传感器(1)
简述传感器定义
简述传感器定义传感器是一种能够感知和测量环境中各种物理量并将其转化为可供人类理解或机器处理的信号的设备。
传感器的作用类似于人类的感官系统，能够帮助我们感知世界并做出相应的反应。
传感器广泛应用于各个领域，如工业生产、医疗保健、环境监测、交通运输等，发挥着重要的作用。
传感器的工作原理基本上是通过将某种物理量转化为电信号，然后通过电路处理这些信号并输出结果。
传感器可以感知的物理量包括温度、压力、光线强度、声音等，不同的传感器可以感知不同的物理量。
传感器的种类也非常多样，包括光学传感器、压力传感器、温度传感器、声音传感器等等。
每种传感器都有其特定的工作原理和应用场景。
在工业生产领域，传感器被广泛应用于监测生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量等，以确保生产过程稳定运行并提高生产效率。
在医疗保健领域，传感器被用于监测患者的生理参数，如心率、血压等，帮助医生及时了解患者的健康状况并采取相应的治疗措施。
在环境监测领域，传感器被用于监测大气污染、水质污染等环境参数，以帮助监管部门及时采取措施保护环境。
在交通运输领域，传感器被用于监测交通流量、道路状态等信息，以帮助交通管理部门优化交通流动并提高交通效率。
随着科技的不断发展，传感器技术也在不断创新和进步。
传感器不仅变得更加精确和灵敏，还变得更加智能化和多功能化。
例如，智能手机上的各种传感器可以实现重力感应、光线感应、陀螺仪等功能，为用户提供更加便利的体验。
随着物联网技术的普及，传感器还可以实现设备之间的互联互通，实现智能家居、智慧城市等应用，为人们的生活带来更多的便利和舒适。
总的来说，传感器作为一种重要的感知设备，已经深入到人类社会的各个角落。
它不仅帮助人类更好地了解和控制周围的环境，还推动了社会的科技进步和发展。
随着科技的不断发展和创新，传感器技术也将不断进步，为人类创造出更加美好的未来。
传感器的定义可能会随着技术的不断发展而有所变化，但其作为一种感知和测量设备的基本作用将不会改变。
传感器1例题+习题
20.43 20.39 20.30 20.40 20.43
20.42 20.41 20.39 20.39 20.40
试用拉依达准则判别有无坏值？
1-17假设使用传感器器对某温度进行了12次的等精度测量，获得的实验数据如下（单位为C）：
20.46 20.52 20.50 20.52 20.48 20.47
解： 根据精度定义表达式 %，并由题意已知Ａ＝0.5％，ＹＦ．Ｓ＝（1200-600）℃，得最多允许误差
△Ａ＝Ａ·ＹＦ．Ｓ＝0.5％×（1200-600）＝３℃
此温度传感器最大允许误差位３℃。检验某点的最大绝对误差为４℃，大于３℃，故此传感器不合格。
例题1-2已知电感压力传感器最小检测量为0.5mmH2O，测量范围为0～250mmH2O，输出电压为0～500mＶ，噪声系数Ｃ＝２；另一个电容压力传感器最小检测量为0.5mmH2O，测量范围为0～100mmH2O，输出电压为0～300mＶ，噪声系数Ｃ＝２。问：哪个传感器噪声电平大？大多少？
20.50 20.49 20.47 20.49 20.51 20.51
要求对该数据进行加工整理，并写出最终结果。
1-18、指出下列原因引起的误差属于哪种类型的误差？
1．米尺的刻度有误差。
2．利用螺旋测微计测量时，未做初读数校正。
3．两个实验者对同一安培计所指示的值读数不同。
4．天平测量质量时，多次测量结果略有不同。
表1.1输入值与输出值的关系
输入值
(mm)
1
5
10
15
20
25
30
输出值
（mV）
1.50
3.51
6.02
简述传感器定义
简述传感器定义
传感器是一种能够感知、检测并接收外部环境信息的设备，它能够将物理量或化学量转换成电信号或其他可以辨识的形式。
传感器的作用在于将各种不同的物理量转换成电信号，从而实现对环境的监测和控制。
传感器在现代科技中扮演着至关重要的角色，它们被广泛应用于各个领域，如工业生产、医疗保健、环境监测、交通运输等。
通过传感器，人们可以实时地获取到各种环境参数，从而更好地了解和控制周围的环境。
传感器的种类繁多，根据其工作原理和应用领域的不同，可以分为多种类型。
常见的传感器包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、光敏传感器、声音传感器等。
这些传感器能够实现对不同物理量的监测和检测，从而为人们提供了更多的信息和数据支持。
传感器的工作原理也各不相同，但基本原理是一致的：通过特定的传感元件将感知到的物理量转换成电信号，再通过信号处理电路将其转换成人们可以理解的形式。
这样，人们就可以通过传感器获取到所需的信息，从而实现对环境的监测和控制。
随着科技的不断发展，传感器的应用范围也在不断扩大。
人们不仅可以通过传感器监测环境的温度、湿度、压力等基本参数，还可以通过传感器实现对生物体的监测，如心率、血压等。
传感器的应用
不仅提高了生产效率，还为人们的生活带来了便利与安全。
总的来说，传感器作为一种能够感知、检测并接收外部环境信息的设备，在现代科技中扮演着至关重要的角色。
通过传感器，人们可以实时获取各种环境参数，从而更好地了解和控制周围的环境。
传感器的应用范围越来越广泛，其在各个领域的作用也越来越重要，可以说传感器已经成为现代社会不可或缺的一部分。
传感器的名词解释是什么意思啊
传感器的名词解释是什么意思啊在现代科技发展的浪潮下，我们常常听到“传感器”这个词。
它在日常生活中已经变得越来越常见，但是你是否真正理解传感器是什么意思呢？在这篇文章中，我们将深入探讨传感器的定义、原理、应用以及未来前景。
一、定义传感器是一种能根据感受到的外部物理量（例如温度、湿度、光强、压力等）或者化学、生物活性物质，并把感受到的信息转化为可输出的电信号的装置。
换言之，传感器就是一种将现实世界的物理量转化为电信号的器件。
二、原理传感器的工作原理基于各种物理现象或化学反应。
例如，温度传感器利用温度导致电阻值变化的特性，将温度转化为电压或电阻的变化，然后通过电路进行信号处理，最终输出温度值。
光敏传感器则利用光敏材料受光照射后电阻变化的特性，将光强转化为电信号。
不同种类的传感器原理千差万别，但它们的目的都是感受到外部物理量，并将其转化为电信号。
三、应用传感器在各个领域都有广泛的应用。
其中，工业领域是传感器应用最为广泛的领域之一。
例如，工业现场常用的压力传感器可以用于检测管道、容器的压力变化，实现工业过程的监测和控制。
温湿度传感器可用于环境监测，提供实时的温度和湿度数据。
在汽车行业，传感器同样扮演着重要的角色。
车辆上装配的各种传感器能够监测车速、引擎温度、轮胎压力等参数，保障驾驶安全。
除了传统工业和汽车领域，传感器在智能家居、医疗健康、物联网等领域的应用也逐渐崭露头角。
智能家居领域的传感器能够感知环境中的人体活动、光照强度等信息，实现智能家居系统的自动化和便捷性。
在医疗健康领域，传感器可以监测病人的生理参数，提供及时的医疗数据，帮助医生进行准确的诊断。
而物联网发展的推动下，传感器的应用也得到了极大的拓展。
通过传感器，物体可以实现互联互通，实现智能化的生产、生活和管理。
四、未来前景传感器作为现代科技的核心之一，其未来前景将会更加广阔。
随着人工智能、大数据、云计算等技术的迅速发展，传感器将会扮演更重要的角色。
1 传感器的概念
一、传感器的概念１、传感器：把特定的被测信息（包括物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置。
这里“可用信号”是指便于处理、传输的信号。
当今电信号最易于处理和便于传输，因此，可以把传感器狭义地定义为：传感器（狭义定义）：能将外界非电信号转换成电信号输出的器件。
当人类进入光子时代，光信息成为更便于快速、高效地处理与传输的可用信号时，传感器的概念也可以变为：能把外界信息转换成光信号输出的器件。
２、传感器技术：是涉及传感（检测）原理、传感器设计、传感器开发和应用的综合技术。
传感技术的含义则更为广泛，它是传感器技术、敏感功能材料科学、细微加工技术等多学科技术相互交叉渗透而形成的一门新技术学科——传感器工程学。
３、传感（检测）原理：是指传感器工作所依据的物理、化学和生物效应，并受相应的定律和法则所支配。
如：物理基础的基本定律包括：守恒定律（能量、动量、电荷等），场的定律（包括动力场运动定律、电磁场的感应定律等，其作用与物体在空间的位置及分布有关。
），物质定律（如虎克定律、欧姆定律、半导体材料的各种效应等，表示本身内在性质的定律），统计法则（它把微观系统与宏观系统联系起来的物理法则，它们常与传感器的工作状态有关）。
