传感器静态特性的主要指标有哪些?说明它们的含义。
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（作为工作直线）之间的吻合（或偏离）程度的指标。
2.回差：反映传感器正（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的指标。
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，所得特性曲线一致性程度的指标4.灵敏度：传感器输出量增量与输入量增量之比。
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.阈值:能使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值。
7.稳定性：传感器在相当长时间内保持其性能的能力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：指传感器在满量程内任一点输出值相对其理论值的可能偏离（逼近）程度。
传感器复习提纲
传感器复习提纲第一章：1．传感器一般由哪几部分组成？其各部分分别的作用是什么？2．传感器分类有哪几种？它们各适合在什么情况下使用？3．什么是传感器的静态特性？它由哪些主要性能指标来描述？4．什么是传感器的动态特性？常用什么方法来分析？5．传感器的标定有哪两种？标定的目的是什么？6.灵敏度的定义？如何计算灵敏度大小，如：某线性位移测量仪，当被测位移X由3.0mm变到4.0mm时，位移测量仪的输出电压V由3.0V减至2.0V，求该仪器的灵敏度。
•第一章小结：•1．传感器是指能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成电学量输出的测量装置。
一般由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源四部分组成。
•2．传感器的分类方法很多，一般可按被测物理量、工作原理、能量关系和输出信号性质来分类。
•3．传感器的输出—输入关系特性是传感器的基本特性，有静态特性和动态特性之分。
所谓静态特性，是指传感器在稳态信号作用下，输出—输入之间的关系特性；而传感器的动态特性是指传感器在测量动态信号时，对激励（输入）的响应（输出）特性。
衡量传感器静态特性的主要性能指标是线性度、灵敏度、迟滞和重复性。
一个动态特性好的传感器总是希望随时间变化的输出曲线能同时再现随时间变化的输入曲线，常通过阶跃响应来研究传感器的动态特性。
一阶传感器的阶跃响应最重要的动态特性指标是时间常数，一般希望它越小越好；二阶传感器的阶跃响应典型的动态性能指标包括上升时间、峰值时间、响应时间和最大超调量等，一般也希望它们的数值越小越好。
•4．传感器的标定分为静态标定和动态标定两种。
静态标定的目的是确定传感器静态特性指标，如线性度、灵敏度、迟滞和重复性等；动态标定的目的是确定传感器的动态特S 1—线圈 ，2—铁心，3—衔铁 123δδ∆±图4—1变隙式电感传感器结构原理图性参数，如一阶传感器的时间常数，二阶传感器的固有频率和阻尼比等。
第二章：1．说明电阻应变片的组成、规格及分类。
传感器复习提纲
传感器原理及应用复习提纲绪论一. 传感器及其作用二. 传感器的组成及其各部分的功能（什么是敏感元件，什么是转换元件，什么是测量电路，作用是什么？）三. 传感器的分类方法1．解释按输入量分类。
2．解释按测量原理分类。
四. 传感器技术的三要素是什么？第一章传感器的一般特性一. 传感器的静态特性1．牢固掌握传感器的主要静态特性指标及其定义：线性度、灵敏度、精确度、最小检测量和分辨率、迟滞、重复性、零点漂移、温漂。
2．牢固掌握精度等级的意义和应用。
二. 传感器的动态特性1．数学模型（0、1、2阶微分方程描述方法）2．传递函数（零阶特性，一阶特性，二阶特性。
）3．工程实际传感器动态指标的表示方法第二章应变式传感器1．金属应变片式传感器的特点（6点）。
精度高，测量范围广；频率响应特性较好；结构简单，尺寸小，重量轻；可在恶劣条件下正常使用；价格低廉，品种多样，便于选择。
