传感器的基本要求(12复习).
传感器与检测技术总复习(精华)
填空：1.传感器是把外界输入的非电信号转换成(电信号)的装置。
2.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。
3.传感器一般由(敏感元件)与转换元件组成。
(敏感元件)是指传感器中能直接感受被测量的部分(转换元件)是指传感器中能将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部分。
4.半导体应变片使用半导体材料制成，其工作原理是基于半导体材料的(压阻效应)。
5.半导体应变片与金属丝式应变片相比较优点是(灵敏系数)比金属丝高50~80倍。
6.压阻效应是指半导体材料某一轴向受到外力作用时，其(电阻率ρ)发生变化的现象。
7.电阻应变片的工作原理是基于(应变效应), 即在导体产生机械变形时, 它的电阻值相应发生变化。
8.金属应变片由(敏感栅)、 基片、 覆盖层和引线等部分组成。
9.常用的应变片可分为两类: (金属电阻应变片)和(半导体电阻应变片)。
半导体应变片工作原理是基于半导体材料的 (压阻效应)。
金属电阻应变片的工作原理基于电阻的(应变效应)。
10.金属应变片有（丝式电阻应变片）、（箔式应变片）和薄膜式应变片三种。
11.弹性敏感元件及其基本特性:物体在外力作用下而改变原来尺寸或形状的现象称为(变形),而当外力去掉后物体又能完全恢复其原来的尺寸和形状，这种变形称为(弹性变形)。
12.直线电阻丝绕成敏感栅后，虽然长度相同，但应变不同，园弧部分使灵敏系数K ↓下降，这种现象称为(横向效应)。
13.为了减小横向效应产生的测量误差, 现在一般多采用(箔式应变片)。
14.电阻应变片的温度补偿方法 1) 应变片的自补偿法这种温度补偿法是利用自身具有温度补偿作用的应变片(称之为温度自补偿应变片)来补偿的，应变片的自补偿法有（单丝自补偿）和（双丝组合式自补偿）。
15.产生应变片温度误差的主要因素有下述两个方面。
1) (电阻温度系数)的影响2) 试件材料和电阻丝材料的(线膨胀系数不同)的影响16.写出三种能够测量加速度的传感器（ 电阻应变片式传感器 ）（电容传感器）（压电传感器）17.根据电容式传感器工作原理可以将电容传感器分成三类(变介电常数型)、变面积型和(变极距型)。
传感器复习资料
传感器复习资料1、应变计的⾮线性度⼀般要求在0.05％或1％以内。
（对）2、电阻丝式应变传感计的横向效应可以⽤H=ky/kx=(n-1)ls/[2nl1+(n-1)ls]表⽰，可见ls（r）愈⼩，l1愈⼤，H愈⼩。
即敏感栅愈窄，基长愈长的应变计，其横向效应引起的误差越⼩。
（对）3、半导体⾊敏传感器可以⽤来直接测量从可见光到红外波段内单⾊的波长，它有两个深度相同的PN结构成。
（错）4、光电⼆极管的光谱特性与PN结的结深有关。
（对）5、光纤纤芯折射率低于包层的折射率。
（错）6、感湿特征量随环境温度的变化越⼤,环境温度变化所引起的相对湿度的误差就越⼩（错）7、暗市场传感器与亮市场传感器的不同之处在于:它使⽤从包层进⼊纤芯的光产⽣输出信号。
（错）8、压缩式压电加速度传感器中为便于装配和增⼤电容量常⽤两⽚极化⽅向相同的晶⽚，电学上串联输出。
（错）9、SAW⽓敏传感器中，吸附膜吸收了环境中的某种特定⽓体，使基⽚表⾯性质发⽣变化，导致SAW 振荡器振荡频率发⽣变化，通过测量频率的变化就可检测特定⽓体成分的含量。
（对）10、光敏电阻的⼯作原理是基于光电导效应。
（对）11、电阻应变计的第⼀对称形式的直流电桥的电压灵敏度不但与供电电压U有关⽽且与电桥电阻有关。
（错）12、应变计的测量范围很⼩（错）13、内光电效应分为两类，光电导效应和光⽣伏特效应。
（对）14、光在半导体材料传播是不会产⽣衰减。
（错）15、⽆论何种传感器，若要提⾼灵敏度，必然会增加⾮线性误差。
（错）16、在光照射下，电⼦逸出物体表⾯向外发射的现象称为外光电效应，⼊射光强改变物质导电率的物理现象称为内光电效应。
（对）17、基于光⽣伏特效应的光电器件有光电⼆极管、光电三极管和光电池。
（对）18、本征半导体（纯半导体）的Eg⼩于掺杂质半导体（错）19、传感器的阈值，实际上就是传感器在零点附近的分辨⼒（错）20、⾮线性误差的⼤⼩是以⼀拟合直线作为基准直线计算出来的，基准直线不同，所得出的线性度就不⼀样。
传感器原理及应用期末考试重点课后题复习
1—1 综合传感器的概念。
答：从广义角度定义：凡是利用一定的物质（物理、化学、生物）法则、定理、定律、效应等进行能量转换与信息转换,并且输出与输入严格一一对应的器件或装置;从狭义角度定义：能把外界非电信号转换成电信号输出的器件或装置；国家标准定义是：“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"。
