传感器原理及应用_复习总结
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。
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。
传感器的原理及应用
元件的d、k为定值,再保持I恒定,则UH的变化就与B 成正比(如图2所示).
图2 (2)工作原理:外部磁场使运动的载流子受到洛伦兹力, 在导体板的一侧聚集,在导体板的另一侧会出现多余的 另一种电荷,从而形成横向电场;横向电场对电子施加 与洛伦兹力方向相反的静电力.当静电力与洛伦兹力达 到平衡时,导体板左右两侧会形成稳定的电压.
,与已知Q随
时间的变化关系对比可知d∝(t+a),即待测物体的运动
为匀速运动,故③可能正确.
答案 C
方法提炼 本题以电容式速度传感器和图象立意命题,考查了
匀强电场中的场强与电势差的关系、平行板电容器知
识和用图象表示物理量之间的关系等,本题难度较大.求 解本题,要注意利用“Q随时间t的变化关系Q=b 及
热点二 常用的电容式传感器 1.角度的电容式传感器,原理是当旋转动片时,电容器
两个彼此绝缘的金属板的正对面积发生变化,从而引 起容式传感器,原理是导电液体相当于电容器 的一个极板,当液体的深度发生变化时,相当于两个 极板的正对面积发生变化,从而电容发生变化.如图 乙所示.
图4 (2)工作原理:鼠标移动时,滚球运动通过滚轴带动两 个码盘转动,红外接收管就收到断续的红外线脉冲, 输出相应的电脉冲信号,计算机分别统计x、y两个 方向上的脉冲信号,处理后就使屏幕上的光标产生相 应的位移.
题型探究
题型1 传感器的工作原理
【例1】 如图5甲是某同学设计的电容式速度传感器原
理图,其中上板为固定极板,下板为待测物体,在两极
板间电压恒定的条件下,极板上所带电荷量Q将随待
测物体的上下运动而变化.若Q随时间t的变化关系为
Q= b （a、b为大于零的常数）,其图象如图乙所 ta
示,那么图丙、图丁中反映极板间场强大小E和物体
传感器的原理及实用技术期末复习1
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。
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）。
温度传感器的原理和应用实验总结
温度传感器的原理和应用实验总结1. 引言温度传感器是一种常见的用于测量环境或物体温度的设备。
它可以将温度转换为电信号，进而提供给其他设备进行处理和控制。
本文将介绍温度传感器的工作原理，并总结一些常见的实验应用。
2. 温度传感器的工作原理温度传感器的工作原理基于热电效应、电阻变化或半导体温度特性等原理。
以下是几种常见的温度传感器工作原理：2.1 热电温度传感器热电温度传感器基于热电效应，利用不同材料之间的电动势差来测量温度。
常见的热电温度传感器包括热电偶和热电阻。
•热电偶：通过两种不同金属材料的接触，利用金属间的热电效应来生成电信号。
该电信号与温度呈线性关系，可用于测量高温环境。
•热电阻：使用金属、合金或半导体等材料的电阻变化来测量温度。
常见的热电阻包括铂电阻和铜电阻。
2.2 电阻温度传感器电阻温度传感器通过测量电阻值的变化来估计温度。
这种传感器通常使用金属或半导体材料，其电阻值与温度呈线性关系。
常见的电阻温度传感器包括铝电阻和硅电阻。
2.3 半导体温度传感器半导体温度传感器利用半导体材料在不同温度下的电阻变化来测量温度。
它们具有较高的精度和较小的尺寸，广泛应用于汽车、家电和电子设备中。
3. 温度传感器的应用实验温度传感器在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的温度传感器应用实验：3.1 温度监测利用温度传感器监测环境温度的变化。
可以将温度传感器放置在室内或室外，记录温度变化的数据，并进行分析和控制。
3.2 温度控制通过温度传感器控制设备的温度。
例如，将温度传感器与加热元件结合使用，可以实现对恒温箱、电炉等设备温度的控制。
3.3 温度报警当温度超过或低于设定阈值时，温度传感器会触发报警。
这种应用在实验室、仓库、冰箱等场所广泛使用，用于保护物品免受温度变化的影响。
3.4 温度补偿在某些应用中，温度传感器可用于补偿其他传感器测量值的温度误差。
例如，温度传感器可以补偿压力传感器在高温环境下的读数。
3.5 温度检测与追踪利用温度传感器对物体表面温度进行检测和追踪。
传感器原理及应用知识点总结
传感器原理及应用知识点总结传感器是一种能够感知和测量外部环境参数的器件，根据其工作原理和应用领域的不同，可以分为多种类型。
以下是传感器原理及应用的一些常见知识点总结：1. 传感器工作原理：- 电阻传感器：利用材料电阻随环境参数变化而变化的特性，如温度传感器、湿度传感器等。
- 压阻传感器：利用材料电阻随压力变化而变化的特性，如压力传感器。
- 电容传感器：利用材料电容随环境参数变化而变化的特性，如接近传感器、触摸传感器等。
- 磁性传感器：利用材料磁性随环境参数变化而变化的特性，如磁场传感器、位置传感器等。
- 光电传感器：利用材料对光的敏感性随环境参数变化而变化的特性，如光电开关、红外传感器等。
- 声波传感器：利用材料对声音的敏感性随环境参数变化而变化的特性，如声音传感器、超声波传感器等。
2. 传感器应用领域：- 工业自动化：用于监测和控制生产过程中的环境参数，如温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
- 汽车电子：用于检测和控制汽车各个系统的参数，如发动机温度传感器、氧气浓度传感器、轮胎压力传感器等。