敏感材料：是传感技术发展的物质基础；此外，传感器的加工技术也是传感技术必不可少的组成部分，现代的微细加工技术、光学刻划技术、光学镀磨技术、扩散及各向异性腐蚀技术等新型加工方法的引入，使传感器的加工上了一个大台阶。
二、传感器的组成传感器一般由三部分组成：敏感元件、转换元件、测量电路组成。
图0-1传感器的组成其中，能把非电信息转换成电信号的转换元件，是传感器的核心。
敏感元件是传感器预先将被测非电量变换为另一种易于变换成电量的非电量，然后再变换为电量，如弹性元件。
因此，并非所有传感器都包含这两部分，对于物性型传感器，一般就只有转换元件；而结构型传感器就包括敏感和转换元件两部分。
第1章传感器概述
H max——正反行程输出值间的最大差值。 式中：
1.2 传感器的一般特性
4．重复性
重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量 程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程 度，如图所示:
图1-5 重复性
1.2 传感器的一般特性
重复性误差属于随机误差，常用标准偏差σ表示， 也可用正反行程中的最大偏差ΔRmax表示，即：
1.2 传感器的一般特性
以动态测温的问题为例说明传感器动态特性。 在被测温度随时间变化或传感器突然插入被测 介质中以及传感器以扫描方式测量某温度场的 温度分布等情况下，都存在动态测温问题，如 图所示:
动态测温
1.2 传感器的一般特性
传感器的种类和形式很多，但它们一般可以 简化为一阶或二阶系统。 高阶可以分解成若干个低阶环节。 对于正弦输入信号，传感器的响应称为频率 响应或稳态响应；对于阶跃输入信号，则称 为传感器的阶跃响应或瞬态响应。
1.1 基本概念
附：传感器组成示意图
敏感元件的输出作 为转换元件的输入
被测量
敏感 元件
转换 元件
转换 电路
电量
直接感受被测量
转化为电量参数
传感器组成示意图
1.1 基本概念
1.1.3 传感器的分类
按工作机理分类 可分为物理型、化学型、生物型 按构成原理又分为：结构型、物性型和复合型三大类 按能量的转换分类 可分为能量控制型和能量转换型 按输入量分类 常用的有机、光、电和化学等传感器 按输出信号的性质分类 可分为模拟式传感器和数字式传感器
图1-3 传感器的灵敏度
1.2 传感器的一般特性
3．迟滞
传感器在正（输入量增大）反（输入量减小） 行程期间其输出-输入特性曲线不重合的现象 称为迟滞，如下图所示:
传感器1（Sensor1）
传感器1（Sensor 1）October 2012 selfSensors and detection technology (02202) review guidanceUnit synthesis test 1 (Chapter 1 to fourth)Tip: focus on examining the definition, composition, classification, sensor static and dynamic characteristics, and the calibration of the main performance indexes of the meaning, concept and method of calibration; parameter type, power type, large displacement type displacement sensor working principle, characteristics and application; force, torque, pressure, speed, acceleration sensor type and working principle etc..First, the multiple-choice question1, according to the composition of the sensor, the following can directly feel the measured physical quantity is (A)A sensitive element,B conversion element,C conversion circuit,D amplifying circuit2 、 a sensor made of the principle that the physical and chemical properties of a substance changes with the measured parameters is called BA structured sensors,B physical sensors,C active sensors,D passive sensors3, according to the sensor energy source classification, thefollowing belongs to the passive type sensor is (C)A resistor type B, capacitive C, electrothermal D, Holzer type4, the following indicators of sensors, which do not belong to the dynamic performance indicators of the sensor is ()A stability time,B natural frequency,C overload capacity,D amplitude frequency characteristic5, the sensor can be determined by dynamic calibrationA accuracy,B sensitivity,C linearity,D natural frequency6, the use of differential transformer displacement sensor displacement measurement, in order to identify the moving direction of objects, processing equipment must have links is ()A filter,B amplification,C rectification,D phase sensitive detection7, the following displacement sensor can measure large displacement is ()A potentiometer displacement sensor,B capacitive displacement sensor,C inductive displacement sensor,D Inductosyn8, the following is not a piezoelectric gyro angular velocity sensor is ()A vibration beam type,B double plate type,C bend type,D round tube type9, phase discriminator inductosyn according to the induction electromotive force () to identify displacement.A amplitude,B phase,C frequency,D phase and frequency10, when the DC speed generator has the load, the output voltage is compared with the armature induction electromotive forceA the former is large,B is small,C is equal, andD is uncertain11, if the grating grating displacement sensor is 0.04 mm, the gate line angle is 1.8 degrees, then the spacing of two adjacent to the moire fringe ()A 0.022 mmB 0.07 mmC 1.27 mmD 3.99 mm12 capacitance torque measuring instrument is