通常有敏感元件和转换元件组成;1—2 一个可供实用的传感器有那几部分构成？各部分的功能是什么？用框图显示传感器系统。
答：组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成。
1。
敏感元件:是直接受被测物理量；以确定关系输出另一物理量的元2.转换元件；是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数及电流或电压等电信号。
3。
基本转换电路则将该电路转换成便于传输处理电量。
1—3 如果家用小车采用超声波雷达,需要那几部分组成？请画出图.第2章2-1 衡量传感器静态特性的主要指标有哪些?说说它们的含义。
答：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之间的吻合(或偏离）程度的指标。
2、灵敏度：传感器输出量增量与被测输入量增量之比。
3、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。
4、回差：反映传感器在正（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指标。
5、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程连续多次变动时，所得特性曲线间一致程度的指标。
6、阈值：是能使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值,即零位附近的分辨力。
7、稳定性：传感器在相当长时间内仍保持其性能的能力。
8、漂移：指在一定时间间隔内,传感器输出量存在着与被测输人量无关的、不需要的变化.9、静态误差（精度）: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.它表示采用该传感器进行静态测量时所得数值的不确定度。
2-2 计算传感器线性度的方法有哪几种？有什么差别？1、理论直线法:以传感器的理论特性线作为拟合直线,与实际测试值无关.优点是简单、方便，但输出平均值与拟合直线间的最大偏差很大。
传感器复习资料名词解释
传感器复习资料名词解释名词解释：1.应变效应一根金属导线在其拉长时电阻增大，在受压缩短时电阻减小。
这个规律被称为金属材料的电阻应变效应。
2.边缘效应对于电容式传感器，当极板厚度与极板距离可比时，两极板边缘处电力线出现分布不均匀的现象，即边缘效应。
3.霍尔效应金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。
4.直流电桥由联接成环形的四个电阻所组成，供桥电压为恒压源，这种线路称直流电桥。
5.传感器能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用信号输出的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
6.动态模型在准动态信号或动态信号(输入信号随时间而变化)作用下，描述传感器输出量和输入量间关系的一种函数，通常称为晌应特性。
7.灵敏系数在稳态下传感器输出的变化量Δy与引起此变化量的输入变化量Δx的比值。
8.横向效应应变片既受轴向应变影响又受横向应变影响而引起电阻变化的现象称为横向效应。
9.电涡流金属导体放置在磁场中，当通过金属导体的磁通发生变化时，导体内就会产生感应电流，这种电流在导体中是自行闭合的，就像水中旋涡那样在导体内转圈，故称之为电涡流。
10.不等位电势在额定控制电流I 下，不加磁场时霍尔输出电极间的空载霍尔电势称为不等位电势，用Uo 表示。
11.光电流连接于电路中的光敏元件，其电子由于受光照射而使电路中增加的电流。
12.光电导效应在光线作用下，电子吸收光子的能量从键合状态过渡到自由状态，从而引起材料电导率的变化，这种现象被称为光电导效应。
13.静态灵敏度在稳态下传感器输出的变化量Δy与引起此变化量的输入变化量Δx的比值即为其静态灵敏度。
14.静态模型静态模型是指在输入静态信号（输入信号不随时间变化）的情况下，描述传感器输出与输入量间关系的一种函数。
15.霍尔效应金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。
高二传感器知识点总结
高二传感器知识点总结一、传感器的基本概念传感器是一种能够感知周围环境并将感知到的信息转化为电信号或其他形式信号的器件。
传感器在工业自动化、智能家居、医疗设备、汽车工业等领域都有广泛的应用，对于提高生产效率、改善生活质量有着重要的作用。