金属应变片式传感器的原理（应变效应）2．金属应变片的主要特性：灵敏度系数的定义及物理意义。
什么是金属应变片的横向效应。
解释什么是机械滞后。
解释什么是应变极限。
研究金属应变片的动态特性的目的是什么。
3．温度误差及补偿温度怎样造成金属应变片式传感器的测量误差。
了解怎样用单丝自补偿应变片了解怎样用双丝组合自补偿应变片掌握用电桥补偿应变片的温度误差的原理4．测量电路固掌握分析、计算应变片式传感器组成的电桥电路。
了解等臂电桥，单臂电桥，输入和输出的关系（应变ε与电桥输出电压）。
了解什么是第一对称电桥，什么是第二对称电桥，输入和输出的关系。
5．什么是应变效应。
6. 什么是压阻效应。
半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的亚阻效应。
7．什么是固态压阻器件。
8．应变片式传感器可以检测哪些物理量，可以应用在哪些领域。
怎样构成加速度传感器？9. 半导体应变片的特点10. 金属应变片式传感器和固态压阻器件都是应变片式传感器，区别是什么。
11．半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的亚阻效应。
传感器原理复习提纲
“传感器”复习提纲第1章概述1．现代信息技术的三大支柱是什么？传感技术：信息的采集；（感官）通信技术：信息的传输；（神经）计算机技术：信息的处理；（大脑）2. 什么是传感器？（传感器定义）定义：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。
3．传感器的总体发展趋势是什么？现代传感器有哪些特征，多采用哪些物理量输出？主要发展趋势：发展、利用新效应，开发新材料，提高传感器性能和检测范围，微型化与微功耗，集成化与多功能化，传感器的智能化与网络化。
主要特点：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、无维护等特点。
多采用电流，电压，电阻的变化输出4．传感器由哪几个部分组成？分别起到什么作用？敏感元件：感受被测量；转换元件：将响应的被测量转换成电参量；基本电路：把电参量接入电路转换成电量。
核心部分是转换元件，决定传感器的工作原理。
5．了解传感器的分类方法。
有哪三大类？传感器分为：物理量传感器，化学量传感器，生物量传感器。
6．了解传感器的图形符号，其中符号内容代表什么含义。
正方形表示转换元件，等边三角形表示敏感元件，“X”表示被测量，“*”表示转换原理。
【7．一个自动检测系统的组成包括哪几部分，画出结构框图。
】第2章传感器的基本特性（静态特性；传递函数；动态特性）1．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？输入与输出的关系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？线性度：是表征实际特性与拟合直线不吻合的参数。
（输入与输出的线性关系）迟滞：传感器正反行程输出信号大小不等；用来描述传感器在正反行程期间特性曲线不重合的程度重复性：在相同条件下，输入量按同一方向做全量程多次测量时，所得传感器输出特性曲线不一致的程度。
灵敏度：Sn=dy/dx;分辨率：当传感器的输入从非零值缓慢增加时，在超过某一增量后，输出可发生可观测的变化。
传感器复习大纲
第一章测试的基础知识1、计量的概念：实现测量单位统一和量值准确传递2、测量的概念：测量是以确定被测对象的量值3、测试的概念：测试则是具有试验性质的测量第二章信号分析基础1、信号分为：连续、离散、能量、功率、确定（周期、非周期）、随机（平稳、非平稳）信号2、周期信号的频谱有以下特点：离散性、谐波性、收敛性第三章测试系统的特性1、对测试系统的基本要求是实现不失真的测试2、理想的测试系统应该具有：单一性、输入与输出关系3、测试系统的静态特性指标：灵敏度（输入与输出之比）、线性度、回程误差（迟滞误差）、重复性、精度、稳定性和漂移（稳定度、环境影响）、分辨力、可靠性第四章传感器技术概论1、传感器的组成：敏感组件、变换组件、信号调理电路、（Extra ：辅助电源提供转换能量）2、弹性敏感组件的基本特性：● 