to use the force of the axle, the capacitor between the two plates () changes to measure torque.A spacing,B relative effective area,C dielectric constant, D, breakdown voltageTwo. Fill in the blanks13, when the input sensor is either constant or varies slowly with time, the relationship between input and output of the sensor is called static sensor {}.14, the sensor response characteristics must satisfy the measurement conditions ___________ in the frequency range of the measurements.15, the capacitance of capacitive sensor is a function of the dielectric constant of the electrode area, and _________ between the plates of the medium.16, self inductance type displacement sensor can be divided into variable area type and ___________________ type, variable air gap.17, eddy current displacement sensor is the use of______________ will change the measured conversion device for changing the coil impedance.18, the magnetic grid displacement sensor can be divided into the measurement of linear displacement of the long magnetic grid and angle displacement measurement _________.19, magnetoelastic torque instrument is also known as_____________________.20, for a given piezoelectric material, when the mass increases or piezoelectric increased when the sensitivity of ________.21, no-load output voltage of DC tachogenerator and speed ___________________.22, when measuring the slow signal or measured by the chargeoutput when the occasion, the two piezoelectric element of ____.23, charge amplifier input impedance in ___________ ohm.24, the piezoelectric sensor must be pre amplifier connected ______________ when in use.Unit synthesis test two (fifth to seventh)Note: we have the type of artificial vision sensor, vision sensor and various components of the function and method of image processing, photoelectric semiconductor, solid camera; principle of infrared image sensor; temperature sensor temperature classification, mechanism and method, structure, characteristics and application;Working principle of gas sensor, temperature sensor and moisture sensor.First, the multiple-choice question1. The main function of the receiving part of the vision sensor is ()A gives full play to the important conditions of sensor performanceB converts an optical image signal into an electrical signalC converts the electrical signals of two-dimensional imagesinto one-dimensional signals in time seriesD extracts effective information2 、 the function that the vidicon does not have is ()A photoelectric conversion function,B scanning function, C, D/A function, D storage function3. The camera element of the solid semiconductor camera can be abbreviated as ()A, CCD, B, VCD, C, VTR, D, VCR4, in artificial vision systems, brightness information can be digitized by means of.A D/A converter,B A/D converter,C adder,D integrator5 parallel thermocouples can be used for measurementA instantaneous change of temperatureB single constant temperatureC average temperatureD temperature difference6. Measure the temperature of the object that cannot be reached directly. The type of temperature sensor to choose is ()A thermocoupleB brightness typeC thermal resistanceD semiconductor type7, thermopile refers to which of the following thermocouples?A series thermocouple,B parallel thermocouple,C film thermocouple,D sheathed thermocouple8, in general, require thermistor type temperature sensor thermistor and temperature ()A is sinusoidal,B is cosine relationship,C is linear, andD is linear in a certain range9. The higher the temperature measured by the metal thermal resistance temperature sensor, the movement of the free electrons in the sensitive elementA the more regular theB is, the more irregular theC is normal