二、传感器的分类1. 按照测量物理量分类传感器根据其测量的物理量不同可以分为温度传感器、压力传感器、光敏传感器、湿度传感器、力传感器、位移传感器等多种类型。
2. 按照传感原理分类传感器还可以按照其传感原理不同进行分类，常见的传感原理包括电阻传感器、电容传感器、电感传感器、霍尔传感器、红外线传感器、激光传感器等。
3. 按照传感器的工作原理分类按照传感器的工作原理可以分为接触式传感器和非接触式传感器两种。
接触式传感器需要直接接触被测物体，而非接触式传感器可以通过无线、光学或者声波等方式进行测量。
三、传感器的特点1. 灵敏度高传感器能够感知到微小的变化，具有高的灵敏度。
2. 可靠性高传感器具有良好的稳定性和可靠性，能够长时间稳定工作。
3. 多功能性强传感器可以感知多种物理量，具有多功能性。
4. 体积小、重量轻传感器通常体积小、重量轻，便于安装和携带。
5. 自动化程度高传感器可以实现自动检测和自动控制，有助于提高生产效率。
四、传感器的应用1. 工业自动化传感器在工业自动化领域有着广泛的应用，可以用于测量温度、压力、液位、流量等参数，实现设备的自动化控制。
2. 智能家居在智能家居领域，传感器可以应用于智能灯光控制、温湿度监测、门窗开关检测等方面，提高生活的便利性和舒适性。
3. 医疗设备在医疗设备领域，传感器可以用于心率监测、血压监测、血糖监测等，为医疗人员提供重要的生理参数。
4. 汽车工业在汽车工业中，传感器可以用于车速测量、车重检测、发动机温度检测等，提高车辆的性能和安全性。
五、传感器的未来发展趋势1. 多功能集成传感器未来发展趋势是实现多功能集成，将多种传感功能整合在一个器件中，提高传感器的智能化和多功能性。
传感器课程设计及要求
传感器课程设计及要求一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握传感器的基本原理、类型和应用，培养学生运用传感器解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解传感器的定义、分类和基本原理；（2）掌握各种常见传感器的结构、特点和应用；（3）熟悉传感器与微处理器之间的接口技术和数据处理方法。
2.技能目标：（1）能够分析实际问题，选择合适的传感器进行解决方案设计；（2）能够根据传感器原理图进行电路连接和调试；（3）具备利用传感器采集数据、处理数据和分析结果的能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对传感器的兴趣，激发学生探索创新的精神；（2）培养学生团队合作意识，提高学生沟通协作能力；（3）使学生认识到传感器在现代科技发展中的重要性，增强学生对社会、对国家负责的责任感。
二、教学内容根据教学目标，本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.传感器的基本原理：介绍传感器的定义、分类、工作原理和性能指标；2.常见传感器：详细讲解各种温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光传感器等；3.传感器与微处理器的接口技术：讲解传感器与微处理器之间的连接方式、通信协议等；4.传感器应用实例：分析实际工程中传感器的应用，培养学生解决实际问题的能力。
三、教学方法为了达到本课程的教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：系统地讲解传感器的基本原理、类型和应用；2.案例分析法：分析实际工程中的传感器应用案例，培养学生解决实际问题的能力；3.实验法：学生进行传感器实验，让学生亲手操作，加深对传感器原理的理解；4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，培养学生的团队合作意识和沟通能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择适合本课程的教材，为学生提供系统、科学的学习资料；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，提高课堂教学效果；4.实验设备：准备传感器实验所需的设备，为学生提供实践操作的机会。
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。
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R / R
1 2
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LE
Chapter2 应变
3．掌握电阻应变式传感器测量线路（直流惠斯通电桥） 的结构形式（特别是差动结构）及特点，一般情况下，电桥 输出电压为√ √