- 医疗器械：用于监测和测量患者的生理参数，如心率传感器、血氧传感器、体温传感器等。
- 智能家居：用于实现家庭环境的智能化控制，如温湿度传感器、光照传感器、烟雾传感器等。
- 安防监控：用于监测和识别环境中的异常行为和事件，如人体红外感应器、摄像头、指纹传感器等。
3. 传感器的特性：- 灵敏度：指传感器对环境参数变化的反应程度，一般以输出信号的变化量表示。
- 精度：指传感器输出信号与实际环境参数之间的偏差，一般以误差大小表示。
- 响应时间：指传感器从检测到环境参数变化到输出信号发生变化的时间，一般以时间间隔表示。
- 工作范围：指传感器能够正常工作的环境参数范围，一般以最大和最小值表示。
总之，传感器是现代科技中非常重要的一部分，它们的工作原理和应用领域非常广泛，为各个领域的科研和生产提供了重要的技术支持。
对传感器的研究和应用有助于实现更多领域的自动化、智能化和安全化。
传感器原理及应用 笔记
传感器原理及应用笔记一、传感器的基本原理传感器是一种能够感知、检测和测量某种特定物理量的器件或装置，将物理量转化为电信号或其他形式的输出。
传感器的基本原理是通过敏感元件对物理量进行测量，将物理量转化为可感知的信号输出。
传感器的工作原理通常涉及一些常见的物理学原理，比如压电效应、热敏效应、光敏效应、磁敏效应等。
1. 压电效应压电效应是指某些晶体或陶瓷在受到机械应力作用时，会产生电荷的现象。
利用压电效应制成的传感器可以将受力或压力转化为电信号输出，常用于压力传感器、加速度传感器等领域。
2. 热敏效应热敏效应是指材料的电阻、电容或电动势随温度的变化而变化的性质。
利用热敏效应的原理，可以制成温度传感器、湿度传感器等用于检测环境温湿度的传感器。
3. 光敏效应光敏效应是指某些材料在受到光照射时，会发生电阻、电压或电流等性质的变化。
利用光敏效应制成的传感器可以用于光电传感器、光敏电阻、光电二极管等应用。
4. 磁敏效应磁敏效应是指某些材料在受到磁场影响时，会产生电荷或电压的现象。
利用磁敏效应制成的传感器可以用于磁场传感器、磁力传感器等领域。
二、传感器的应用领域传感器在各个行业都有着广泛的应用，如工业自动化、智能家居、医疗健康、环境监测等领域。
1. 工业自动化在工业自动化中，各种传感器被广泛应用于生产线监测、设备控制、物料检测等方面。
压力传感器、温度传感器、光电传感器等传感器可以实现对各种生产参数的实时监测和反馈，从而提高生产效率和质量。
2. 智能家居在智能家居领域，各种传感器可以实现对环境温湿度、光照强度、空气质量等参数的监测和控制。
通过智能传感器网络，可以实现智能灯光控制、智能家电控制、安防监控等功能。
3. 医疗健康传感器在医疗健康领域可以实现对人体生理参数的监测，比如心率传感器、血压传感器、体温传感器等可以用于疾病预防、健康管理等方面。
4. 环境监测大气污染传感器、水质传感器、土壤湿度传感器等可以用于环境监测和保护，实现对环境参数的实时监测和预警。
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传感器原理及应用总结
➢传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。
➢传感器的基本特性通常用其静态特性和动态特性来描述。
➢电阻传感器的基本原理是将各种被测非电量转为对电阻的变化量的测量，从而达到测量的目的。
➢金属丝电阻应变片与半导体应变片的工作原理主要区别在于前者利用导体形变引起电阻变化、后者利用半导体电阻率变化引起电阻变化。
➢金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称应变效应；半导体或固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称压阻效应。
直线的电阻丝绕成敏感栅后，长度相同但应变不同，圆弧部分使灵敏度K下降了，这种现象称为横向效应。
➢光电开关和光电断续器是开关式光电传感器的常用器件，主要用来检测物体的靠近、通过等状态。
➢光电式传感器由光源、光学元器件和光电元器件组成光路系统，结合相应的测量转换电路而构成。
➢硅光电池的光电特性中，光照度与其短路电流呈线性关系。
➢光敏二极管的结构与普通二级管类似。
它是在反向电压下工作的。
➢压电传感元件是一种力敏感元件，它由压电传感元件和测量转换电路组成。
➢压电式传感器的工作原理是基于某些电介质材料的压电效应。
它是典型的有源传感器。
➢压电材料在使用中一般是两片以上，在以电荷作为输出的地方一般是把压电元件并联起来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件串联起来。
➢差动电感式传感器与单线圈电感式传感器相比，线性好、灵感度提高一倍、测量精度高。
➢螺线管式差动变压器式传感器理论上讲，衔铁位于中心位置时输出电压为零，而实际上差动变压器输出电压不为零，我们把这个不为零的电压称为零点残余电压；利用差动变压器测量位移时如果要求区别位移方向（或正负）可采用相敏检波电路。
➢差动变压器式传感器理论上讲，衔铁位于中心位置时输出电压为零，而实际上差动变压器输出电
压不为零，我们把这个不为零的电压称为零点残余电压；利用差动变压器测量位移时如果要求区别位移方向（或正负）可采用相敏检波电路。
➢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，这种现象称为逆压电效应。
➢气敏电阻的材料不是通常的硅或锗材料，而是金属氧化物材料。
➢霍尔元件采用恒流源激励是为了减小温漂。