传感器的原理及实用技术期末复习1
传感器原理及应用复习资料
传感器原理及应用复习资料1.传感器由敏感元件、转换元件、基本电路三部分组成； 被测量 敏感元件 转换元件 基本电路 电量输出①敏感元件感受被测量;②转换元件将响应的被测量转换成电参量（电阻、电容、电感）;③基本电路把电参量接入电路转换成电量;④核心部分是转换元件,决定传感器的工作原理。
2. 传感器的基本特性：①静态特性：当输入量（X ）为静态或变化缓慢的信号时，输入输出关系称静态特性。
静态特性主要包括：线性度、迟滞、重复性、灵敏度、漂移和稳定性②动态特性：当输入量随时间（频率）变化时，输入输出关系称动态特性。
影响传感器动态特性除固有因素外，还与输入信号的形式有关,在对传感器进行动态分析时一般采用标准的正弦信号和阶跃信号。
A.输入信号按正弦变化时，分析动态特性的相位、振幅、频率，称频率响应；B.输入信号为阶跃变化时，对传感器随时间变化过程进行分析，称阶跃响应（瞬态响应）.频率响应 阶跃响应3.电阻应变式传感器是将被测的非电量转换成电阻值的变化，再经转换电路变换成电量(电流、电压)输出。
金属电阻应变片的基本原理基于电阻应变效应：即导体在外力作用下产生机械形变时阻值发生变化。
通过弹性元件可将位移、压力、振动等物理量通过应力变化，并转换为电阻的变化进行测量，这是应变式传感器测量应变的基本原理。
4.直流电桥总结：单臂电桥输出电压11R R 4E U ∆•= 电压灵敏度4E K u =半桥差动电路全桥差动电路5. 电桥线路补偿：被测试件位置上安装一个补偿片处于相同的温度场；等臂电桥输出U0 与桥臂参数的关系为()2B 310R R -R R A U=。
如果 R1R3 = RBR4，电桥平衡时输出为零；若R1、RB 温度系数相同，当无应变而温度变化时ΔR1 = ΔRB ，电桥为平衡状态；当有应变时，R1有增量ΔR1，ΔR1=R1k0ε，补偿片无变化，ΔRB = 0；电桥输出为 U0 ∝R1R3 k0ε；可见此时电桥的输出电压与温度无关。
(完整版)传感器期末复习重点知识点总结必过
第一章传感器概述人的体力和脑力劳动通过感觉器官接收外界信号，将这些信号传送给大脑，大脑把这些信号分析处理传递给肌体。
如果用机器完成这一过程，计算机相当人的大脑，执行机构相当人的肌体，传感器相当于人的五官和皮肤。
1.1.1传感器的定义广义：传感器是一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号的输出器件和装置。
狭义：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。
国家标准对传感器定义是：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以下含义：1、它是由敏感元件和转换元件构成的检测装置；2、能按一定规律将被测量转换成电信号输出；3、传感器的输出与输入之间存在确定的关系；按使用的场合不同又称为: 变换器、换能器、探测器1.1.2传感器的组成传感器由敏感元件、转换元件、基本电路三部分组成：图示：被测量---敏感原件-----转换原件----基本电路-------电量输出电容式压力传感器-------------------压电式加速度传感器----------------------电位器式压力传感器1.1.3传感器的分类1）按传感器检测的范畴分类：生物量传感器、化学量传感器、物理量传感器、2）按输入量分类：速度、位移、角速度、力、力矩、压力、流速、液面、温度、湿度3）按传感器的输出信号分类：模拟传感器数字传感器4）按传感器的结构分类：结构型传感器、物性型传感器、复合型传感器5）按传感器的功能分类：智能传感器、多功能传感器、单功能传感器6）按传感器的转换原理分类：机—电传感器、光—电传感器、热—电电传感器、磁—电传感器电化学传感器。
7）按传感器的能源分类：有源传感器、无源传感器国标制定的传感器分类体系表将传感器分为：物理量、化学量、生物类传感器三大门类；1.2 传感器的地位与作用在基础学科研究中，传感器更有突出的地位。
宏观上的茫茫宇宙、微观上的粒子世界、长时间的天体演化、短的瞬间反应。
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。
传感器原理及应用期末复习
传感器原理及应用期末复习传感器是一种用于将其中一种物理量转换为可电信号或其他信息形式的装置。
传感器通常由感受元件和转换元件两部分组成。
感受元件负责感知其中一种物理量的变化，并将其转换为电信号或其他信息形式。
转换元件负责将感受元件产生的信号进行放大、滤波、线性化等处理，最终将其转换为符合要求的输出信号。
