传感器原理与应用复习要点
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。
传感器原理与应用复习要点
第一章传感器的一般特性1.传感器的定义？传感器是将各种非电量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。
2.传感器的发展趋势有哪些？传感器的固态化、传感器的集成化和多功能化、传感器的图像化、传感器的智能化3.传感器的作用是什么？4.传感器技术的三要素。
传感器由哪3部分组成？三要素是：检测原理、材料科学、工艺加工。
传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成，有时还需要加辅助电源5.传感器的静态特性有哪些？并理解其意义。
6.什么是传感器的动态特性？动态特性指标主要有哪几个？①动态特性是指传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。
②7.画出传感器的组成方框图，各部分的作用。
8.什么是传感器的精度等级？一个0.5级电压表的测量范围是0~100V，那么该仪表的最大绝对误差为多少伏？第二章应变式传感器9.应变片有那些种类？金属丝式、金属箔式、半导体式。
10.应变式传感器由哪两个主要部分组成。
应变式传感器包括两个部分：一是弹性敏感元件，利用它将被测物理量（如力、扭矩、加速度、压力等）转换为弹性体的应变值；另一个是应变片作为转换元件将应变转换为电阻的变化。
11.什么是压阻效应？影响压阻系数的因素？单晶硅材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象被称为压阻效应。
⑵影响压阻系数的因素主要是扩散电阻的表面杂质浓度和温度。
12.应变式传感器接成应变桥式电路的理解、输出信号计算。
为了减少温度影响，压阻器件一般采用恒流源供电，如图（2-27）所示。
假设电桥中两个支路的电阻相等，即R ABC=R ADC=2（R+ △R T），故有R ABC=R ADC=2I因此电桥的输出为U sc=U BD=1/2 .I.（R+ △R+ △R T ）-1/2 .I.（R- △R+△R T）整理后得U sc=I △ R可见，电桥输出与电阻变化成正比，即与被测量成正比，与恒流源电流成正比，即与恒流源电流大小和精度有关。
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。
3.2电阻应变片的种类有哪些？各有什么特点？金属电阻应变片：主要基于应变效应导致其材料几何尺寸的变化；半导体电阻应变片：主要基于半导体材料的压阻效应。
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。
传感器及应用复习
传感器及应用复习名词解释：10道第1章传感器的基本知识传感器：传感器就是利用物理效应、化学效应、生物效应，把被侧的物理量、化学量、生物量等非电量转换成电量的器件或装置。
应力：截面积为S的物体受到外力F的作用并处于平衡状态时，在物体单位截面积上引起的内力称为应力。
应变：应变是物体受外力作用时产生的相对变形。
εl：纵向应变，εr：横向应变110-6ε胡克定律与弹性模量：胡克定律：当应力未超过某一限值时，应力与应变成正比；E为弹性模量或杨氏模量，单位为N/m2；G为剪切模量或刚性模量，τ为切应力第2张线性位移传感器及应用应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变片和应变电桥组成。
电感式传感器原理：把可移动的铁心称为衔铁，通过测杆与被侧运动物体接触，就可把运动物体的位移转换成电感或互感的变化。
电涡流式传感器原理：电涡流式传感器是一个绕在骨架上的导线所构成的空心线圈，它与正弦交流电源接通，通过线圈的电流会在线圈的周围空间产生交变磁场。
压电效应：当某些电介质受到一定方向外力作用而变形时，其内部便会产生极化现象，在他们的上下表面会产生符号相反的等量电荷；当外力的方向改变时，其表面产生的电荷极性也随之改变；当外力消失后又恢复不带电状态，这种现象称为压电效应。
霍尔效应：在通有电流的金属板上加一匀强磁场，当电流方向与磁场方向垂直时，在与电流和磁场都垂直的金属板的两表面间出现电势差，这个现象称为霍尔效应。
光电效应：当物质受光照射后，物质的电子吸收了光子的能量所产生的电现象称为光电效应。
