传感器知识点总结

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传感器的定义

传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。

传感器的分类

目前对传感器尚无一个统一的分类方法,但比较常用的有如下三种:

1、按传感器的物理量分类,可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器。

2、按传感器工作原理分类,可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅热电偶等传感器。

3、按传感器输出信号的性质分类,可分为:输出为开关量(“1”和“0”或“开”和“关”)

的开关型传感器;输出为模拟型传感器;输出为脉冲或代码

的数字型传感器。

传感器的静态特性

传感器的静态特性是指对静态的输入信号,传感器的输出量

与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都

和时间无关,所以它们之间的关系,即传感器的静态特性可

用一个不含时间变量的代数方程,或以输入量作横坐标,把

与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征

传感器静态特性的主要参数有:线性度、灵敏度、分辨力和

迟滞等。

传感器的动态特性

所谓动态特性,是指传感器在输入变化时,它的输出的特性。在实际工作中,传感器的动态特性常用它对某些标准输入信

号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容

易用实验方法求得,并且它对标准输入信号的响应与它对任

意输入信号的响应之间存在一定的关系,往往知道了前者就

能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号

两种,所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来

表示。

传感器的线性度

通常情况下,传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。在实际工作中,为使仪表具有均匀刻度的读数,常用一条拟

合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度(非线性误差)就是这个近似程度的一个性能指标。拟合直线的选取有多种方法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线,此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。

传感器的灵敏度

灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△对输入量变化△ x 的比值。

它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系,则灵敏度S 是一个常数。否则,它将随输入量的变化而变化。

灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如,某位移传感器,在位移变化 1 时,输出电压变化为200V ,则其灵敏度应表示为200V/ 。

当传感器的输出、输入量的量纲相同时,灵敏度可理解为放大倍数。

提高灵敏度,可得到较高的测量精度。但灵敏度愈高,测量范围愈窄,稳定性也往往愈差。

传感器的分辨力

分辨力是指传感器可能感受到的被测量的最小变化的能力。也就是说,如果输入量从某一非零值缓慢地变化。当输入变化值未超过某一数值时,传感器的输出不会发生变化,即传

感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨力时,其输出才会发生变化。

通常传感器在满量程范围内各点的分辨力并不相同,因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的最大变化值作为衡量分辨力的指标。上述指标若用满量程的百分比表示,则称为分辨率。

电阻式传感器

电阻式传感器是将被测量,如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。

电阻应变式传感器

传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,即在外力作用下产生机械形变,从而使电阻值随之发生相应的变化。电阻应变片主要有金属和半导体两类,金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。

压阻式传感器

压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件,扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时,各电阻值将发生变化,电桥就会产生

相应的不平衡输出。

用作压阻式传感器的基片(或称膜片)材料主要为硅片和锗片,硅片为敏感材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人

们的重视,尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应

用最为普遍。

热电阻传感器

热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特

性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比

较高的场合,这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻

材料为铂、铜、镍等,它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量—200 ℃~+500 ℃范围内的温度。

传感器的迟滞特性

迟滞特性表征传感器在正向(输入量增大)和反向(输入量

减小)行程间输出—一输入特性曲线不一致的程度,通常

用这两条曲线之间的最大差值△ MAX 与满量程输出FS的百分比表示,迟滞可由传感器内部元件存在能量的吸收造成。传感器的选用

传感器千差万别,即便对于相同种类的测定量也可采用不同

工作原理的传感器,因此,要根据需要选用最适宜的传感器。(1)测量条件

如果误选传感器,就会降低系统的可靠性。为此,要从系统

总体考虑,明确使用的目的以及采用传感器的必要性,绝对不要采用不适宜的传感器与不必要的传感器。测量条件列举如下,即测量目的,测量量的选定,测量的范围,输入信号的带宽,要求的精度,测量所需要的时间,过输入发生的频繁程度。

(2)传感器的性能

选用传感器时,要考虑传感器的下述性能,即精度,稳定性,响应速度,模拟信号或者数字信号,输出量及其电平,被测对象特性的影响,校准周期,过输人保护。

(3)传感器的使用条件

传感器的使用条件即为设置的场所,环境(湿度、温度、振动等),测量的时间,与显示器之间的信号传输距离,与外设的连接方式,供电电源容量。

传感器题库及答案

第一章检测技术的基本概念 一、填空题: 1、传感器有、、组成 2、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,输出与输入的比值。 3、从输出曲线看,曲线越陡,灵敏度。 4、下面公式是计算传感器的。 5、某位移传感器的输入变化量为5mm,输出变化量为800mv,其灵敏度为。 二、选择题: 1、标准表的指示值100KPa,甲乙两表的读书各为 KPa和 KPa。它们的绝对误差为。 A 和 B 和 C 和 2、下列哪种误差不属于按误差数值表示。 A绝对误差 B相对误差 C随机误差 D引用误差 3、有一台测量仪表,其标尺范围0—500 KPa,已知绝对误差最大值 P max=4 KPa,则该仪表的精度等级。 A 级 B 级 C 1级 D 级 4、选购线性仪表时,必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。应选购的仪表量程为测量值的 倍。 A3倍 B10倍 C 倍 D 倍 5、电工实验中,常用平衡电桥测量电阻的阻值,是属于测量, 而用水银温度计测量水温的微小变化,是属于测量。 A偏位式 B零位式 C 微差式 6、因精神不集中写错数据属于。 系统误差 B随机误差 C粗大误差 7、有一台精度级,测量范围0—100 KPa,则仪表的最小分格。 A45 B40 C30 D 20 8、重要场合使用的元件或仪表,购入后进行高、低温循环老化试验,目的是为了。 A提高精度 B加速其衰老 C测试其各项性能指标 D 提高可靠性 9、传感器能感知的输入量越小,说明越高。 A线性度好 B迟滞小 C重复性好 D 分辨率高 三、判断题 1、回差在数值上等于不灵敏度 ( ) 2、灵敏度越大,仪表越灵敏() 3、同一台仪表,不同的输入输出段灵敏度不同() 4、灵敏度其实就是放大倍数() 5、测量值小数点后位数越多,说明数据越准确() 6、测量数据中所有的非零数字都是有效数字() 7、测量结果中小数点后最末位的零数字为无效数字() 四、问答题 1、什么是传感器的静态特性,有哪些指标。 答:指传感器的静态输入、输出特性。有灵敏度、分辨力、线性度、迟滞、稳定性、电磁兼容性、可靠性。