distribution, and theD is linear10, SnO2 gas sensors are widely used in ()A measure the quality of gas, B, fire alarm, C, measure the concentration of gas, D for electrical parts11. The tape recorder uses () senses the temperature inside the machine, and when the humidity reaches a certain level, the machine stops automatically.A electronic hygrometer,B macromolecule membrane humidity sensor,C ceramic humidity sensor,D condensation sensor12 、 practical moisture sensor is to use the relationship between the measured substances (and) and moisture content toachieve moisture content measurement.A resistance valueB capacitance valueC voltage valueD current valueTwo. Fill in the blanks13, commonly used gas sensors according to the structure type can be divided into sintered, _________ and thick film type three.The main purpose of the 14 artificial vision system, image processing is ___________, image recognition for.15 methods, image processing and _____________________ calculus.16, the sliding sensor is refers to between the Department and the operation of inspection robot object tangential________________.17, the working principle of thermocouple temperature sensor is based on _____________________.Principle 18, brightness temperature sensor for object____________ transform with temperature, brightness of a narrow region and the measured object of spectrum and standard radiator compared to measure temperature.19, a semiconductor temperature sensor based on_____________________.20, including thermocouple thermoelectric EMF and_____________________ contact.21, when there is condensation inside the tape recorder, tape and drive mechanism between ______ will increase.In _____________ within the total radiation energy and the temperature dependence of temperature measurement object 22, radiation temperature sensor using.23, electronic hygrometer consisting of a detection part, a digital display and _______________.24, the gas sensor is a gas sensor will detect ____________ into electrical signals.Unit synthesis test three (eighth to ninth)Tip: classification, main test bridge application and working characteristics, types of filter, amplitude frequency characteristic, function and advantages, common methods of digital filter, digital analog conversion principle and technical index; sampling theorem, theorem and the resolution to four times subdivision principle, and the formation of the sources of interference and suppression methods, signal linearization signal processing method; the classification, description, description, amplitude frequency domain electromagnetic vibration exciter principle etc..First, the multiple-choice question1 、 the function of the bridge measuring circuit is to change the parameter of the sensor into (C) or the output change of the current.A resistor,B capacitor,C voltage,D charge2, the output voltage of a single arm bridge is 10V, and the output voltage is nonlinear relationship with the resistance change. After linearization, the output voltage is 10.2V, and the nonlinear error of the bridge is ()A 1.96%,B 2%,C 8%,D 92%3, if the detection system is not too high filter requirements, you can use ()A passive filter,B active filter,C low-pass filter,D high pass filter4, the resistance R in the band-pass filter circuit is increased, then the central angle frequency ().A increases B, decreases C, and D remains unchanged5 、 passive RC first-order high pass filter outputs the output voltage from (both) ends.A resistor, R,B capacitor,C C operational amplifier,D inductance, L6. The buffer is usually used at the output stage of the sampling humidifierA reduces the input impedance of the signal source, B, and increases the output impedance of the signal