传感器的原理可以分为电磁原理、光电原理、机械原理、热电原理、化学原理等多种类型。
以下是一些常见的传感器原理及其应用。
1.电磁原理传感器：根据电磁场的变化来感知物理量的变化。
常见的有电位计、变压器、电感、霍尔传感器等，广泛应用于测量位置、速度、加速度、电流、磁场等物理量。
2.光电原理传感器：通过光电效应或光学原理来感知物理量的变化。
例如光敏电阻、光电二极管、光电三极管等传感器，用于测量光强、颜色、距离、位置等。
3.机械原理传感器：利用机械力学原理来感知物理量的变化。
例如应变计、压力传感器、力传感器、加速度传感器等，用于测量压力、重量、力、加速度等。
4.热电原理传感器：利用热电效应来感知物理量的变化。
常见的有热电偶、热电阻、热敏电阻等，广泛应用于测量温度、湿度等。
5.化学原理传感器：利用化学反应来感知物理量的变化。
例如气体传感器、PH传感器、红外传感器等，用于检测气体浓度、溶液酸碱度等。
传感器在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的传感器应用：1.工业自动化：传感器在工业自动化中起到了至关重要的作用，可以实现对温度、湿度、压力、流量、液位等工艺参数的监测和控制。
2.交通领域：传感器在交通领域中用于交通流量监测、车辆定位与导航、智能交通信号控制等。
3.医疗健康：传感器在医疗健康领域中用于生命体征的监测，如心率、血压、血氧浓度等。
4.环境监测：传感器在环境监测中用于测量大气污染物、水质污染物、土壤湿度等。
5.智能家居：传感器在智能家居中用于实现智能门锁、智能灯光、智能温控等功能。
6.农业领域：传感器应用于农业领域，可以监测土壤湿度、温度、光照强度等，实现精准灌溉、智能温室等控制。
传感器原理及应用期末复习资料
信息技术包括计算机技术、通信技术和传感器技术，是现代信息产业的三大支柱。
1．什么是传感器？广义：传感器是一种能把特定的信息按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。
狭义：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。
国家标准：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或装置。
2．传感器由哪几个部分组成？分别起到什么作用？传感器一般由敏感元件、转换原件和基本电路组成。
敏感元件感受被测量，转换原件将其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。
传感器的核心部分是转换原件，转换原件决定传感器的工作原理。
3．传感器的总体发展趋势是什么？传感器的应用情况。
传感器正从传统的分立式朝着集成化、数字化、多功能化，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。
未来还会有更新的材料，如纳米材料，更有利于传感器的小型化。
发展趋势主要体现在这几个方面：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；传感器的数字化和网络化。
4．了解传感器的分类方法。
所学的传感器分别属于哪一类？按传感器检测的范畴分类：物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器按传感器的输出信号分类：模拟传感器、数字传感器按传感器的结构分类：结构型传感器、物性型传感器、复合型传感器按传感器的功能分类：单功能传感器、多功能传感器、智能传感器按传感器的转换原理分类：机—电传感器、光—电传感器、热—电电传感器、磁—电传感器电化学传感器按传感器的能源分类：有源传感器、无源传感器国标制定的传感器分类体系表将传感器分为：物理量、化学量、生物类传感器含12个小类：力学量、热学量、光学量、磁学量、电学量、声学量、射线、气体、离子、温度传感器以及生化量、生理量传感器。
1．传感器的性能参数反映了传感器的输入输出关系2．传感器的静态特性是什么？由哪些性能指标描述？主要性能参数的意义是什么1线性度：传感器的输入-输出校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏离与传感器满量程输出之比，线性度RL是表征实际特性与拟合直线不吻合的参数拟合方法：理论线性度(理论拟合)、 c、端基线性度(端点连线拟合)d、独立线性度(端点平移)最小二乘法线性度2迟滞：传感器在正、反行程期间输入、输出曲线不重合的现象称迟滞（迟环）。
《传感器期末复习》课件
精度
传感器输出测量值与 实际值之间的偏差程 度，通常用百分比来 描述。
稳定性