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2电阻式传感器 电阻式传感器的种类繁多,应用广泛,其基本原理是将被测物理量的变化转换成电阻值的变化,再经相应的测量电路而最后显示被测量值的变化。 电阻式传感器与相应的测量电路组成的测力、测压、称重、测位移、测加速度、测扭矩、测温度等测试系统。目前己成为生产过程检测以及实现生产自动化不可缺少的手段之一。 2.1电位器式传感器 电位器是一种常用的机电元件,广泛应用于各种电器和电子设备中。它主要是一种把机械的线位移或角位移输入量转换为与它成-定函数关系的电阻或电压输出的传感元件来使用。它们主要用于测量压力、高度、加速度等各种参数。 电位器式传感器具有一系列优点,如结构简单、尺寸小、重量轻、精度高、输出信号大、性能稳定并容易实现任意函数。其缺点是要求输入能量大,电刷与电阻元件Z间容易磨损。 电位器的种类很多,按其结构形式不同,可分为线绕式、薄膜式、光电式等;按特性不同,可分为线性电位器和非线性电位器。目前常用的以单圈线绕电位器居多。 空载特性(输出端不接负载或负载为无穷大) 上面讨论的电位器空载特性相当于负载开路或为无穷大时的情况,而一般情况下,电位器接有负载,接入负载时的特性为负载特性,负载特性相对于空载特性的偏差称为电位器的负载误差, 对于线性电位器负载误差即是其非线性误差。 电位器式传感器应用举例 膜盒电位器式压力传感器测小位移传感器电位器式加速度传感器 1.惯性质量; 2.片弹簧; 3.电位器; 4.电刷; 5.阻尼器; 6.壳体。 6 5 2.2应变片式传感器 问题: 1.什么是应变?什么是应变片? 2.应变片式传感器是把哪一个非电量转换成电量呢?转换成什么电量呢?如何转换的呢?它们之I'可的关系是什么呢? 电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应,即在导体产生机械变形时,它的电阻值相应发生变化。 敏感栅由金属细丝绕成栅形,实现应变一电阻转换的传感元件。 基底和盖片的作用是保持敏感栅和引线的几何形状和相 对位置,并且有绝缘作用。一般为厚度0.02?0.05mm的环氧 树脂,酚醛树脂等胶基材料。 引线作用:连接敏感栅和外接导线。 粘结剂作用:将敏感栅固定于基片上,并将盖片与基底粘结在一起;使用时,用粘结剂将应变片粘贴在试件的某一方向和位置,以便感受试件的应变。 电阻应变片主要特性 灵敏系数

传感器与检测技术复习总结Word版

l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。 答:一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成,分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。传感器与检测技术是研究自动检测系统中的信息提取,信息转换和信息处理的理论和技术为主要内容的一门应用技术学科。 2 .什么是传感器?它由哪几个部分组成?分别起到什么作用? 解:传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置,能完成检测任务;传感器由敏感元件,转换元件,转换电路组成。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。 3 .简述正、逆压电效应。 解:某些电介质在沿一定的方向受到外力的作用变形时,由于内部极化现象同时在两个 表面上产生符号相反的电荷,当外力去掉后,恢复到不带电的状态;而当作用力方向改变时,电荷的极性随着改变。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象称为正压电效应。反之,如对晶体施加一定变电场,晶体本身将产生机械变形,外电场撤离,变形也随之消失,称为逆压电效应。 4.简述电压放大器和电荷放大器的优缺点。 解:电压放大器的应用具有一定的应用限制,压电式传感器在与电压放大器配合使用时,连接电缆不能太长。优点:微型电压放大电路可以和传感器做成一体,这样这一问题就可以得到克服,使它具有广泛的应用前景。缺点:电缆长,电缆电容 C c 就大,电缆电容增大必然使传感器的电压灵敏度降低。 电荷放大器的优点:输出电压 U o 与电缆电容 C c 无关,且与 Q 成正比,这是电荷放大器的最大特点。但电荷放大器的缺点:价格比电压放大器高,电路较复杂,调整也较困难。要注意的是,在实际应用中,电压放大器和电荷放大器都应加过载放大保护电路,否则在传感器过载时,会产生过高的输出电压。 6.为什么说压电式传感器只适用于动态测量而不能用于静态测量? 答:因为压电式传感器是将被测量转换成压电晶体的电荷量,可等效成一定的电容,如被测量为静态时,很难将电荷转换成一定的电压信号输出,故只能用于动态测量。 7.压电式传感器测量电路的作用是什么?其核心是解决什么问题? 答:压电式传感器测量电路的作用是将压电晶体产生的电荷转换为电压信号输出,其核心是要解决微弱信号的转换与放大,得到足够强的输出信号。8.说明霍尔效应的原理? 解:置于磁场中的静止载流导体,当它的电流方向与磁场方向不一致时,载流导体上垂直于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势,这种现象称霍尔效应。 9 .磁电式传感器与电感式传感器有何不同? 解:磁电式传感器是通过磁电作用将被测量(如振动、位移、转速等)转换成电信号的一种传感器。磁电感应式传感器也称为电动式传感器或感应式传感器。磁电感应式传感器是利用导体和磁场发生相对运动产生电动式的,它不需要辅助电源就能把被测对象的机械量转换成易于测量的电信号,是有源传感器。电感式传感器是利用电磁感应原理将被测非电量如位移、压力、流量、、重量、振动等转换成线圈自感量 L 或互感量 M 的变化,再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出的装置,是无源传感器。 10 .霍尔元件在一定电流的控制下,其霍尔电势与哪些因素有关? 解:根据下面这个公式U=KIBf(L/B)可以得到霍尔电势还与磁感应强度 B, K H 为霍尔片的灵敏度 , 霍尔元件的长L 和宽度 b 有关。11.什么是热电势、接触电势和温差电势? 解:两种不同的金属 A 和 B 构成的闭合回路,如果将它们的两个接点中的一个进行加热,使其温度为 T ,而另一点置于室温 T 0 中,则在回路中会产生的电势就叫做热电势。由于两种不同导体的自由电子密度不同而在接触处形成的电动势叫做接触电势。温差电势是同一导体的两端因其温度不同而产生的一种热电势。 12 .说明热电偶测温的原理及热电偶的基本定律。 解:热电偶是一种将温度变化转换为电量变化的装置,它利用传感元件的电参数随温度变化的特征来达到测量的目的。通常将被测温度转换为敏感元件的电阻、磁导或电势等的变化,通过适当的测量电路,就可由电压电流这些电参数的变化来表达所测温度的变化