sourceC the input impedance of the smaller loadD increases the input impedance of the load7 、 in the grating displacement sensor with four times subdivision, the phase difference can not be determined according to the phase difference between two signalsA 45 degrees B, 90 degrees C, 135 degrees D, 180 degreesIn 8, by limiting the maximum deviation of the digital filter, if the limit deviation of delta Y is less than or equal to 0.01, the sampling value of 0.415, the last sampling value is 0.403, the sampling value should be (Yn)A 0.401,B 0.403,C 0.408,D 0.4159, the autocorrelation function of the periodic signal must be ()A periodic function, B, aperiodic, odd function, C, aperiodic even function, D linear function10, the known signal x (T) is completely related to the signal Y (T), and the correlation of the two signals satisfies ()A P XY (T) > 1B P XY (r = 1)C 0, XY < p < 1 (R),D XY (r = 0).11, the time delay is zero, the signal autocorrelation function is (signal)A mean,B mean square,C variance,D amplitude12, the Fu Liye transform of the known function x (T) is X (f), and the Fu Liye transform of function y (T) =x (-t) is ()A, X (f), B - X (f), C, X (-f), D - X (-f)Two. Fill in the blanks13, access bridge according to the measured resistance can be divided into different Wheatstone bridge and _____________.In 14, the bridge measurement circuit, according to the different __________ by bridge, bridge can be divided into direct current and alternating current bridge.15, in order to obtain the frequency signal of a certain frequency, can be used _______________.16, the signal frequency is higher than 500Hz, can be used for _______________ filter.17, RC low-pass filter RC value is higher, while lower cut-off frequency is _______________.18, in the sample and hold circuit, sampling switch off time is called _______________.19, if a grating of 25 lines / mm, is four times the resolution of _______________ division.20, the known function of X (T) of the Fourier transform of X (f), if x (T) is an odd function, X (f) for ___________.21, a resistor R and capacitor C in series and then connected in parallel to the power switch or relay ends RC absorption circuit, its function is _______________.22, if the relationship between the two signals is 0, indicating the two signal _______________.23, periodic signal spectrum harmonic, discrete and_______________.24, if the input function is x (T) and the output function of Y (T) coherent function gamma 2XY (?) =0, X (T) and Y (T)_______________.。
第1章传感器概述
第1章传感器概述传感器原理及应用第1章传感器概述主要内容：1.1什么是传感器1.2传感器的作用和地位1.3传感器现状和国内外发展趋势1.4检测系统的组成原理1.5传感器的定义、组成和分类方法1.1什么是传感器在我们日常生活中，使用着各种各样的传感器电冰箱、电饭煲中的温度传感器;空调中的温度和湿度传感器;抽油烟机中的煤气泄漏传感器;电视机和影碟机中的红外遥控器;照相机中的光传感器;汽车中燃料计和速度计等等，不胜枚举。
1.1什么是传感器1.1什么是传感器眼（视觉）耳（听觉）鼻（嗅觉）皮肤（触觉）舌（味觉）1.1什么是传感器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。
传感器又是人体感官的延长，有人又称传感器为“电五官”，它作为替代补充人的感觉器官功能，传感器为人类客观定量认识世界起到重要作用。
1.1什么是传感器1.1什么是传感器1.2传感器技术的作用和地位1.2传感器技术的作用和地位1.2传感器技术的作用和地位1.2传感器技术的作用和地位第1章传感器概述1.2传感器技术的作用和地位第1章传感器概述第1章传感器概述第1章传感器概述1.2传感器技术的作用和地位第1章传感器概述第1章传感器概述1.2传感器技术的作用和地位1.2传感器技术的作用和地位1.2传感器技术的作用和地位1.2传感器技术的作用和地位1.2传感器技术的作用和地位第1章传感器概述1.3传感器现状和国内外发展趋势1.3传感器现状和国内外发展趋势1.3传感器现状和国内外发展趋势1.3传感器现状和国内外发展趋势使现场数据就近登陆，通过Internet网与用户之间异地交换数据远程控制等。
传感器的数字化和网络化1.4检测系统的组成原理1.4检测系统的组成原理1.4检测系统的组成原理1.4检测系统的组成原理1.4检测系统的组成原理1.4检测系统的组成原理1.4检测系统的组成原理1.5传感器的定义、组成和分类方法1.5传感器的定义、组成和分类方法1.5传感器的定义、组成和分类方法1.5传感器的定义、组成和分类方法1.5传感器的定义、组成和分类方法1.5传感器的定义、组成和分类方法1.5传感器的定义、组成和分类方法1.5传感器的定义、组成和分类方法1.6本课程的特点和研究内容1.6本课程的特点和研究内容传感器原理及应用第1章传感器概述传感器发展趋势传感器的历史远比近代科学来得古老，如‘天平’古埃及开始使用、利用液体热膨胀进行温度测量，在16世纪前后实现的。
电感式传感器(1)(2)
20
差动变气隙式自感传感器
利用两只完全对称的单个电感传感器共用一个活动衔铁， 这样可构成差动式电感传感器。
若设衔铁下移：
N2S
L 0
1 2( ) 0
L
N2S 0
2 2( )
0
L 1
L 1
0
0
0
2
0
3
......
