传感器与检测技术重点
电阻应变式传感器磁栅式传感器
第二章位移检测传感器
6、差动变压器的分辨率可达________ 。
7、激光测量系统由_________ 、 ______________ 和 ___________ 三部分组成。
8、参量位移传感器的工作原理是将被测物理量转化为电参量，即_____
或________ 等。
9、激光干涉式测长传感器分为______________ 和_____________ 。
10、简述低频透射式涡流传感器的工作原理。
11、简述电容式位移传感器的工作原理。
12、激光式位移传感器的优点有哪些？
13、感应同步式位移传感器的特点有哪些?
14、请设计一个装置测量体重。
由于差动变压器式电感传感器广泛用于直线位移与角位移以及可以转换成位移的其他机械量的测量。所以用差动变压器做称重测量。
同步强化练习
一、单项选择题
1、感应同步器的作用是测量（）
电压电流■位移相位差
2、下列位移传感器中，属于发电型位移传感器的是（）
自感式传感器压电式传感器电容式传感器
3、测量范围大的电容式位移传感器应选用（）
变极板面积式变极距式变介质式容栅式
4、下列传感器中，属于大位移传感器的是（）
自感式传感器压电式传感器电容式传感器
5、涡流式传感器不可测量（）
F
位移厚度温度振动
损耗问题温度误差零点剩余电压线性度
7、电感式传感器改善性能不考虑的因素是（）
8、磁栅式位移传感器不可用于测量（）线位移角位移速度噪声四、计算题
1在变极板面积型电容位移传感器中，原始电容C0=20卩F,角位移为0 =45°,求此时的
电容多大？图2 —10
2、在光栅式位移传感器中，有两块刻线数目相同，切线圆半径分别为1 0 mm、 2 0 mm 的切向圆光栅同心放置，其中光栅条纹密度为W=50条/mm, R=60mm,所产生的莫尔条纹的间距多大？五、请设计一装置用于测量钢板厚度。
例年试题
2006 年
1量程大的电容式传感器的类型是（）
A容栅式B 变介质型C 变极距型D变极板面积型
2对于电位计式位移传感器，其后接测量仪器的输入电阻对传感器的输出特性有何影响？如
何减少这个影响？
答：由于与电位计输出端并联的负载电阻要从电位计分出一些电流，所以使传感器产生输出误^^。
为减少这个影响，应使负载电阻满足R L>>R的条件，R为电位计本身阻值。
2007 年
4在下述位移传感器中，即适宜与测量大的线位移，有适宜于测量大的角位移的是（）
A电容式传感器B电感式传感器C光栅式传感器D电阻应变式传感器
5测量范围小的电容式位移传感器的类型是（）
A容栅式B变介质式C变极距式D变极板面积式
18设一圆形截面线绕式位移传感器的线圈半径是5mm，共绕制100圈，线圈总电阻1K Q , 则传感器的灵敏度为____________ 。
2008 年
1、下列线位移传感器的类型中，测量范围大的类型是（）
A自感式・B差动变压器式
C电涡流式D变极距型电容式
15•线绕式电位计的阶梯特性限制了其分辨力和
16.把电容式位移传感器做成差动形式，既可以提高测量灵敏度，又可以使零点附近工作特性的得到改善。
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
传感器与检测技术(知识点总结)
传感器与检测技术知识总结 第一章概述 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
传感器与检测技术知识点
0.1传感器：处于检测与控制系统之首，是感知、获取与检测信息的窗口 0.2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，通常敏感元件和转换元件以及相应的信号调节转换电路组成。 1.1输入量为常量或变化极慢时传感器输入-输出特性。指标：线性度（大）、迟滞（小）、重复性（好）、分辨力（强）、稳定性（高）、温度稳定性（高）、各种抗干扰稳定性（高）。传感器的静特性由静特性曲线反映出来，静特性曲线由实际测绘中获得。 测量系统的静态特性指标通常用输入量与输出量的对应关系 来表征。 人们根据传感器的静态特性来选择合适的传感器 1.2最小二乘法准则的几何意义在于拟和直线精密度高即误差小。相关公式： 1.3非接触式测量：1热电式传感器：测量温度 2光纤传感器：测量光信号3电容式传感器：测量位移 接触式测量：1电位器式压力传感器：测量压力 2 应变片式电阻传感器：测量电阻值 3应变式扭矩传感器：测量扭矩 二应变式 2.1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 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 电阻压阻效应_ 形成的，而②的电阻变化主要是由 电阻率变化 造成的。 半导体 材料传感器的灵敏度较大。 2.2简述电阻应变片式传感器的工作原理。（压阻效应）（4分） 答：电阻应变片的工作原理是基于电阻压阻效应，即在导体产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。 2.3 金属电阻应变片由四部分组成：敏感栅、基底、盖层、黏结剂、引线。②其主要特性参数：灵敏系数、横向效应、机械滞后、零漂及蠕变、温度效应、应变极限、疲劳寿命、绝缘电阻、最大工作电流、动态响应特性。 