传感器复习总结(必看)

此份要重点看 1. 测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨 力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。(2分) 2. 霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度下单位控 制电流时的霍尔电势的大小。(2分) 3. 光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面 后产生的光电效应分为三类。第一类是利用在光线作用下光电子逸出 物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、光电倍增管;第二类是 利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的内光电 效应,这类元件有光敏电阻;第三类是利用在光线作用下使物体内部 产生一定方向电动势的光生伏特效应,这类元件有光电池、光电仪表。 4.热电偶所产生的热电动势是两种导体的接触电动势和单一导体的 温差电动势组成的,其表达式为E ab (T ,T o )=T B A T T B A d N N T T e k )(ln )(00σσ-?+-。在热电偶温度补偿中补偿导线法(即冷端延长线法)是在连接导线和热电偶之间,接入延长线,它的作用是 将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方,以减 小冷端温度变化的影响。 5.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 称为负压电效应。 6. 变气隙式自感传感器,当街铁移动靠近铁心时,铁心上的线圈电

感量(增加) 8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系,除(变极距型)外是线性的。(2分) 四、下面是热电阻测量电路,试说明电路工作原理 答:该热电阻测量温度电路由热敏电阻、测量电阻和显示仪表组成。图中G为指示仪表,R1、R2、R3为固定电阻,R a为零位调节电阻。热电阻都通过电阻分别为r2、r3、R g的三个导线和电桥连接,r2和r3分别接在相邻的两臂,当温度变化时,只要它们的R g分别接在指示仪表和电源的回路中,其电阻变化也不会影响电桥的平衡状态,电桥在零位调整时,应使R4=R a+R t0为电阻在参考温度(如0 C)时的电阻值。三线连接法的缺点之一是可调电阻的接触电阻和电桥臂的电阻相连,可能导致电桥的零点不稳。 一、选择与填空题:(30分)

传感器心得体会

传感器心得体会

传感器心得体会 【篇一:传感器实验总结】 《传感器及检测技术》教学实践工作总结 本学期,担任《传感器及检测技术》课程的理论和实践教学内容。本课程的实践教学主要是教学实验,在全体同学的大力配合下,比较圆满的完成了实践教学任务,达到了实验的预期目的。现将此课程的实践教学工作总结如下: 1、实验计划的制定 为更好的完成实践教学环节,使学生能够真正的在实践环节学到更多的东西,在学期初我就认真研究教材内容和教学大纲要求,针对教学内容和学生特点制定了详细的实验安排,并与实验室老师进行了认真的沟通,充分做好教学实践前的各项准备工作。 2、注重理论和实践的结合 每讲授一段内容,就组织同学们做一次实验,让学生把课堂上获得的理论知识及时的得到验证和应用,从而加深对所学内容的理解。同时鼓励同学们利用课余时间多到实验室做一些创造性的实验,提高他们的知识迁移能力和思维能力。 3、实验过程的安排 (1)每次实验前,提前下达实验任务,让学生做好实验前的各种准备工作。由班长做好分组工作,每组指定一名组长,实行组长负责制,负责本组的组织和协调工作,。 (2)进实验室时,讲清实验室纪律,不得随意摆弄实验用品,要严格遵守实验章程,在老师的指导下进行各种实验。

(3)实验过程中,认真抓好学生的纪律,不得无故迟到、早退,杜绝做与实验无关的事情。实验过程中教师要不断巡 视及时发现学生们遇到的各种问题,并给与指导或启发。尽量多鼓励、少批评,培养学生的自信心,提高学生学习的积极性。 (4)实验完毕,及时清查实验物品,并督促学生摆放好实验物品,做到物归原位。另外,每组展示实验成果,并派代表做出总结,谈谈实验中遇到的各种问题,并说明做出了怎样的处理,有哪些收获。小组成员之间先进行互评,然后由教师作出补充,并适当给与鼓励。同时督促同学课下认真完成实验报告。 4、反思改进 在每次实验完毕后,我都把实验中发现的问题进行归纳整理,进行反思,同时向有经验的教师请教,争取在下次实践课中加以改进。 总之,这一个学期的实践教学,总的来说基本上能够按照要求保质保量的完成教学任务,但从中我也发现了一些问题,在今后的教学工作中,我会努力的改进不足的地方,争取把以后的实践教学工作做得更好。 【篇二:实验心得体会】 实验心得体会 在做测试技术的实验前,我以为不会难做,就像以前做物理实验一样, 做完实验,然后两下子就将实验报告做完.直到做完测试实验时,我才知道其实并不容易做,但学到的知识与难度成正比,使我受益匪浅. 在做实验前,一定要将课本上的知识吃透,因为这是做实验的基础,否则,在老师讲解时就会听不懂,这将使你在做实验时的难度加大,浪费做实验的宝贵时间.比如做应变片的实验,你要清楚电桥的各种接法,如果你不清楚,在做实验时才去摸索,这将使你极大地浪费时间,使你事倍功半.做实验时,一定要亲力亲为,务必要将每个步骤,每个细节弄清楚,弄

