传感器原理及应用复习
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。
传感器复习题与答案

传感器复习题与答案传感器原理与应⽤复习题第⼀章传感器概述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?本⾝发热⼩,缺点是输出⾮线性。
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》复习题

《传感器原理及应⽤》复习题《传感器原理及应⽤》复习题1.静态特性指标其中的线性度的定义是指。
2.传感器的差动测量⽅法的优点是减⼩了⾮线性误差、。
3. 对于等臂半桥电路为了减⼩或消除⾮线性误差的⽅法可以采⽤的⽅法。
4.⾼频反射式电涡流传感器实际是由和两个部分组成的系统,两者之间通过电磁感应相互作⽤,因此,在能够构成电涡流传感器的应⽤场合中必须存在材料。
5. 霍尔元件需要进⾏温度补偿的原因是因为其系数和受温度影响⼤。
使⽤霍尔传感器测量位移时,需要构造⼀个。
6.热电阻最常⽤的材料是和,⼯业上被⼴泛⽤来测量的温度,在测量温度要求不⾼且温度较低的场合,热电阻得到了⼴泛应⽤。
7.现有霍尔式、电涡流式和光电式三种传感器,设计传送带上塑料零件的计数系统时,应选其中的传感器。
需要测量某设备的外壳温度,已知其范围是300~400℃,要求实现⾼精度测量,应该在铂铑-铂热电偶、铂电阻和热敏电阻中选择。
8. ⼀个⼆进制光学码盘式传感器,为了达到1″左右的分辨⼒,需要采⽤或位码盘。
⼀个刻划直径为400 mm的20位码盘,其外圈分别间隔为稍⼤于µm。
9.⾮功能型光纤传感器中的光纤仅仅起传输光信息的作⽤,功能型光纤传感器是把光纤作为元件。
光纤的NA值⼤表明。
10. 现有霍尔式、电涡流式和光电式三种传感器,设计传送带上塑料零件的计数系统时,应选其中的传感器。
需要测量某设备的外壳温度,已知其范围是300~400℃,要求实现⾼精度测量,应该在铂铑-铂热电偶、铂电阻和热敏电阻中选择。
11.光照使半导体电阻率变化的现象称为内光电效应,基于此效应的器件除光敏电阻外还有处于⼯作状态的光敏⼆极管。
光敏器件的灵敏度可⽤特性表征,它反映光电器件的输⼊光量与输出光电流(电压)之间的关系。
选择光电传感器的光源与光敏器件时主要依据器件的特性。
12.传感器⼀般由 ____、 ____、及辅助电源四个部分组成。
13.传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,输出与输⼊的⽐值。
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)。
传感器原理与应用复习范围

绪论一、传感器:将各种非电量(包括物理量、化学量、生物量等),按照一定的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。
二、传感技术:是利用各种功能材料实现信息检测的一门应用技术,是检测(传感)原理、材料科学、工艺加工等三要素的最佳结合。
三、传感器的组成:传感器一般有敏感元件、转换原件和测量电路三部分组成,有事还需要加辅助电源。
四、传感器分类:1.按输入量分类如输入量分别为温度、压力、位移、速度、加速度、湿度等非电量时,则相应的传感器称为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器、湿度传感器等。
2.按测量原理分类现有传感器的测量原理主要是基于电磁原理和固体物理学理论。
如根据变电阻的原理,相应的有电位器式、应变式传感器;根据变磁阻的原理,相应的有电感式、差动变压器式、电涡流式传感器;根据半导体有关理论,则相应的有半导体力敏、热敏、光敏、气敏等固态传感器。