2.4温差①在外界温度变化的条件下，由于敏感栅温度系数 及栅丝与试件膨胀系数（）之差异性而产生虚假应变输出有时会产生与真实应变同数量级的误差，所以必须补偿温度误差的措施。②方法：1自补偿法：包括单丝自补偿法和组合式自补偿法 2线路补偿法 （平衡条件：电桥相邻两臂电阻的比值相等。） 三 电感式 利用线圈自感或互感的变化来实现测量的一种装置。 3.1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 .变面积式自感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时，铁心上线圈的电感量增大 3.2 在变压器式传感器中，一次侧和二次侧互感M 的大小与 绕组匝数 成正比，与 穿过线圈的磁通成正比，与磁回路中磁阻成反比。为反映差值互感，应将两个一次绕组的同名端顺向串联，将两个两次绕组的同名端反向串联 3.3以自感式传感器为例说明差分式传感器可以提高灵敏度的原理。 差分式灵敏度 t αs g ββ与000202l S W L μ=??? ? ??-?+=-?+=-=?122)(2000002000200020l l l l S W l S W l l S W L L L μμμ????????+???? ???+?--=...1220000l l l l l L S
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:传感器就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敏感元件就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转换元件就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基本转换电路就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)与非接触式(视觉传感器、超声测距、激光测距)。 2、传感器按工作机理 (1)物性型传感器就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)结构型传感器就是利用物理学中场的定律与运动定律 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就是有利于传感器的设计与应用。 5、按传感器能量源分类 (1)无源型:不需外加电源。而就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):就是“1”与“0”或开(ON)与关(OFF); (2)模拟型:输出就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,它可以就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):输出的信号就是数字代码,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、传感器的特性主要就是指输出与输入之间的关系,有静态特性与动态特性。 2、传感器的静态特性就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、传感器的动态特性就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就是: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与作用 1、地位:传感检测技术就是一种随着现代科学技术的发展而迅猛发展的技术,就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:就是指传感器在允许误差限内,其被测量值的范围; 量程:则就是指传感器在测量范围内上限值与下限值之差。 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:就是指传感器输出量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就是线性度。线性度就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就是时间与环境。 7、温度影响其零漂,零漂就是指还没输入时,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:就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)
传感器与检测技术重点知识点总结
传感器与检测技术重点 知识点总结 内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
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。
传感器与检测技术重点