L 2
L 1
0
0
0
2
0
3
......
21
总的电感变化为：
式中：μ1 、μ2——分别为铁芯材料、衔铁材料的导磁率； l1 、l2——分别为磁通通过铁芯、通过衔铁的长度； S1 、S2——分别为铁芯、衔铁的截面积； μ0——空气的导磁率； S0——气隙的截面积； δ——气隙的厚度。
11
通常气隙磁阻远大于铁芯和衔铁的磁阻， 即
则式（5-3）可写为
Rm
l1
1S1
6
5.1.1 工作原理
变磁阻式传感器由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。
铁芯和衔铁由导磁材料（如硅钢片或坡莫合金）制成；
其结构如图所示。
1 线圈
l1
L
S1
2铁芯
W
1—线 圈 ；
l2
2—铁 芯 (定 铁 芯 )；
3—衔 铁 (动 铁 芯 )
S2
3 衔铁
±
7
1
l1
L
S1
2
W
1—线 圈 ；
l2
2—铁 芯 (定 铁 芯 )；
非电量测量中, 应用最多的是螺线管式差动变压器, 它 可以测量1～100mm范围内的机械位移, 并具有测量精度 高, 灵敏度高, 结构简单, 性能可靠等优点。
传感器第一章
第一章练习题第一节：机电一体化系统常用传感器知识点一：传感器的定义、组成和功能。
（第一节）1、传感器一般有敏感元件、转换元件和三部分组成。
（200914）2、传感器的组成部分中，直接感受被测物理量的是_____________。
（200502）A、转换元件B、敏感元件C、转换电路D、放大元件3、传感器中直接感受被测量的部分是（）（200803）A.转换元件B.敏感元件C.转换电路D.调理电路4、传感器的主要功能是（）。
（200901）A传递信息 B感受被测量 C分析、处理信号 D执行要求的操作知识点二：传感器的分类。
（第一节及表1-1）（一）按被测量对象分类：1、下面传感器中属于非接触式传感器的是（）。
A．触觉传感器 B.滑动觉传感器 C．压触觉传感器 D．视觉传感器（二）按工作机理分类：2、利用光电效应的传感器属于_____________。
（200302）A、电阻型B、结构型C、物性型D、电感型（三）按被测物理量分类：3、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是：_____________。
（200101）A、压力B、力矩C、温度D、厚度4、适合于使用红外传感器进行测量的被测物理量是 _____________。
（200703）A、转度B、温度C、厚度D、加速度（四）按工作原理分类：5、按照工作原理分类，固体图象式传感器属于_____________。
（200103）A、光电式传感器B、电容式传感器C、压电式传感器D、磁电式传感器（五）按传感器能量源分类：6、无源型传感器又称为_____________转换型传感器。
（200314）7、按传感器能量源分类，以下传感器不属于能量转换型的是_____________。
（200603）A、压电式传感器B、热电式传感器C、光电式传感器D、压阻式传感器（六）按输出信号的性质分类：8、按输出信号的性质可将传感器分为、、。
第三节：传感器与检测系统基本特性的评价指标与选用原则。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章概述1、传感器是指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，通常由直接响应被测量的敏感元件，产生可用信号输出的转换元件及相应的信号调理电路组成。
1、下列不属于按工作原理进行分类的传感器是（B ）。
A 、应变式传感器 B 、化学式传感器 C 、压电式传感器 D 、热电式传感器第二章传感器的基本特征1、要实现不失真测量，检测系统的幅频特性为常数，相频特性成线性关系。
2、某传感器为一阶系统，当受阶跃信号作用时，在t=0时，输出为10mv ；t →∞时，输出为100mv ；在t=5s 时，输出为50mv 。
则该传感器的时间常数为7.11s 。
3、某温度传感器为时间常数τ =3s 的一阶系统。
当传感器受突变温度作用后，试求传感器指示出温度的31所需的时间-3ln 32。
第三章电阻式传感器2、单位应变引起的电阻值的相对变化量称为电阻丝的灵敏系数。
3、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。
其由在弹性元件上的粘贴电阻应变敏感元件构成，弹性元件用来________ ; __________元件用来_____________。
4、减小或消除非线性误差的方法有提高桥臂比和采用差动电桥。