3.按结构型和物性型分类所谓结构型传感器,主要是通过机械结构的几何形状或尺寸的变化,将外界被测参数转换成相应的电阻、电感、电容等物理量的变化,从而检测出被测信号,这种传感器目前应用的最为普遍。
物性型传感器则是利用某些材料本身物理性质的变化而实现测量,它是以半导体、电介质、铁电体等作为敏感材料的固态器件。
五、传感器的发展趋向1.传感器的固态化,2、传感器的集成化和多功能化3.传感器的图像化4.传感器的智能化第1章传感器的一般特性§1-1 传感器的静态特性传感器在被测量的各个值处于稳定状态时,输出量和输入量之间的关系称为静态特性。
传感器静态特性的主要指标有以下几点:一、线性度(非线性误差)在规定条件下,传感器校准曲线与拟合直线间最大偏差与满量程(F·S)输出值的百分比称为线性度。
二、灵敏度传感器的灵敏度指到达稳定工作状态时输出变化量与引起此变化的输入变化量之比。
线性传感器校准曲线的斜率就是静态灵敏度K。
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。
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一.简答题(40分)1.传感器的基本概念及基本功能传感器就是借助于检测元件(敏感元件)接受一定形式的信息,并按一定的规律将它转换成另一种信息的装置。
它获取的信息,可以是各种物理量、化学量和生物量,而转化后的信息也有各种形式。
目前,将传感器接收到的信息转化为电信号是最常用的一种形式(电信号包括电压,电流及频率信号)基本功能:信息收集,信号数据的转换2.传感器的基本组成并说出每部分的功能传感器通常是由敏感元件,转换元件和调节转换电路三部分组成其中敏感元件是指传感器中能够直接感受或响应被测量的部分;转换元件是指传感器中能够将敏感元件感受或响应的被测量转换成电信号的部分;调节转换电路是指将非适合电量进一步转换成适合电量的部分。
3.传感器的发展趋势1新特性(努力实现传感器的新特性)2可靠性(确保传感器的可靠性,延长其使用寿命)3集成智能(体感传感器的集成化和智能化程度)4微型(传感器微型化)5仿生(发展仿生物传感器)6新材料(新型功能材料开发)7多融合(多传感器信息融合)4.按被测量的不同传感器可以分为哪几类1按感知外界信息基本效应不同分为物理传感器,化学传感器,和生物传感器等2按被测量不同分为力学量/热量/液体成分/气体成分/真空/光/磁/离子/放射线传感器等2按敏感材料不同分为金属/半导体/光纤/陶瓷/高分子材料/复合材料传感器等3按工作原理不同分为应变式/电感式/电容式/压电式/磁电式/光电式/热电式/气敏/湿敏传感器等5.传感器的特性及其概念6.传感器的静态特性包括那几个重要指标传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系。
通常分为静态特性:输入不随时间变化而变化的特性(重要指标包括线性度、灵敏度、重复性、迟滞、零点漂移、温度漂移等)动态特性:输入随时间变化而变化的特性(可从时域和频率方面即对应阶跃响应法和频率响应法方面分析)7..电感式传感器的概念及每类传感器的基本概念1应变式传感器:基于电阻应变片的应变效应(对半导体应变片而言为压阻效应)。
2电感式传感器:基于电磁感应原理,利用磁路磁阻变化引起传感器线圈的电感(自感系数或互感系数)变化来检测非电量的一种机电转换装置。
常见有自感式,互感式,涡流式等。
3电容式传感器:可以把某些非电量的变化通过一个可变电容器转换成电容量变化的装置。
常见有变极距型,变面积型,变介质型。
4压电式传感器:基于压电材料受力作用而变形时,其表面会有电荷产生,从而实现非电量测量原理。
压电式传感器是典型的有源传感器,常见有单向力,双向力,三向力。
5磁电式传感器:利用电磁感应原理将运动速度转换成感应电动势输出的传感器。