传感器与检测技术(重点知识点总结)

传感器与检测技术知识总结 1:传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。 一、传感器的组成 2:传感器一般由敏感元件,转换元件及基本转换电路三部分组成。①敏感元件是直接感受被测物理量,并以确定关系输出另一物理量的元件(如弹性敏感元件将力,力矩转换为位移或应变输出)。②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数(电阻,电感,电容)及电流或电压等电信号。 ③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输,处理的电量。 二、传感器的分类 1、按被测量对象分类 (1)内部信息传感器主要检测系统内部的位置,速度,力,力矩,温度以及异常变化。(2)外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态,它有相对应的接触式(触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器)和非接触式(视觉传感器、超声测距、激光测距)。 2、传感器按工作机理 (1)物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的(主要有:光电式传感器、压电式传感器)。 (2)结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的(主要有①电感式传感器;②电容式传感器;③光栅式传感器)。 3、按被测物理量分类 如位移传感器用于测量位移,温度传感器用于测量温度。 4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。 5、按传感器能量源分类 (1)无源型:不需外加电源。而是将被测量的相关能量转换成电量输出(主要有:压电式、磁电感应式、热电式、光电式)又称能量转化型; (2)有原型:需要外加电源才能输出电量,又称能量控制型(主要有:电阻式、电容式、电感式、霍尔式)。 6、按输出信号的性质分类 (1)开关型(二值型):是“1”和“0”或开(ON)和关(OFF); (2)模拟型:输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量,其输入/输出可线性,也可非线性; (3)数字型:①计数型:又称脉冲数字型,它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比;②代码型(又称编码型):输出的信号是数字代码,各码道的状态随输入量变化。其代码“1”为高电平,“0”为低电平。 三、传感器的特性及主要性能指标 1、传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系,有静态特性和动态特性。 2、传感器的静态特性是当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时,传感器的输出与输入之间的关系,叫静态特性,简称静特性。 表征传感器静态特性的指标有线性度,敏感度,重复性等。 3、传感器的动态特性是指传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为动态特性,简称动特性。传感器的动态特性取决于传感器的本身及输入信号的形式。传感器按其传递,转换信息的形式可分为①接触式环节;②模拟环节; ③数字环节。评定其动态特性:正弦周期信号、阶跃信号。 4、传感器的主要性能要求是:1)高精度、低成本。2)高灵敏度。3)工作可靠。4)稳定性好,应长期工作稳定,抗腐蚀性好;5)抗干扰能力强;6)动态性能良好。7)结构简单、小巧,使用维护方便等; 四、传感检测技术的地位和作用 1、地位:传感检测技术是一种随着现代科学技术的发展而迅猛发展的技术,是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一。 2、作用:能够进行信息获取、信息转换、信息传递及信息处理等功能。应用:计算机集成制造系统(CIMS)、柔性制造系统(FMS)、加工中心(MC)、计算机辅助制造系统(CAM)。 五、基本特性的评价 1、测量范围:是指传感器在允许误差限内,其被测量值的范围; 量程:则是指传感器在测量范围内上限值和下限值之差。2、过载能力:一般情况下,在不引起传感器的规定性能指标永久改变条件下,传感器允许超过其测量范围的能力。过载能力通常用允许超过测量上限或下限的被测量值与量程的百分比表示。 3、灵敏度:是指传感器输出量Y与引起此变化的输入量的变化X之比。 4、灵敏度表示传感器或传感检测系统对被测物理量变化的反应能力。灵敏度越高越好,因为灵敏度越高,传感器所能感知的变化量越小,即被测量稍有微小变化,传感器就有较大输出。K值越大,对外界反应越强。 5、反映非线性误差的程度是线性度。线性度是以一定的拟合直线作基准与校准曲线作比较,用其不一致的最大偏差△Lmax与理论量程输出值Y(=ymax—ymin)的百分比进行计算。 6、稳定性在相同条件,相当长时间内,其输入/输出特性不发生变化的能力,影响传感器稳定性的因素是时间和环境。 7、温度影响其零漂,零漂是指还没输入时,输出值随时间变化而变化。长期使用会产生蠕变现象。 8、重复性:是衡量在同一工作条件下,对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的不一致程度的指标;(分散范围

传感器 课后题及答案

传感器课后题及答案 第1章传感器特性 1.什么是传感器?(传感器定义) 2.传感器由哪几个部分组成?分别起到什么作用?3. 传感器特性在检测系统中起到什么作用?4.解释下列名词术语: 1)敏感元件;2)传感器; 3)信号调理器;4)变送器。5.传感器的性能参数反映了传感器的什么关系?静态参数有哪些?各种参数代表什么意义?动态参数有那些?应如何选择? 6.某传感器精度为2%FS ,满度值50mv ,求出现的最大误差。当传感器使用在满刻度值1/2和1/8 时计算可能产生的百分误差,并说出结论。 7.一只传感器作二阶振荡系统处理,固有频率f0=800Hz,阻尼比ε=0.14,用它测量频率为400的正弦外力,幅植比ε=0.7时, , 又为多少? ,相角 各为多少? 8.某二阶传感器固有频率f0=10KHz,阻尼比ε=0.1若幅度误差小于3%,试求:决定此传感器的工作频率。 9. 某位移传感器,在输入量变化5 mm时,输出电压变化为300 mV,求其灵敏度。 10. 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成,各环节的灵敏度为:S1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/V,求系统的总的灵敏度。11.测得某检测装置的一组