第二章如果将100Ώ的应变片贴在弹性元件上，若试件截面S=0.5×104-㎡,弹性模量E=2×1011N/㎡,若由5×104N的拉力引起的应变片电阻变化为1Ώ，试求应变片的灵敏系数。
第三章环境温度的改变会给电阻应变片的测量带来误差，即温度误差。
而电桥补偿法是最有效的补偿方法。
其原理如下图所示。
试从被测试件不承受和承受两个方面来分析其温度误差的补偿原理。
R 1R3R2R4UoR1R2(a)(b)R1－工作应变片 R2－补偿应变片F F ~Uab第四章设负载电阻为无穷大（开路），E=4V ，R1=R2=R3=R4=100Ώ。
试求，⑴ R1为金属应变片，其余为外接电阻，当R1的增量ΔR=1.0Ώ时，电桥的输出电压o U =？⑵ R1，R2都是应变片，且批号相同，感应应变片的极性和大小相同，其余为外接电阻，电桥的输出电压o U =？⑶ R1，R2都是应变片，且批号相同，感应应变片的大小为ΔR2=1.0Ώ，但极性相反，其余为外接电阻，电桥的输出电压o U =？第五章某应变片的电阻R=400Ώ，应变灵敏系数K=2.05，被测应变ε=1000um/m 。
试求， ⑴ΔR R 和 ΔR ；⑵ 如果电桥供电电源电压E=3V ，计算全桥差动电路的输出电压。
R 1R 2R 4R 3ACBEDI oR LU o＋－第四章电感式传感器1、电感式传感器是建立在电磁感应基础上的，电感式传感器可以把输入的物理量转换为自感系数L或互感系数M的变化，并通过测量电路进一步转换为电压或电流的变化，进而实现对非电量的测量。
2、与差动变压器传感器配用的测量电路中，常用的有两种: 变隙式差动变压器电路和螺线管式差动变压器电路。
3、变磁阻式传感器由线圈、铁心和衔铁三部分组成。
选择题5、电感式传感器的常用测量电路不包括（C）A、交流电桥B、变压器式交流电桥第六章脉冲宽度调制电路第七章谐振式测量电路6、下列关于差动变压器式传感器的测量电路的说法正确的是（D）A、差动整流电路可以消除零点残余电压，但不能判断衔铁的位置。
B、差动整流电路可以判断衔铁的位置和运动方向。
C、相敏检波电路可以判断位移的大小，但不能判断位移的方向。
D、相敏检波电路可以判断位移的大小和位移的方向。
第五章电容式传感器1、如将变面积型电容式传感器接成差动形式，其灵敏度将加倍。
2、电容式传感器利用非电量的变化转换成电容器的变化来实现对物理量的测量。
3、变极距型电容式传感器单位输入唯一所引起的灵敏度与两极板间距成反比关系。
4、位移电容式传感器动极板导致两极板有效覆盖面积A发生变化的同时将导致电容量变化，传感器电容变化量与动极板水平位移成线性关系，与动极板角位移成线性关系。
5、变极距型电容式传感器做成差动结构后，灵敏度提高了一倍，而非线性误差因转换为二次方关系而得以大大降低。
选择题1、当变极距型电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起传感器的（B）。
E、灵敏度增加B、灵敏度减小F、非线性误差增加D、非线性误差不变2、用电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选用（C）A、变极距型B、变面积型B、变介电常数型D、空气介质变间隙式综合分析题：1、如下图所示为差动式电容传感器的脉冲宽度调制电路，其中，A1、A2为电压比较器，电阻R1=R2，u0为参比电压。
（1）试分析此电路的工作原理;（2）画出输出端电压u0在C1=C2, C1<C2, C1>C2三种情况下的波形；（3）推导ūAB=ƒ(C1,C2)的数学表达式。
2、一个圆形平板电容式传感器，其极板半径为5mm，工作初始间隙为0.3mm空气介质，所采用的测量电路的灵敏度100mV/pF，读数仪表灵敏度为5格/mV。
如果工作时传感器的间隙产生2um的变化量，则读数仪表的指示值变化多少格？3、下图为电容式传感器的运算放大器电路，如果此传感器中的电容为平板式电容，试推导出放大器的输出电压U0与极板间距d间的函数关系式U0=ƒ（d）。
第六章压电式传感器1、石英晶体是一种各向异性材料，即不同晶向具有各异的物理特性，用x、y、z轴来描述。
其中x轴又称为电轴，因此此方向上的压电效应最显著；由于在y轴上施加力时产生的变形最大，故又称y轴为机械轴；z轴又称为光轴，沿该方向受力不会（会/不会）产生压电效应。
2、由于压电式传感器本身的内阻抗很高，输出能量小，因此它的测量电路通常需要接入一个很高阻抗的前置放大器，对传感器来输出的微弱信号进行放大。
由于压电式传感器既可以输出电压信号，也可以输出电荷信号，所以其前置放大器也有两种形式：电荷放大器和电压放大器。
通过分析电压放大器的电压幅值比和相角与频率比的关系曲线，如图所示（见课本83页6-8），可知，压电传感器具有很好的高频响应特性，并且不能（能/不能）测量静态量。