又称感应式或电动式传感器。
常见有磁电感应式,霍尔式,磁敏电阻,慈磁敏二极管,磁敏晶体管。
6光电式传感器:利用光电器件把光信号转换成电信号的装置。
先将被测量的变化转换成光量的变化,通过光电器件把光量的变化转化为相应的电量变化,实现非电量测量。
常见有光敏电阻,光敏二极管,光敏晶体管。
7热电式传感器:将温度变化转换为电量变化的装置,它利用敏感元件的特征参数随温度变化而变化的特性来达到测量目的。
常见有热电阻,热电偶,热敏元件。
8气敏传感器:用来测量气体的类别,浓度和成分的传感器。
由“识别”和“放大”两部分非组成。
常见分为半导体气敏传感器和非半导体气敏传感器两类。
9湿敏传感器:用以感受大气湿度并转化为适当电信号的传感器。
8.画图并说明电涡流传感器测转速的基本原理在一个旋转金属体上加一个有N个齿的齿轮,旁边安装电涡流传感器,如下图所示,当旋转体转动时,电涡流传感器将周期地改变输出信号,改输出信号的频率可由频率计测出,由此可计算出转速9.根据电容量大小的公式说明电容式传感器的几种类型,并画出电容式传感器的等效电路BA电容式传感器的电容量为d AC ε=,其中r εεε0=,m F /1085.8120-⨯≈ε,为真空介电常数;rε为极板间介质相对介电常数;A 为两平行板所覆盖的面积;d 为两平行板间的距离。
据此原理,故可将电容式传感器分为变极距型,变面积型,变介质型。
其等效电路如图所示。
其中s R 代表引线电阻、电容支架和极板间的电阻(其值随着f 增大而增大,故在高频时才加以考虑)。
L 应包括电缆的电感。
p R 为并联损耗电阻,代表极板间的泄漏电阻和极板间的介质损耗(随着f 增大其值即容抗减小,对系统的影响随之减弱)10.什么是压电效应及其分类。
为什么不能用压电传感器测静态压力压电效应是当沿着一定方向对某些电介质施力而使它变形时,其内部就产生极化现象,同时在它的两个表面上便产生符号相反的电荷;当外力去掉后,又重新恢复不带电状态的现象,这种现象又称为正压电效应。
(当作用力的方向改变时,电荷的极性也随着改变)相反,当在电介质的极化方向上施加电场时,这些电解质也会产生变形,这种现象称为逆压电效应。
压电传感器可以等效为一个电荷发生器或电容器,但其产生的电荷量很微弱,在极短的时间内便会由自身泄漏掉,只有在动态力作用下,电荷才可以不断补充,不至于完全泄漏掉。
故在静态作用力作用下,无论是否受力,无论受力多大,都无信号输出。
所以压电传感器不能用于静态测量。
11.说明压电传感器转换电路中的电压放大器与电荷放大器的优缺点及各自要解决的问题压电式传感器本身的内阻抗很高,而输出能量较小,因此它的转换电路通常需要接入一个高输入阻抗的前置放大器,其作用为:1. 把它的高输出阻抗变换为低输出阻抗;2.放大传感器输出的微弱信号。
压电传感器的输出可以是电压信号,也可以是电荷信号,因此前置放大器也有两种形式:电压放大器和电荷放大器。
正压电 变形(压力) 逆压电 极化(电场) 机械能电能电压放大器:输出电压sc U 与压电元件的输出电压成正比,但易受电缆电容c C 的影响。
电荷放大器:基于密勒效应。
低频响应较电压放大器好得多,可以实现对准静态的物理量进行测量。
输出电压sc U 与q 成正比,与电缆电容c C 无关。
价格高,电路复杂,维护较为困难。
12.磁电感应式传感器的基本概念及其分类(与第七题重合)利用电磁感应原理将运动速度转换成感应电动势输出的传感器。
又称感应式或电动式传感器。
磁电感应式传感器是一种机—电能量转换型传感器,是利用导体和磁场发生相对运动产生感应电动势的原理而制作。
适用于振动,转速,扭矩等测量。
常见有磁电感应式,霍尔式,磁敏电阻,慈磁敏二极管,磁敏晶体管。
13.霍尔传感器基本原理及其可能应用场合基于霍尔元件的霍尔效应,霍尔效应是物质在磁场中表现的一种特性,它是由于运动电荷在磁场中受到洛仑兹力作用产生的结果。