输入输出数据如下:a)试用最小二乘法拟合直线,求其线性度和灵敏度;b)用C语言编制程序在微机上实现。 12.某温度传感器为时间常数T=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差的1/3和1/2所需的时间。 13.某传感器为一阶系统,当受阶跃函数作用时,在t=0时,输出为10mV;t→∞时,输出为100mV;在t=5s时,输出为50mV,试求该传感器的时间常数。14.某一阶压力传感器的时间常数为0.5s,若阶跃压力从25MPa,试求二倍时间常数的压力和2s 后的压力。 15.某压力传感器属于二阶系统,其固有频率为1000Hz,阻尼比为临界值的50%,当500Hz的简谐压力输入后,试求其幅值误差和相位滞后。16.已知某压力传感器的测定范围为0~10000Pa,输入特性表示为:y=10(x-0.00007x2+2000)请问这种传感器能使用吗? 17.某CO2气体传感器在20。C,浓度范围为0~100ppm时的输入特性表示为Rx=x+250(kΩ),用差动法回答以下问题(其中R1=10MΩ,E=2V): ⑴利用最简单的电阻-电压变换电路,绘出X,V0的关系图。 ⑵利用电桥进行电阻-电压变换电路,绘出20 。C时X,V0的关系图。另外,当30。C时,Rx=x+500(kΩ),在同一张图上再加上X,V0的关系图,然后进行比较。 ⑶采用两个差动法的传感器电路绘出20。C,30。C时X,V0的关系,然后与(2)中的图形进行比较。 18.设阻抗Rs为1 kΩ俄信号源与100V的动力线有50m的并行走线距离,静电感应所产生的噪声电压为多少?分布电容设为10pF/m。 第3章电感式传感器 1.叙述变磁阻式传感器的工作原理。

传感器原理及应用_复习总结

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

传感器与检测技术(重点知识点总结)0001

传感器与检测技术知识总结 1:传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。 一、传感器的组成 2:传感器一般由敏感元件,转换元件及基本转换电路三部分组成。①敏感元件是直接感受被测物理量,并以确定关系输出另一物理量的元件(如弹性敏感元件将力,力矩转换为位移或应变输出)。②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数(电阻,电感,电容)及电流或电压等电信号。 ③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输,处理的电量。 二、传感器的分类 1、按被测量对象分类 (1)内部信息传感器主要检测系统内部的位置,速度,力,力矩,温度以及异常变化。(2)外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态,它有相对应的接触式(触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器)和非接触式(视觉传感器、超声测距、激光测距)。 2、传感器按工作机理 (1)物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的(主要有:光电式传感器、压电式传感器)。 (2 )结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律 等构成的(主要有①电感式传感器;②电容式传感器;③ 光栅式传感器)。 3、按被测物理量分类 如位移传感器用于测量位移,温度传感器用于测量温度。 4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。 5、按传感器能量源分类 (1 )无源型:不需外加电源。而是将被测量的相关能量 转换成电量输出(主要有:压电式、磁电感应式、热电式、 光电式)又称能量转化型; (2 )有原型:需要外加电源才能输出电量,又称能量___ 制型(主要有:电阻式、电容式、电感式、霍尔式)。 6、按输出信号的性质分类 (1)开关型(二值型):是“T和“ 0”或开(ON)和关(OFF); (2)模拟型:输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量,其输入/输出可线性,也可非线性; (3)数字型:①计数型:又称脉冲数字型,它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比;②代码______ (又称编码型):输出的信号是数字代码,各码道的状态随输 入量变化。其代码“ 1”为高电平,“ 0”为低电平。 三、传感器的特性及主要性能指标1、传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系,有静态特性和动态特性。 2、传感器的静态特性是当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时,传感器的输出与输入之间的关系,叫静态特性,简称静特性。 表征传感器静态特性的指标有线性度,敏感度,重复性等。3、传感器的动态特性是指传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为动态特性,简称动特性。传感器的动态特性取决于传感器的本身及输入信号的形式。传感器按其传递,转换信息的形式可分为①接触式环节;②模拟环节; ③数字环节。评定其动态特性:正弦周期信号、阶跃信号。 4、传感器的主要性能要求是:1)高精度、低成本。2)高灵敏度。3)工作可靠。4)稳定性好,应长期工作稳定,抗腐 蚀性好;5)抗干扰能力强;6)动态性能良好。7)结构简单、小巧,使用维护方便等; 四、传感检测技术的地位和作用 1、地位:传感检测技术是一种随着现代科学技术的发展而迅猛发展的技术,是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一。 2、作用:能够进行信息获取、信息转换、信息传递及信息处 理等功能。应用:计算机集成制造系统(CIMS )、柔性制造系统(FMS )、加工中心(MC )、计算机辅助制造系统(CAM ) 五、基本特性的评价 1、测量范围:是指传感器在允许误差限内,其被测量值的范 围; 量程:则是指传感器在测量范围内上限值和下限值之差。 2、过载能力:一般情况下,在不引起传感器的规定性能指标永久改变条件下,传感器允许超过其测量范围的能力。过载能力通常用允许超过测量上限或下限的被测量值与量程的百分比表示。 3、灵敏度:是指传感器输出量Y与引起此变化的输入量的变化X 之比。 4、灵敏度表示传感器或传感检测系统对被测物理量变化的反应能力。灵敏度越高越好,因为灵敏度越高,传感器所能感知的变化量越小,即被测量稍有微小变化,传感器就有较大输出。K值越大,对外界反应越强。 5、反映非线性误差的程度是线性度。线性度是以一定的拟合直线作基准与校准曲线作比较,用其不一致的最大偏差△ Lmax与理论量程输出值Y (=ymax —ymin、的百分比进行计算。 6、稳定性在相同条件,相当长时间内,其输入/输出特性不发生变化的能力,影响传感器稳定性的因素是时间和环境_ 7、温度影响其零漂,零漂是指还没输入时,输出值随时间变化而变化。长期使用会产生蠕变现象。 8、重复性:是衡量在同一工作条件下,对同一被测量进行多 次连续测量所得结果之间的不一致程度的指标;(分散范围小,重复性越好)