电阻应变式传感器磁栅式传感器 第二章位移检测传感器 6、差动变压器的分辨率可达________ 。 7、激光测量系统由_________ 、 ______________ 和 ___________ 三部分组成。 8、参量位移传感器的工作原理是将被测物理量转化为电参量，即_____ 或________ 等。 9、激光干涉式测长传感器分为______________ 和_____________ 。 10、简述低频透射式涡流传感器的工作原理。 11、简述电容式位移传感器的工作原理。 12、激光式位移传感器的优点有哪些？ 13、感应同步式位移传感器的特点有哪些? 14、请设计一个装置测量体重。 由于差动变压器式电感传感器广泛用于直线位移与角位移以及可以转换成位移的其他机械量的测量。所以用差动变压器做称重测量。 同步强化练习 一、单项选择题 1、感应同步器的作用是测量（） 电压电流■位移相位差 2、下列位移传感器中，属于发电型位移传感器的是（） 自感式传感器压电式传感器电容式传感器 3、测量范围大的电容式位移传感器应选用（） 变极板面积式变极距式变介质式容栅式 4、下列传感器中，属于大位移传感器的是（） 自感式传感器压电式传感器电容式传感器 5、涡流式传感器不可测量（） F
位移厚度温度振动 损耗问题温度误差零点剩余电压线性度 7、电感式传感器改善性能不考虑的因素是（） 8、磁栅式位移传感器不可用于测量（）线位移角位移速度噪声四、计算题 1在变极板面积型电容位移传感器中，原始电容C0=20卩F,角位移为0 =45°,求此时的 电容多大？图2 —10 2、在光栅式位移传感器中，有两块刻线数目相同，切线圆半径分别为1 0 mm、 2 0 mm 的切向圆光栅同心放置，其中光栅条纹密度为W=50条/mm, R=60mm,所产生的莫尔条纹的间距多大？五、请设计一装置用于测量钢板厚度。 例年试题 2006 年 1量程大的电容式传感器的类型是（） A容栅式B 变介质型C 变极距型D变极板面积型 2对于电位计式位移传感器，其后接测量仪器的输入电阻对传感器的输出特性有何影响？如 何减少这个影响？ 答：由于与电位计输出端并联的负载电阻要从电位计分出一些电流，所以使传感器产生输出误^^。 为减少这个影响，应使负载电阻满足R L>>R的条件，R为电位计本身阻值。 2007 年 4在下述位移传感器中，即适宜与测量大的线位移，有适宜于测量大的角位移的是（） A电容式传感器B电感式传感器C光栅式传感器D电阻应变式传感器 5测量范围小的电容式位移传感器的类型是（） A容栅式B变介质式C变极距式D变极板面积式 18设一圆形截面线绕式位移传感器的线圈半径是5mm，共绕制100圈，线圈总电阻1K Q , 则传感器的灵敏度为____________ 。 2008 年 1、下列线位移传感器的类型中，测量范围大的类型是（） A自感式・B差动变压器式 C电涡流式D变极距型电容式 15•线绕式电位计的阶梯特性限制了其分辨力和 16.把电容式位移传感器做成差动形式，既可以提高测量灵敏度，又可以使零点附近工作特性的得到改善。
传感器与检测技术重点复习
第一、二章： 1、传感器的定义与组成： 定义：能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。 组成：由敏感元件和转换元件组成。分别完成检测和转换2个基本功能。 2、静态特性是指传感器在稳态信号作用下的输入—输出特性。 静态特性指标：线性度、灵敏度、分辨率、迟滞、重复性、漂移。 传感器的动态特性是指当输入量随时间变化时传感器的输入—输出特性。 在时域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在频域条件下一般要研究传感器的动态特性。 3、从传感器的静态特性和动态特性考虑，详述如何选用传感器。 答：考虑传感器的静态特性的主要指标，选用线性度大、迟滞小、重复性好、分辨力强、稳定性高、抗干扰稳定性高的传感器。考虑动态特性，所选的传感器应能很好的追随输入量的快速变化，即具有很短的暂态响应时间或者应具有很宽的频率响应特性。 第三章 电阻式传感器 1. 已知一等强度梁测力系统，Rx 为电阻应变片，应变片灵敏系数K=2，受应变时，Rx=100Ω。当试件受力F 时，应变片承受平均应变ε=1000μm/m 。求： （1）应变片电阻变化量△Rx 和电阻相对变化量△Rx/Rx 。 （2）将电阻应变片Rx 置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V ，求电桥输出电压及电桥非线性误差。 （3）若要使电桥电压灵敏度分别为单臂工作时的两倍和四倍，应采取哪些措施？分析在不同措施下的电桥输出电压以及电桥非线性误差大小。 解：(1)因为：R R K ?=ε；即2×1×-310=Ω 100R ?所以=0.2Ω；=0.002 （2）3-0101.50.0020.75R R 4E U ?=?=??=V ； R R n 1R R L ??=＋＋γ，因为n=1，所以％＋0.1R R 2R R L ≈??=γ （3）要使电桥电压灵敏度分别为单臂工作时的两倍：应在悬梁臂的正反面对应贴上2分相同的应变片，1个接受拉力应变，1个接受压力应变，形成半桥差动电桥。 此时：3-01030.0021.5R R 2E U ?=?=??=V ；0=L γ 要使电桥电压灵敏度分别为单臂工作时的四倍：应在悬梁臂的正反面对应贴上4分相同的应变片，两个接受拉力应变，两个接受压力应变，形成全桥差动电桥。 此时：3-01060.0023R R E U ?=?=?? =V ；0=L γ R ?R R ?