当把一块金属或半导体薄片垂直放在磁感应强度为B 的磁场中,沿着垂直于磁场方向通电流c I ,就会在薄片的另一对侧面积间产生电动势h U ,这种=现象称为霍尔效应,所产生的电动势称为霍尔电动势,这种薄片(一般为半导体)称为霍尔片或霍尔元件。
霍尔元件有对磁场敏感,结构简单,频率响应宽,动态范围大,寿命长,无接触等优点,可广泛用于测量技术、自动化技术、和信息处理等方面。
例如霍尔位移传感器,霍尔转速测量,汽车霍尔点火器,霍尔传感器无接触测电流。
14.什么是外光电效应,内光电效应15.什么是光生伏特效应,光电导效应,分别列举相关器件光电效应即为光电器件在光能的激发下产生某些电特性的变化。
1在光照射下,电子逸出物体表面向外发射发射的现象称为外光电效应,又称光电发射效应。
基于此原理工作的光电式传感器有光电管和光电倍增管。
2通过入射光子引起物质内部产生光生载流子,这些光生载流子引起物质电学性质发生变化,这种现象称为内光电效应。
内光电效应分为和光电导效应和光生伏特效应。
a.光电导效应:绝大多数高电阻率的半导体,受光照射吸收光子能量后,产生电阻率降低而易于导电的现象。
基于此原理工作的光电式传感器有光敏电阻。
b.光生伏特效应:光照射引起PN 结两端产生电动势的现象称为光生伏特效应。
基于此原理工作的光电式传感器有光敏二极管,光敏晶体管(又称光敏三极管)。
16.什么叫热电效应,热电偶的基本工作原理是什么在两种不同的导体(或半导体)A 和B 组成的闭合回路中,如果他们两个的结点的温度不同,则回路中会产生一个电动势,通常称这种电动势为热电动势,这种现象就是热电效。
热电偶的工作原理便是基于热电效应。
17.热电偶有哪些基本定律1中间温度定理:热电偶AB 的热电动势仅取决于热电偶的材料及结点温度。
而与温度沿热电极的分布以及热电极的尺寸和形状无关。
2中间导体定律:在热电偶AB 回路中,只要接入的第三导体两端温度相同,则对回路的总热电动势没有影响。
3标准电极定律:当热电偶回路的两个结点温度为T 、0T 时,用导体AB 组成热电偶的热电动势等于热电偶AC 和热电偶CB 的热电动势的代数和。
- + 光生电子—空穴对 图15-2-b PN 结光生伏特效应原理图18.什么是智能传感器,常见的智能传感器的形式智能传感器就是带微处理器、兼有信息监测和信息处理功能的传感器,其最大特点是将传感器检测信息的功能与微处理器的信息处理功能有机的融合在一起。
简而言之,智能传感器就是带有智能芯片的集成传感器。
形式:1将传感器与微处理器集成在一个芯片上。
2传感器通过总线接口直接匹配微处理器。
19.智能传感器的基本功能及其特点功能:1具有自校准和故障自诊断功能2具有数据储存、逻辑判断、和信息处理功能3具有组态功能,使用灵活4具有双向通信功能特点:1精度高2量程宽3多参数多功能测量4自适应能力强5较高的性能价格比20.C语言和汇编语言混合编程形式1C语言内嵌汇编语言2汇编语言使用C语言定义的全局变量3C语言中调用汇编函数4汇编语言中调用C语言函数21.智能传感器中使用的六种总线HART(Highway Addressable Remote Transducer),可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议总线(单总线)I2总线(两线式串行总线 Inter-Integrated Circuit)2.C总线(系统管理总线 System Management Bus)总线(串行外设接口 Serial Peripheral Interface)Wire总线(Micro wire串行接口是SPI的精简接口,能满足通常外设的需求)总线(通用串行总线 U niversal S erial B us)。