3、压电元件作为压电式传感器的敏感部件，由于单片压电元件产生的电荷量很小，故在实际应用中，通常采用两片（或两片以上）同规格的压电元件粘接在一起，以提高压电式传感器的输出灵敏度。
当将两个压电元件按照如图所示（见课本83页6-9a）的方式连接时，与单片相比，在外力作用下，正负电极上的电荷量与单片时相同，总电荷量为单片时的一半，输出电压增大了一倍。
4、压电式传感器是以压电材料的压电效应为了工作基础的。
其中，对某些介质沿一定方向施以外力使其变形时，其内部产生极化现象而使其出现电荷集聚的现象，称其为正压电效应，此过程是将机械能转变成电能。
而当在片状压电材料的两个电极上加上交流电压时，压电片将产生机械振动，此现象成为逆压电效应。
5、由于单片压电元件产生的电荷量很小，所以在实际应用中，通常将两片同规格的压电元件粘接在一起，已提高灵敏度，其中连接方法有串联法和并联法。
6、压电系数是衡量材料压电效应强弱的参数。
7、机电耦合系数用于衡量压电材料在压电效应中的能量转换效应。
8、压电传感器的前置放大器有两种形式：电荷放大器和电压放大器。
9、在使用电荷放大器时，输出电压几乎不受连接电缆长度的影响。
选择题1、下了说法错误的是（D）A、压电传感器具有很好的高频响应特性，不能测量静态量。
B、当将两个规格的压电晶片采用“并联法”连接在一起时，与单片时相比，在外力的作用下，其正负电极上的电荷量增加了一倍。
C、对于压电式传感器的测量电路—电荷放大器，其输出电压与被测压力成线性关系。
D、压电耦合系数是用于衡量材料压电效应强弱的参数。
2、对于石英晶体，下列说法错误的是（A）A、沿光轴方向施加作用力，不会产生压电效应，但会有电荷产生。
B、沿电轴方向施加作用力，会在该轴的两个表面产生电荷聚集。
C、沿机械轴方向受力时会产生压电效应，D、沿机械轴方向受力相比其他方向的变形最明显。
3、石英晶体和压电陶瓷的压电效应对比不正确的是（A）A、压电陶瓷比石英晶体的压电效应明显，稳定性也比石英晶体好。
B、压电陶瓷比石英晶体的压电效应明显，稳定性不如石英晶体好。
C、压电陶瓷要具有压电效应需要经过外电场的极化作用，而石英晶体不需要。
D、压电陶瓷的压电系数比石英晶体大很多，故用它做的压电式传感器灵敏度较高，但机械强度不如石英晶体。
简答题3、试分析石英晶体压电效应的机理第七章磁敏式传感器1、对于恒磁通电感式传感器，根据其结构上运动部件是线圈还是磁铁，可分为动圈式和动铁式两种。
2、当载流半导体处于与电流相垂直的磁场中时，在其两端将产生电位差，这一现象成为霍尔效应。
它的产生是由于运动电荷受磁场中洛伦兹力作用的结果。
3、通过电磁感应的原理将被测量转换为电信号的传感器称为磁电式传感器。
4、磁电感应式传感器是利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端输出电动势的原理进行工作的。
5、霍尔元件的零位误差主要包括不等位电动势和寄生电流电势。
6、霍尔传感器的灵敏度与霍尔系数成正比，而与霍尔片厚度成反比。
7、由于半导体内的自由电子浓度要远远低于金属导体，故制作霍尔元件的都是半导体材料；且由于霍尔传感器的灵敏度与霍尔片厚度成反比，所以霍尔元件都制成薄片状。
8、当霍尔元件通以控制电流而不加外磁场时，它的霍尔输出端之间仍有空载电动势存在，该电势称为霍尔电动势。
9、某霍尔元件的尺寸（l、b、d）为1.0cm×0.35cm×0.1cm，沿方向通以电流I=1.0mA，在垂直b面加有均匀磁场B=0.3T，传感器的灵敏度系数为22V\A·T，则其输出霍尔电动势为___6.6mV____，载流子浓度为__2.84*10^21 (个/m^3)_____。
10、如图所示为利用霍尔元件测量转轴转速的大小。
简述它的原理。
11、霍尔元件的两对电极是激励电极和霍尔电极_。
选择题1、制造霍尔元件的半导体材料中，目前用的较多的是锗、锑化铟、砷化铟，其原因是（B）。
第四章半导体材料的霍尔系数比金属的大第五章半导体中电子迁移率比空穴高第六章半导体材料的电子迁移率比较大第七章N型半导体材料较适宜制造灵敏度较高的霍尔元件第8章热电势传感器1、热电偶是基于热电效应进行侧温的，其两端产生的热电动势来源于两个方面：一部分是两种导体的接触电动势，另一部分单一导体的温差电动势。
2、在热电偶测温回路内接入连接导线和测量仪表时，只要保证加入的导体两端的温度相等，则对回路中总的电动势没有影响。
这根据的是热电偶的中间导体定律。
3、热电偶补偿导线法的理论依据是中间温度定律。
4、热电偶参考端的温度修正法的理论依据是中间温度定律。
5、当热端温度为100℃，冷端温度为0℃时，考铜与纯铂组成的热电偶的热电动势为-4.0mV，而镍镉合金与纯铂组成的热电偶的热电动势为2.95mV，则镍镉与考铜组成的热电偶的热电动势是6.95mv。