传感器计算题目总结答案

传感器计算题目总结 第二章 1 一光电管与5k Q 电阻串联,若光电管的灵敏度为 30卩A/lm ,试计算当输出电压为 2V 时的入射光通量。 解:外光电效应所产生的电压为 U 。= IR L = K R L R L 负载电阻,I 光电流,「入射光通量。K 光电管的灵敏度,单位 A/lm 。 U 2 入射光通量为唇=出 2 13.13lm KR L 30x10“ X5000 2光敏二极管的光照特性曲线和应用电路如图所示,图中 I 为反相器,R 为20kQ ,求光照度为多少 lx 1 时U 0为高电平。【U i ::: — V DD 】 2 1 解:当反相器的输入U i 满足翻转条件U i V DD 时,反相器翻转,U 。为高电平。现图中标明U DD =5V , 2 所以U i 必须小于2.5V , U o 才能翻转为高电平。 由于光敏二极管的伏安特性十分平坦, 所以可以近似地用 欧姆定律来计算I ■与 U o 的关系。 从图中可以看出光敏二极管的光照特性是线性的,所以根据比例运算得到 所以E 0 ^3000 0.125 =1250lx 即光照度E 必须大于E 。=1250lx 时U o 才为高电平。 0.3 第四章 1 一热敏电阻在 0C 和100C 时,电阻值分别为 200k Q 和10k Q 。试计算该热敏电阻在 20C 时的电阻值。 2将一支灵敏度为0.08mv/0 C 的热电偶与电压表相连, 电压表接线端处温度为 500 C ,电压表读数为60 mv , 求热电偶热端温度? 3用一 K 型热电偶测量温度,已知冷端温度为 40C ,用高精度毫伏表测得此时的热电动势为 29.186mV , 求被测的热端温度大小? 解 : 29.186+1.612=30.798mV 热端温度为 740C 第五章 1图为一直流应变电桥, E = 4V , R 仁R2=R3=R4=350Q , 求: ① R1为应变片其余为外接电阻, R1增量为△ R1=3.5Q 时输出U °=。 ② R1、R2是应变片,感受应变极性大小相同,其余为电阻,电压输出 U 0=。 ③ R1、R2感受应变极性相反,输出U 0=。 ④ R1、R2、R3、R4都是应变片,对臂同性,邻臂异性,电压输出 U °=。 2如图所示为等强度梁测力系统, R 1为电阻应变片,应变片灵敏度系数 k = 2.05,未受应变时RI = 120 K = 0.125mA 时的光照度E 0

传感器(唐文彦)总复习总结.doc

一?电阻式传感器 基本原理:将被测的非电量转换成电阻值的变化,再经转换电路变成电量输岀。 1. 应变式传感器 工作原理:金属的电阻应变效应:金属导体的电阻随着机械变形(伸长或缩短)的大小发生变化的现象称为金属的电阻应变效应。 特点:结构简单,性能稳定,灵敏度较高,适用于动态测量。 1)横向效应:将直的电阻丝绕成敏感栅之后,虽然长度相同,但应变状态不同,其灵敏系数降低了。这种现象称横向效应。 为了减少横向效应产生的测量误差,一般多采用箔式应变片,其圆弧部分尺寸较栅丝尺寸大得多,电阻值较小,因而电阻变化量也就小得多。 2)机械滞后应变片安装在试件上以后,在一定温度下,其(AR/R )-E的加载特性与卸载特性不重合,在同一机械应变值eg下,其对应的AR/R值(相对应的指示应变£i )不一致。加载特性曲线与卸载特性曲线的最大差值称应变片的滞后。 机械滞后产生的原因:敏感栅、基底和粘合剂在承受机械应变后所留下的残余变形所造成的。3)零漂(P0 ):粘贴在试件上的应变片,在温度保持恒定、不承受机械应变时,其电阻值随时间而变化的特性,称为应变片的零漂。 4)蠕变(8 ):如果在一定温度下,使其承受恒定的机械应变,其电阻值随时间而变化的特性,称为应变片的蠕变。一般蠕变的方向与原应变量变化的方向相反。 5)最大工作电流:是指允许通过应变片而不影响其工作的最大电流值。

6)绝缘电阻:是指应变片的引线与被测试件之间的电阻值。通常要求50MQ-100MQ以上。7)电阻式应变片的温度误差:当测量现场环境温度变化时,由于敏感栅温度系数及栅丝与试件膨胀系数之差异性而给测量带来的附加误差,称为应变片的温度误差。 对应变片温度误差产生的主要因素进行分析:1.电阻温度系数的影响;2.测试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数影响。 温度补偿方法:(1 )线路补偿法(加温度补偿电阻):利用电桥的和、差原理来达到温度补偿的目的。(2 )自补偿法(选材):主要是通过精心选配敏感栅材料与应变片结构参数来实现温度补偿。 2. 压阻式传感器 工作原理:对半导体材料施加外力作用时,除了产生形变之外,材料的电阻率也要发生明显变化,这种现象被称为“压阻效应”。 特点:压阻式应变片的灵敏度比金属丝式的要高50~80倍;半导体材料的应变片尺寸小、 横向效应小、滞后和蠕变都很小。 二?电感式传感器 基本原理:将电感式传感器是基于电磁感应原理,它是把被测量转化为电感量(自感或互感)的一种装置。可用来测位移、压力、振动等多种非电量,既可用于静态测量,又可用于动态测量。 7.自感式传感器—变磁阻式传感器 原理:衔铁移动导致气隙变化导致电感量变化,从而得知位移量的大小方向。 1)变气隙式自感传感器(改变10——磁路中气隙长度)须保持气隙磁通截面积不变;