刚度：外力作用时抵抗变形的能力（k=dF/dx ）● 灵敏度：外力作用下产生变形的大小（S=1/k=dx/dF ）● 弹性滞后原因：分子间存在内摩擦）● 弹性后效与载荷、时间有关）● 温度特性：αt 表示膨胀系数、0L 表示温度为0t °C 时的长度则t °C 时的长度为]t -t 1[0t 0）（α+=L L ● 固有频率：em k 21f π= （k ：刚度e m ：振动质量）机械品质因数：Q 值越大，弹性敏感组件消耗的能量越少，储能效率越高，工作频带越窄3、弹性敏感组件的要求：极限强度高、滞后温度小、抗氧化绝缘耐腐蚀第五章电阻应变式传感器1、电阻应变片的结构：敏感栅、基底、引线、覆盖层、粘合剂、电极2、电阻应变片原理：电阻应变效应、压阻效应3、电阻应变效应：电阻值随机械变形而变化的物理现象4、压阻效应：受到载荷应力作用，电阻产生变化5、公式：AL R ρ=（L ：长度A ：截面积（4d 2π=A ）ρ：电阻率） 6、电阻应变片种类：丝式、箔式、半导体、薄膜应变片7、电阻应变片材料要求：灵敏度、电阻率高而稳、电阻系数小热稳定、抗氧化耐腐蚀、无机械滞后8、测量电桥：电桥是电阻（电感或电容）所组成的一个四端网络,参与测量的桥臂数越多，电桥的灵敏度越高计算方法：图，详见书46页当L R →∞时，电桥输出电压为）（4332110R R R R R R U U I +-+= 当电桥平衡时，0U =0则有：1R 4R =2R 3R 或4321R R R R = 结论：电桥若平衡，相对两臂的乘积相等，或相邻两臂电阻的比值必定相等 半桥单臂：I U RR U ∆=410只有一个电阻工作，其他都为0 半桥双臂：I U RR U ∆=210只有两个电阻工作，其他都为0 全臂：I U RR U ∆=0所有电阻都相等 第六章电感式传感器1、电感式传感器分为：自感、互感、电涡流式2、自感式（线圈、铁心、衔铁组成）：变气隙式、变面积式、螺管式、差动式自感传感器变间隙型：图详见53页：m2R N L =（N 为线圈匝数，m R 磁路总电阻）差动式自感传感器：两个结构相同的自感线圈组合在一起形成差动式电感传感器，提高灵敏度，减少测量误差3、互感式电感传感器:即差动变压器工作原理类似变压器，但接线方式是差动的，用来测量被测量转化为互感系数M 的变化4、电涡流式传感器：根据电磁感应定律，块状金属在变化的磁场或做切割磁感线运动时，导体内将产生旋涡状的感应电流，称为电涡流电涡流式传感器结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量范围大、干扰能力强第七章电容式传感器1、电容式传感器工作原理和结构：d AC ε=（12-100.9⨯=ε为介电常数A 为面积d为间距）两块平行金属板组成的平板电容器。
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复习提纲
第1章 传感器概述
1 构成信息技术的三大支柱是什么？它们各自起到什么作用
2 什么是传感器？（传感器定义，包括广义和狭义）
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。
按检测的量分类有哪三大类？
5 了解传感器的图形符号，其中符号代表什么含义。
第2章 传感器特性
1 什么是传感器的静态特性？静态特性参数有哪些？（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？特别要注意区分灵敏度和分辨力。
2 什么是传感器的动态特性？动态误差的理解。
3 传递函数的定义是什么？一阶系统和二阶系统的传递函数的表达式。
第3章 应变式传感器
1 什么是应变效应？金属电阻丝应变片的灵敏度系数的表达式为： 0//12R R
k ρρ
μεε∆∆==++，其主要由材料的几何尺寸决定的。
2 什么是压阻效应？半导体应变片的灵敏度系数的表达式为： 0012100(12)k E k E μππμ=++≈>>+，50,因此，:，主要是由电阻率的变化所决定的。
3 电阻应变片测量电路，直流电桥电压灵敏度的定义：
()02
1=/1u U n K E R R n =⋅∆+及其讨论（P28）， 4 比较电阻应变片组成的单桥、半桥、全桥电路，讨论各电路输出电压灵敏度、非线性误差补偿及温度补偿。