传感器在长时间使用 过程中表现出来的性 能稳定程度。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
选择传感器的 方法
选择传感器需考虑测 量物理量、测量范围、 环境等因素，同时也 需考虑性能和成本方 面。
传感器的应用案例
温度传感器在工业生产中 的应用
光敏传感器在智能家居中 的应用
在本次期末复习中，我对传 感器的理解更加深入，同时 也认识到其在社会中的重要 性和潜力。
温度传感器广泛应用于各行各业， 如自动化生产线、空调、冰箱等。
光敏传感器在智能灯具、自动晾 衣架、自动窗帘等智能家居中被 广泛应用。
磁力传感器在医学检测中 的应用
磁力传感器可用于检测人体磁场 分布，目前主要应用于心电监测 和磁共振成像等方面。
压力传感器在气象预测中的应用
气压传感器通常应用于气象站、飞机、导弹及地矿勘察等领域，可以帮助进行气象预测和环境监测。
传感器的发展趋势
1 无线传感器网络
2 微型化传感器
无线传感器网络有望提高传感器的可拓展性、 灵活性和传输效率。
随着微型技术的发展，将出现越来越小的传 感器，为监测和控制提供更便捷的方式。
3 智能化传感器
感知科技的发展使得传感器从单纯的物理信 号转变为可以进行数据分析和决策的智能系 统。
4 物联网时代下的传感器应用
传感器技术在物联网环境中得到更广泛的应 用和普及，未来有望推动社会的数字化和智 能化进程。
总结与展望
传感器对社会的贡献
传感器技术的发展改变了社 会的面貌，为经济的发展和 社会的进步带来了巨大的贡 献。
传感器的未来发展方向
随着新技术的涌现和应用环 境的变化，未来传感器技术 还有很大的发展空间。
传感器原理及应用期末试题
传感器原理及应用期末试题一．判断题.(本题共10分，对则打“√”，不对则打“×”)1．A/D 转换就是把模拟信号转换成连续的数字信号。
（ ）2．固有频率f n =400Hz 的振动子的工作频率范围为f > 400Hz 。
（ ）3．信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。
（ ）4．一台仪器的重复性很好，但测得的结果并不准确，这是由于存在随机误差的缘故。
（ ）5．一般来说测量系统的固有频率越高，则其灵敏度就越低。
（ ）6．交流电桥的输出信号经放大后，直接记录就能获得其输入信号的模拟信号了。
（ ）7．测量小应变时，应选用灵敏度高的金属丝应变片，测量大应变时，应选用灵敏度低的半导体应变片。
（ ）8．传递函数表征了系统的传递特性，并反映了物理结构，因此凡传递函数相同的系统，其物理结构必然相同。
（ ） 9．dt e t x ftj ⎰+∞∞--π2)(称为信号x(t)的频率响应函数。
（ ）10．作为温度补偿的应变片应和工作应变片作相邻桥臂且分别贴在与被测试件相同的置于同一温度 场的材料上。
（ ）二．选择题(共24分，每空1.5分，每题只有一个正确答案)1.压电式加速度计测量系统的工作频率下限取决于（ ）a.加速度计力学系统的频率特性；b.压电晶体的电路特性；c.测量电路的时间常数。
2.用惯性式加速度计进行测量，为保证相位关系不变，应选择适当的阻尼比β，一般取β=（ ）或β=（ ）;而对惯性式位移传感器应有β=（ ）a.β=0 ;b.β=0.7 ;c.β=1 ;d.β=0.863.要测量x(t)=5aSin40πt+aSin2000πt 的振动位移信号，为了尽量减少失真，应采用（ ） 的惯性加速度计。
a. f n =15Hz 、β=0.707;b. f n =1000Hz 、β=0.707 ;c. f n =50kHz 、β=0.044.压电式加速度传感器的阻尼率一般为（ ）a.β>1 ;b.0.707<β<1 ;c.β=0.707 ;d.β<<0.7075.描述非周期信号的数学工具是（ ）。
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国家标准对传感器定义是：
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以下含义：
1、它是由敏感元件和转换元件构成的检测装置；
2、能按一定规律将被测量转换成电信号输出；
3、传感器的输出与输入之间存在确定的关系；
按使用的场合不同又称为:变换器、换能器、探测器
1.1.2传感器的组成
传感器由敏感元件、转换元件、基本电路三部分组成：
图示 ：被测量---敏感原件-----转换原件----基本电路-------电量输出
电容式压力传感器-------------------压电式加速度传感器----------------------电位器式压力传感器
1.1.3传感器的分类
第一章传感器概述
人的体力和脑力劳动通过感觉器官接收外界信号， 将这些信号传送给大脑， 大脑把这些信号分析处理传递给肌体。