几种常见传感器总结

几种常见传感器总结 1、红外对管: 红外对管是根据红外辐射式传感器原理制作的一种红外对射式传感器。与一般红外传感器一样,红外对管也由三部分构成:光学系统(发射管)、探测器(接收管)、信号调理及输出电路。红外探测器是利用红外辐射与物质相互作用所呈现的物理效应来探测红外辐射的。在此接收管通过对发射管所发出的红外线做出反应实现,实现信号的采集,再通过后续信号处理电路完成信号的采集和输出。 2、霍尔传感器: 霍尔传感器是基于霍尔效应的一种传感器。霍尔效应是指置于磁场中的静止载流导体, 当它的电流方向与磁场方向不一致时, 载流导体上平行于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势的现象。该电势称霍尔电势。霍尔传感器是利用霍尔效应实现磁电转换的一种传感器,它具有灵敏度高,线性度好,稳定性高、体积小和耐高温等特点。对测速装置的要求是分辨能力强、高精度和尽可能短的检测时间。目前市场上的霍尔传感器都是集成了外围的测量电路输出的是数字信号,即当传感器检测到磁场时将输出高低电平信号。传感器主要包括两部分,一为检测部分的霍尔元件,一为提供磁场的磁钢。霍尔电流传感器反应速度一般在7微妙,根本不用考虑单片机循环判断的时间. 3、光电开关: 光电开关是一种利用感光元件对变化的入射光加以接收, 并进行光电转换, 同时加以某种形式的放大和控制, 从而获得最终的控制输出“开”、“关”信号的器件。上图为典型的光电开关结构图。是一种反射式的光电开关,它的发光元件和接收元件的光轴在同一平面且以某一角度相交,交点一般即为待测物所在处。当有物体经过时, 接收元件将接收到从物体表面反射的光, 没有物体时则接收不到。透射式的光电开关, 它的发光元件和接收元件的光轴是重合的。当不透明的物体位于或经过它们之间时, 会阻断光路, 使接收元件接收不到来自发光元件的光, 这样起到检测作用。光电开关的特点是小型、高速、非接触, 而且与TTL、MOS等电路容易结合。此类传感器目前也多为开关量传感器,输出的为1,0开关量信号,可以和单片机直接连接使用。光电开关广泛应用于工业控制、自动化包装线及安全装置中作光控制和光探测装置。可在自控系统中用作物体检测,产品计数, 料位检测,尺寸控制,安全报警及计算机输入接口等用途。 4、超声波传感器: 利用超声波在超声场中的物理特性和各种效应而研制的装置可称为超声波换能器、探测器或传感器。超声波探头按其工作原理可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等, 而以压电式最为常用。压电式超声波探头常用的材料是压电晶体和压电陶瓷, 这种传感器统称为压电式超声波探头。它是利用压电材料的压电效应来工作的: 逆压电效应将高频电振动转换成高频机械振动, 从而产生超声波, 可作为发射探头; 而利用正压电效应, 将超声振动波转换成电信号, 可用为接收探头。超声波探头主要由压电晶片组成,既可以发射超声波,也可以接收超声

传感器重点总结

一、名词解释 1.偏差式测量用仪表指针的位移(即偏差)决定被测量的量值,这种测量方法称为偏差式测量。 2.零位式测量用指零仪表的零位反应测量系统的平衡状态,在测量系统平衡时,用已知的标准量决定被测量的量值,这种测量方法称为零位式测量。 3.微差式测量将被测量与已知的标准量相比较,取得差值后,再用偏差法测得此差值。 4.静态测量被测量在测量过程中是固定不变的,对这种被测量进行的测量称为静态测量。静态测量不需要考虑时间因素对测量的影响。 5.动态测量被测量在测量过程中是随时间不断变化的,对这种被测量进行的测量称为动态测量。 6.测量误差是测得值减去被测量的真值。 7.随机误差在同一测量条件下,多次测量被测量时,其绝对值和符号以不可预定方式变化着的误差称为随机误差。 8.迟滞传感器在相同工作条件下,输入量由小到大(正行程)及输入量由大到小(反行程)变化期间其输入输出曲线不重合的现象。 9.电阻应变效应即导体在外界作用下产生机械变形(拉伸或压缩)时,其电阻值相应发生变化。 10.正压电效应机械能转换为电能的现象 11.逆压电效应当在电介质极化方向施加电场,这些电介质会产生几何变形,这种现象称为逆压电效应。 12.通常把沿电轴x方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效应”。把沿机械轴y方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效应”。 13.在光线的作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象称为光生伏特效应。 14.光电池是一种直接将光能转换为电能的光电器件。 15.绝对湿度是指在一定温度和压力条件下,每单位体积的混合气体中所含水蒸气的质量。相对湿度是指气体的绝对湿度与同一温度下达到饱和状态的绝对湿度之比。 二、填空/选择 1.测量误差的表示方法有绝对误差、实际相对误差、引用误差、基本误差、附加误差。 2.传感器的静态特性性能指标有灵敏度、迟滞、线性度、重复性和漂移等。 3.传感器的时域动态性能指标有时间常数、延迟时间、上升时间、峰值时间、超调量、衰减比。 4.半导体应变片是用半导体材料制成的,其工作原理基于半导体材料的压阻效应。半导体材料的电阻率ρ随作用应力的变化而发生变化的现象称为压阻效应。 5.自感式电感传感器是利用线圈的变化来实现测量的,它由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。 6. 变面积型电容式传感器(88页) 7.石英晶体纵向轴z称为光轴,经过六面体棱线并垂直于光轴的x称为电轴,与x和z同时垂直的轴y称为机械轴。 8.气敏传感器是用来检测气体类别、浓度和成分的传感器。 9.半导体气敏传感器是利用气体在半导体表面的氧化和还原反应导致敏感元件阻值变化而制成的。 10.图9-3、9-4直热式和旁热式气敏器件的符号(153页) 11.湿度是指大气中的水蒸气含量,通常采用绝对湿度和相对湿度两种表示方法。 12.频率在16~2×Hz之间,能为人耳所闻的机械波,称为声波;低于16Hz的机械波,称为次声波;高于2×Hz的机械波,称为超声波。 三、简答分析计算 1.迟滞的定义、原因、公式、曲线(30页) 2.习题9-7,ppt. 结构、Rp作用、测试过程、测量丝加热丝、旁热式优点等。(163页) 3.(171页)图10-5、10-6工作原理、公式计算