①外光电效应：外光电效应即光电子发射效应，在光的作用下使电子逸出物体表面；②内光电效应：内光电效应有光电导效应、光电动势效应及热电效应。
第3章位移传感器在制造业中的应用第4章力与运动学量传感器及应用第5章压力、流量和物位传感器及应用第6章温度传感器及应用热电效应（赛克威尔效应）：将两种不同导体A、B两端连接在一起组成闭合回路，并使两端处于不同温度环境，在回路中会产生热电动势而形成电流，这一现象称为热电效应。
传感器原理与应用复习资料（推荐五篇）
传感器原理与应用复习资料（推荐五篇）第一篇：传感器原理与应用复习资料光栅传感器中莫尔条纹的一个重要特性是具有位移放大作用。
如果两个光栅距相等，即W=0.02mm，其夹角θ=0.1°，则莫尔条纹的宽度B=11.46㎜莫尔条纹的放大倍数K= 573.2。
光栅传感器结构为：光源→标尺光栅→指示光栅→光电元件在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中，①（①变面积型，②变极距型，③变介电常数型）是线性的关系。
传感器是能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，传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件以及相应的信号调节转换电路组成。
电阻应变片式传感器按制造材料可分为①金属材料和②半导体体材料。
它们在受到外力作用时电阻发生变化，其中①的电阻变化主要是由电阻应变效应形成的光电传感器的工作原理是基于物质的光电效应，目前所利用的光电效应大致有三大类：第一类是利用在光线作用下材料中电子溢出表面的现象，即外光电效应，光电管以及光电倍增管传感器属于这一类；第二类是利用在光线作用下材料电阻率发生改变的现象，即内光电效应。
光敏电阻传感器属于这一类。
第三类是利用在光线作用下光势垒现象，即光生伏特效应，光敏二极管及光敏三极管_ 传感器属于这一类。
传感器由敏感元件、传感元件、测量转换电路三部分组成。
依据传感器的工作原理，传感器分敏感元件,转换元件,测量电路三个部分组成。
光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，其中内光电效应可以分为光电导效应、光生伏特效应光电倍增管是利用二次电子释放效应，将光电流在管内部进行放大。
它由光电阴极、若干倍增极和阳极三部分组成。
编码器用来测量角位移。
在数控机床直线进给运动控制中，通过测量角位移间接测量出直线位移，表达式为 x＝t/360︒× θ。
绝对式编码器输出二进制编码，增量式编码器输出脉冲。
增量式编码器输出信号要进行辨向、零标志和倍频等处理。
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第一章传感器的一般特性
1.传感器技术的三要素。
传感器由哪3部分组成？
2.传感器的静态特性有哪些指标？并理解其意义。
3.画出传感器的组成方框图，理解各部分的作用。
4.什么是传感器的精度等级？一个0.5级电压表的测量范围是
0~100V，那么该仪表的最大绝对误差为多少伏？
5.传感器工作在差动状态与非差动状态时的优点有哪些？灵敏度、
非线性度？
第二章应变式传感器
6.应变片有那些种类？金属丝式、金属箔式、半导体式。
7.什么是压阻效应？
8.应变式传感器接成应变桥式电路的理解、输出信号计算。
应变片
桥式传感器为什么应配差动放器？
9.掌握电子称的基本原理框图，以及各部分的作用。
10.电阻应变片/半导体应变片的工作原理各基于什么效应？
11.半导体应变片与金属应变片各有哪些特点。
第三章电容式传感器
12.电容式传感器按工作原理可分为哪3种？
13.寄生电容和分布电容对电容式传感器有什么影响？解决电缆电容
影响的方法有那些？
14.什么是电容电场的边缘效应？理解等位环的工作原理。
15.运算法电容传感器测量电路的原理及特点。
第四章电感式传感器
16.了解差动变压器的用途及特点。
17.差动变压器的零点残余电压产生的原因？
第五章压电式传感器
18.什么是压电效应？什么是逆压电效应？常用压电材料有哪些？
19.压电传感器能否测量缓慢变化和静态信号？为什么？
20.压电传感器的前置放大器电路形式主要有哪两种？理解电压放大
器、电荷放大器的作用。
第六章数字式传感器
21.光栅传感器的原理。
采用什么技术可测量小于栅距的位移量？