如果用机器完成这一过程， 计算机相当人的大脑， 执行机构相当人的肌体， 传感器相当于人的五官和皮肤。
1.1.1传感器的定义
广义： 传感器是一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号的输出器件和装置。
1） 按传感器检测的范畴分类：生物量传感器、化学量传感器、物理量传感器、
2）按输入量分类：速度、位移、角速度、力、力矩、压力、流速、液面、温度、湿度
3）按传感器的输出信号分类：模拟传感器数字传感器
4）按传感器的结构分类：结构型传感器、物性型传感器、复合型传感器
5）按传感器的功能分类：智能传感器、多功能传感器、单功能传感器
差！
入信号按正弦 化 ，分析 特性的相位、振幅、
率， 称 率响 ；
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实用标准文案
精彩文档 3.简要说明电容式传感器的原理
电容式传感器能将被测量转换为传感器电容变化，传感器有动静两个极板，极板间的电容为C=ε0εr A/δ0
式中：
ε0 真空介电常数8.854×10-12F/m εr 介质的相对介电常数 δ0 两极板间的距离 A 极板的有效面积
当动极板运动或几班见的介质变化就会引起传感器电容值的变化，从而构成变极距式，变面积式和变介质型的电容式传感器。
4.简述电涡流传感器工作原理及其主要用途。
电涡流式传感器就是基于涡流效应工作的。
电涡流式传感器具有结构简单、频率响应快、灵敏度高、抗干扰能力强、体积小、能进行非接触测量等特点，因此被广泛用于测量位移、振动、厚度、转速、表面温度等参数，以及用于无损探伤或作为接近开关，是一种很有发展前途的传感器。
6.简述光敏电阻的工作原理。
光敏电阻是一种基于光电导效应（内光电效应）工作的元件，即在光的照射下，半导体电导率发生变化的现象。
光照时使半导体中载流子浓度增加，从而增大了导电性，电阻值减小。
照射光线愈强，电阻值下降愈多，光照停止，自由电子与空穴逐渐复合，电阻又恢复原值。
7.什么叫零点残余电压？产生的原因有哪些？
当衔铁处于差动电感的中间位置时，无论怎样调节衔铁的位置，均无法使测量转换电路输出为零，总有一个很小的输出电压，这种微小误差电压称为零点残余电压。
产生零点残余电压的具体原因有：① 差动电感两个线圈的电气参数、几何尺寸或磁路参数不完全对称；② 存在寄生参数，如线圈间的寄生电容及线圈、引线与外壳间的分布电容；③ 电源电压含有高次谐波；④ 磁路的磁化曲线存在非线性。
8.简述霍尔传感器的工作原理。
金属或半导体薄片两端通控制电流 ，并在薄片的垂直方向上施加磁感应强度为 的磁场，那么，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电势 （称为霍尔电势电压）,这种现象称为霍尔效应。
霍尔电势的大小正比于控制电流和磁感应强度， 称为霍尔元件的灵敏度，它与元件材料的性质与几何尺寸有关。
9.什么叫纵向应变效应？什么叫横向应变效应？
应变片在受到外力变形时，其截面积变化引起的电阻变化，称为横向效应。
应变片在收到外力变形时，其长度变化引起的电阻变化，称为纵向效应。
也就是说，导体在长度上发生变化时，截面积也会随之变化，所以应变效应包含纵向效应和横向效应。
10.简述利用面型CCD 摄像传感器实现二位图像识别的基本原理。
物体成像聚焦在CCD 图像传感器上，视频处理器对输出信号进行存储和数据处理，整个过程由微机控制完成，根据几何光学原理，可推导出被测物体尺寸计算公式:
式中：n 为物体成像覆盖的光敏像素数；p 为像素间距；M 为成像倍率。
微机可对多次测量求平均值，精确的到被测物体的尺寸。
任何能够用光学成像的零件都可以用这种方法实现不接触的在线自动检测的目的。
11.变压器电桥电路和带相敏检波电桥电路哪个能更好的起到测量转换电路？为什么？
采用相敏整流电路，得到的输出信号既能反映位移的大小，又能反映位移的方向；而变压器电桥电路的输出电压随位移方向不同而反相1800，由于桥路电源是交流电，若在转换电路的输出端接上普通仪表时，无法判别输出的极性和衔铁位移的方向。
此外，当衔铁处于差动电感的中间位置时，还存在零点残余电压。
所以相敏整流的电桥电路能更好地起到测量转换作用。
12.常见的压电材料有哪些？各有什么特点？
常见的压电材料可分为三大类：压电晶体、压电陶瓷与高分子压电材料。
石英晶体还具有机械强度高、绝缘性能好、动态响应快、线性范围宽、迟滞小等优点。
但石英晶体压电系数较小，灵敏度较低，且价格较贵。
压电陶瓷是人工制造的多晶体压电材料。
与石英晶体相比，压电陶瓷的压电系数很高，制造成本很低。
因此，在实际中使用的压电传感器，大都采用压电陶瓷材料。