U i R1 R2 R3 R4 U i UO K 1 2 3 4 4 R R R R 4
6．了解机-电模拟的基本方法和意义。
主要计算公式
一阶传感器
微分方程
dy t yt Kx t dt
Hs K 1 s
√
传递函数
频率特性 幅频特性 相频ห้องสมุดไป่ตู้性
H j
K 1 j
K 1
2
A H j
arctan arctan
Chapter3 电感
被测量 L，M 电磁感应 自感式传感器（电感式传感器）√ 电感式传感器— 互感式传感器— 电涡流式传感器 差动变压器
Chapter3
1.掌握电感式传感器结构、原理及其基本特性： 变气隙型电感式传感器P59
电感量
灵敏度 非线性 误差
W 2 0 SW 2 1 L K Rm
√
R 1 2 / R R / R / K 1 2 1 2
2．掌握压阻式传感器工作原理，固态压阻式传感器的设 计特点及其应用；
R 1 2 L E L R
Chapter4 电容
被测量 （d，S，） C U(I,f) 1．掌握不同类型的电容传感器构成原理及其用途，并结 合应用设计电容式传感器：
平行板电容器电容量： C S
柱式电容器电容量：
r 0 S
d
C
d 2L
D ln d
√
Chapter4 电容
空气介质的变间隙式电容传感器： C d C0 d0
C 2 灵敏度为： K x ln( D / d )
√√
OR .变介质型电容式传感器P48
电容式液位传感器 图示同轴圆柱形电容器的初始 电容为: 2 0 h C0 ln(r2 r1 )
电容式液位传感器结构原理图与等效电路
√
K0
1 0
L
100 %
差动结构：灵敏度加倍；非线性误差减小。
Chapter3 电感 P61
2.掌握电感式传感器的电桥测量电路的输出特性：
Z1 Z 2 Z 3 Z 4 交流电桥输出：U O Z Z Z Z E Z 2 3 4 1
角位移变面积式电容传感器： C C 0 nb C C x nC 0 x K
d
r 0S 变介电常数式电容传感器： C (线性) d
2．分析各种电容式传感器测量电路特点： 3．掌握分析计算电容变送器初始电容及灵敏度变化的方 法。
电容式物位计原理P48.
C / C0 1 K 灵敏度： √ d d0 (d / d 0 ) 2 100% d / d 0 100% 非线性误差： L d / d 0
线位移变面积式电容传感器：
b C C x C0 x d
C b K x d
Chapter4 电容
变面积型电容传感器中，平板形结构对极距变化特别敏感， 测量精度受到影响,而圆柱形结构受极板径向变化的影响很小， 成为实际中最常采用的结构。P78 其电容计算式为： C
2 x ln( D / d )
当重叠长度x变化时，电容量变化为：
C C0 C 2 L 2 x 2 ( L x) 2x ln( D / d ) ln( D / d ) ln( D / d ) ln( D / d )
1 1
2
动态误差
1
EG
• 设时间常数为5s的温度计，从的室温条 件下突然输入的开水中，经过15s之后， 温度计的指示值为多少度?
Chapter2 应变
被测量 应变（） 电阻变化（R） 电压(U)
1．掌握金属电阻应变片的结构、原理（电阻-应变效应，
K=(R/R)/）及特性：√
4．掌握电阻应变式传感器的组成、应用及其分析方法； 弹性敏感元件+电阻应变片 电阻应变式传感器；√ 弹性敏感元件的应变-应力关系：=/E； 弹性敏感元件的泊松比：Δd/d=l/l=。
EG
实心圆柱试件上，沿轴线和圆周方向各贴 一片应变片。已知应变电桥的供桥电压 E=4V，R1=R2=120Ω，μ=0.285，应变片 的灵敏系数K=2， 试求：ΔR1=1.2Ω时，电桥输出电压UO=？
内容提要和要求
教学内容和重点： 传感器的基本概念及其基本特性（静态、动 态特性）； 各类传感器的转换原理；特性分析及其设 计方法；测量 电路；实际应用；
《传感器原理》
Chapter1 基础
1．了解传感器的定义、组成及其分类； 传感器技术的特点；传感器发展趋势； 2．掌握传感器静态特性指标及定量描述 方法； 3．掌握传感器动态特性的描述方法（微 分方程，传递函数，频率特性）及其动态特 性指标（一阶传感器的时间常数，
E L 差动电阻平衡臂电桥： U o 2 L
E RS 或 Uo 2 RS
L
2 RS (L)
2 2
差动变压器电桥： U o E Z 2 Z
或 Uo
E
Chapter3
3．掌握各类电感式传感器的典型应用（位移 型传感器）。
EG
变磁阻式传感器，铁芯导磁截面积 A=1.5cm2，长度=20cm，铁芯相对磁导 率μ=5000，线圈匝数W=3000，若原始气 隙0=0.5cm，若Δ=±0.1mm： （1）求其灵敏度ΔL/Δ=？ （2）采用差动方式如P60图5-3，其灵敏 度ΔL/Δ=？