掌握半桥电路和全桥电路的应变片的布置方
式。
5 典型的例子：有一吊车的拉力传感器如图所示，电
阻应变片R 1、R 2、R 3、R 4粘贴在等截面轴上，已
知R 1～R 4标称阻值为120Ω，桥路电压2V ，物重
M 引起R 1、R 2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R 3、R 4可以起到什么作用？
6 应变式传感器的应用（主要用于测力、压力和加速度的测量）。
第4章 电容式传感器
1 电容传感器的工作原理及其结构类型？
2 变极距型电容传感器的工作原理及其灵敏度定义（000
/1C C k δδ∆=
=∆）及其讨论（P46），非线性误差的表达式。
3 为什么电容式传感器采用差动形式的结构，差动结构形式的特点是什么？差
动式结构的变极距电容式传感器灵敏度及其非线性误差表达式。
4 平板面积型电容式传感器的灵敏度定义及讨论。
0C b k x εδ∆==-∆ 5 变介电常数型电容式传感器可以测量介电常数、介质厚度和液位高度。
6 电容式传感器的应用。
（位移、振动、压力、液位、加速度、厚度等）
第5章 电感式传感器
1 电感式传感器的分类？（变磁阻式、差动变压器式、电涡流式），主要用于那些物理量的测量？（位移、振动、压力、应变、流量等参数）
2 理解变磁阻式传感器的工作原理、输出特性，差动变间隙式电感传感器的工作原理、输出特性，主要讨论传感器的灵敏度及其结论。
（P64）
3 变磁阻式传感器的应用，压力传感器和测量工具。
（P67）
4 说明差动变压器（螺线管式）传感器的结构形式与输出特性。
（差动变压器
（螺线管式）传感器的等效电路与输出特性讨论）
5 什么是零点残余电压，产生的原因？有哪些方法可以进行零点残余电压补偿？
6 用差动变压器进行位移测量时，采用那种电路可以实现直接由输出电压区别位移的大小和方向？
7 差动变压器式传感器的应用：电感测厚度、电感测微仪和差压计。
第6章 磁电式传感器
（磁电感应式、霍尔式、磁敏元件）
1 磁电感应式传感器是一种有源传感器。
2 磁电感应式传感器输出电动势（e ）正比于速度（v ），即e BlNv sv =-=。
3 磁电式传感器是速度传感器，它可通过接入积分电路和微分电路，将速度信
号转换成位移和加速度信号，测量电路见P83图6-6。
4 磁电感应式传感器应用：用于测量振动。
5 什么是霍尔效应？霍尔电势的大小和哪些因素有关？
H H H IB IB U Bb R K IB ned d
ν==-
== 6 霍尔元件灵敏度及其讨论。
H H R K d = 7 霍尔元件基本测量电路、霍尔元件不等位电势产生的原因及其补偿的方法。
8 霍尔传感器的应用：测位移、测转速、测压力和压差。
9 磁敏元件有哪些？（磁敏电阻、磁敏二极管、磁敏晶体管、霍尔器件）牢记
磁敏晶体管的电路符号？
10 磁阻效应及几何磁阻效应的含义？它们可以检测什么物理量？
第7章 压电式传感器
1 压电传感器是一种有源传感器。
2 什么是正压电效应？什么是逆压电效应？
3 压电材料有哪些？（压电晶体、压电陶瓷、新型高分子材料）
4 压电传感器的测量电路，电压放大器的讨论，电压放大器存在的缺点，需要
采用电荷放大器解决。
（P111）
第8章光电传感器
1什么是外光电效应？内光电效应？以及相应的光电器件。
熟记光电管、光敏二极管、光敏三极管、发光二极管、和光电池的电路符号。
第10章半导体式化学传感器
1电阻型半导体气敏传感器的工作原理？
2为什么多数电阻型气敏传感器要有加热器工作？
3湿敏传感器有哪些类型？湿度的表示方法。
第12章热电式传感器
1温度传感器有哪些类型？了解不同温度传感器的工作原理和结构特征以及测温范围。
2什么是热电效应？热电势的组成部分及其讨论。
（P210）
3热电偶的基本定律，中间导体定律和参考电极定律的理解。
4热电阻的基本原理，
5热敏电阻的基本原理及其电路符号，分为正温度系数（PTC）型热敏电阻和负温度系数（NTC）型热敏电阻。
注意：
●熟悉各种传感器的电路符号；
●有源传感器；半导体传感器；光电式传感器；…..
●测量磁场；测量压力；测量温度。
●课后思考题和练习。