传感器课后答案解析

第1章概述 1.什么是传感器? 传感器定义为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,通常由敏感元件和转换元件组成。 1.2传感器的共性是什么? 传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性,将非电量(如位移、速度、加速度、力等)输入转换成电量(电压、电流、电容、电阻等)输出。 1.3传感器由哪几部分组成的? 由敏感元件和转换元件组成基本组成部分,另外还有信号调理电路和辅助电源电路。 1.4传感器如何进行分类? (1)按传感器的输入量分类,分为位移传感器、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两类。(3)按传感器工作原理分类,可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、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分类,可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。(5)按传感器的能量关系进行分类,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特征进行分类,可分为普通型和新型传感器。 1.5传感器技术的发展趋势有哪些? (1)开展基础理论研究(2)传感器的集成化(3)传感器的智能化(4)传感器的网络化(5)传感器的微型化 1.6改善传感器性能的技术途径有哪些? (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 第2章传感器的基本特性 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? 答:传感器的静态特性是指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。主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。 2.2传感器输入-输出特性的线性化有什么意义?如何实现其线性化? 答:传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。常用的线性化方法是:切线或割线拟合,过零旋转拟合,端点平移来近似,多数情况下用最小二乘法来求出拟合直线。 2.3利用压力传感器所得测试数据如下表所示,计算其非线性误差、迟滞和重复性误差。设压力为0MPa 时输出为0mV,压力为0.12MPa时输出最大且为16.50mV. 非线性误差略 正反行程最大偏差?Hmax=0.1mV,所以γH=±?Hmax0.1100%=±%=±0.6%YFS16.50 重复性最大偏差为?Rmax=0.08,所以γR=±?Rmax0.08=±%=±0.48%YFS16.5 2.4什么是传感器的动态特性?如何分析传感器的动态特性? 传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性,即输出对随时间变化的输入量的响应特性。 传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析。瞬态响应常采用阶跃信号作为输入,频率响应常采用正弦函数作为输入。

最新传感器分类(最全总结)

繁杂,分类方法也很多。现将常采用的分类方法归纳如下: 1、按输入量即测量对象的不同分: 如输入量分别为:温度、压力、位移、速度、湿度、光线、气体等非电量时,则相应的传感器称为温度传感器、压力传感器、称重传感器等。 这种分类方法明确地说明了传感器的用途,给使用者提供了方便,容易根据测量对象来选择所需要的传感器,缺点是这种分类方法是将原理互不相同的传感器归为一类,很难找出每种传感器在转换机理上有何共性和差异,因此,对掌握传感器的一些基本原理及分析方法是不利的。因为同一种型式的传感器,如压电式传感器,它可以用来测量机械振动中的加速度、速度和振幅等,也可以用来测量冲击和力,但其工作原理是一样的。 这种分类方法把种类最多的物理量分为:基本量和派生量两大类.例如力可视为基本物理量,从力可派生出压力、重量,应力、力矩等派生物理量.当我们需要测量上述物理量时,只要采用力传感器就可以了。所以了解基本物理量和派生物理量的关系,对于系统使用何种传感器是很有帮助的。 2、按工作(检测)原理分类 检测原理指传感器工作时所依据的物理效应、化学效应和生物效应等机理。有电阻式、电容式、电感式、压电式、电磁式、磁阻式、光电式、压阻式、热电式、核辐射式、半导体式传感器等。

如根据变电阻原理,相应的有电位器式、应变片式、压阻式等传感器;如根据电磁感应原理,相应的有电感式、差压变送器、电涡流式、电磁式、磁阻式等传感器;如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、磁敏等固态传感器。 这种分类方法的优点是便于传感器专业工作者从原理与设计上作归纳性的分析研究,避免了传感器的名目过于繁多,故最常采用。缺点是用户选用传感器时会感到不够方便。 有时也常把用途和原理结合起来命名,如电感式位移传感器,压电式力传感器等,以避免传感器名目过于繁多. 3、按照传感器的结构参数在信号变换过程中是否发生变化可分为: a、物性型传感器:在实现信号的变换过程中,结构参数基本不变,而是利用某些物质材料(敏感元件)本身的物理或化学性质的变化而实现信号变换的。 这种传感器一般没有可动结构部分,易小型化,故也被称作固态传感器,它是以半导体、电介质、铁电体等作为敏感材料的固态器件。如:热电偶、压电石英晶体、热电阻以及各种半导体传感器如力敏、热敏、湿敏、气敏、光敏元件等。 b、结构型传感器:依靠传感器机械结构的几何形状或尺寸(即结构参数)的变化而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,实现信号变换,从而检测出被测信号。 如:电容式、电感式、应变片式、电位差计式等。 4、根据敏感元件与被测对象之间的能量关系(或按是否需外加能源)来分:

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