22.振弦式传感器的工作原理。
第七章热电式传感器
23.热电偶的热电势由那几部分组成？
24.热电偶的三定律的理解。
25.掌握热电偶的热电效应。
26.热电偶冷端补偿原理和必要性及补偿电桥法的补偿原理。
27.铂电阻采用三线制接线方式的原理和特点？
28.采用负温度系数热敏电阻稳定晶体管放大器静态工作点的工作原
理。
29.集成温度传感器AD590的主要特点。
30.数字式集成温度传感器DS18B20的主要特点。
第八章固态传感器
31.霍尔效应
32.霍尔集成传感器——线性、开关两类内部构成。
33.探测微弱光应采用何种传感器？
34.什么是光电效应，什么是光电导效应和光生伏特效应？
35.什么是内/外光电效应？利用此效应制作的典型传感器有那些？
36.为什么光电池作光照度测量时要采用短路输出形式？
37.硅光电池的最大开路电压是多少？
38.硅光电池的光电转换效率理论最大值和实际值？
39.在电路中使用光敏二极管怎样偏置？
40.光电隔离耦合器的内部结构是怎样的？
41.气敏传感器的原理，掌握可燃气体报警电路工作原理。
42.用电阻式湿度传感器测量湿度时，所加的激励电源为什么应为交
流电源？。
43.用光敏传感器设计一个自动开关路灯的控制电路。
第九章光纤式传感器
44.光纤传感器的特点有哪些？
45.光纤传感器的分类？
第十章传感器的标定
46.什么是传感器的标定？何情况下需要标定？第一章传感器的一般特性
1.传感器技术的三要素。
传感器由哪3部分组成？
2.传感器的静态特性有哪些？并理解其意义。
3.画出传感器的组成方框图，理解各部分的作用。
4.什么是传感器的精度等级？一个0.5级电压表的测量范围是
0~100V，那么该仪表的最大绝对误差为多少伏？
5.传感器工作在差动状态与非差动状态时的优点有哪些？灵敏度、
非线性度？
第二章应变式传感器
6.应变片有那些种类？金属丝式、金属箔式、半导体式。
7.什么是压阻效应？
8.应变式传感器接成应变桥式电路的理解、输出信号计算。
应变片
桥式传感器为什么应配差动放器？
9.掌握电子称的基本原理框图，以及各部分的作用。
10.电阻应变片/半导体应变片的工作原理各基于什么效应？
11.半导体应变片与金属应变片各有哪些特点。
第三章电容式传感器
12.电容式传感器按工作原理可分为哪3种？
13.寄生电容和分布电容对电容式传感器有什么影响？解决电缆电
容影响的方法有那些？
14.什么是电容电场的边缘效应？理解等位环的工作原理。
15.运算法电容传感器测量电路的原理及特点。
第四章电感式传感器
16.了解差动变压器的用途及特点。
17.差动变压器的零点残余电压产生的原因？
第五章压电式传感器
18.什么是压电效应？什么是逆压电效应？常用压电材料有哪些？
19.压电传感器能否测量缓慢变化和静态信号？为什么？
20.压电传感器的前置放大器电路形式主要有哪两种？理解电压放
大器、电荷放大器的作用。
第六章数字式传感器
21.光栅传感器的原理。
采用什么技术可测量小于栅距的位移量？
22.振弦式传感器的工作原理。
第七章热电式传感器
23.热电偶的热电势由那几部分组成？
24.热电偶的三定律的理解。
25.掌握热电偶的热电效应。
26.热电偶冷端补偿原理和必要性及补偿电桥法的补偿原理。
27.铂电阻采用三线制接线方式的原理和特点？
28.采用负温度系数热敏电阻稳定晶体管放大器静态工作点的工作
原理。
29.集成温度传感器AD590的主要特点。
30.数字式集成温度传感器DS18B20的主要特点。
第八章固态传感器
31.霍尔效应
32.霍尔集成传感器——线性、开关两类内部构成。
33.探测微弱光应采用何种传感器？
34.什么是光电效应，什么是光电导效应和光生伏特效应？
35.什么是内/外光电效应？利用此效应制作的典型传感器有那些？
36.为什么光电池作光照度测量时要采用短路输出形式？
37.硅光电池的最大开路电压是多少？
38.硅光电池的光电转换效率理论最大值和实际值？
39.在电路中使用光敏二极管怎样偏置？
40.光电隔离耦合器的内部结构是怎样的？
41.气敏传感器的原理，掌握可燃气体报警电路工作原理。
42.用电阻式湿度传感器测量湿度时，所加的激励电源为什么应为交
流电源？。
43.用光敏传感器设计一个自动开关路灯的控制电路。
第九章光纤式传感器
44.光纤传感器的特点有哪些？
45.光纤传感器的分类？
第十章传感器的标定
46.什么是传感器的标定？何情况下需要标定？。