(完整版)传感器与检测技术第二版知识点总结
传感器知识点 一、电阻式传感器 1) 电阻式传感器的原理：将被测量转化为传感器电阻值的变化，并加上测量电路。 2) 主要的种类：电位器式、应变式、热电阻、热敏电阻 ● 应变电阻式传感器 1) 应变：在外部作用力下发生形变的现象。 2) 应变电阻式传感器：利用电阻应变片将应变转化为电阻值的变化 a. 组成：弹性元件+电阻应变片 b. 主要测量对象：力、力矩、压力、加速度、重量。 c. 原理：作用力使弹性元件形变发生应变或位移应变敏感元件电阻值变化通过测 量电路变成电压等点的输出。 3) 电阻值：A L R ρ= (电阻率、长度、截面积)。 4) 应力与应变的关系：εσE =(被测试件的应力=被测试件的材料弹性模量*轴向应变) 5) 应力与力和受力面积的关系：（面积） （力） （应力）A F =σ 应注意的问题： a. R3=R4； b. R1与R2应有相同的温度系数、线膨胀系数、应变灵敏度、初值； c. 补偿片的材料一样，个参数相同； d. 工作环境一样；
二、电感式传感器 1) 电感式传感器的原理：将输入物理量的变化转化为线圈自感系数L 或互感系数M 的变化。 2) 种类：变磁阻式、变压器式、电涡流式。 3) 主要测量物理量：位移、振动、压力、流量、比重。 ● 变磁阻电感式传感器 1) 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。 2) 自感系数公式：) (2002 气隙厚度（截面积） （磁导率）δμA L N =。 3) 种类：变气隙厚度、变气隙面积 4) 变磁阻电感式传感器的灵敏度取决于工作使得当前厚度。 5) 测量电路：交流电桥、变压器式交变电桥、谐振式测量电桥。P56 6) 应用：变气隙厚度电感式压力传感器（位移导致气隙变化导致自感系数变化导致电流变化） ● 差动变压器电感式传感器 1) 原理：把非电量的变化转化为互感量的变化。 2) 种类：变隙式、变面积式、螺线管式。 3) 测量电路：差动整流电路、相敏捡波电路。 ● 电涡流电感式传感器 1) 电涡流效应：块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中做切割磁感线的运动，磁通变化，产生电动势，电动势将在导体表面形成闭合的电流回路。 ) () ,,,,(离、励磁电流的频率、距电阻率、磁导率、尺寸x f r F Z μρ=等效阻抗 2) 趋肤效应：电涡流只集中在导体表面的现象。 3) 原理：产生的感应电流产生新的交变磁场来反抗原磁场，式传感器的等效阻抗变化。 4) 测量电路：调频式测量电路、调幅式测量电路。 5) 测量对象：位移、厚度、表面温度、速度、应力、材料损伤、振幅、转速。 三、电容式传感器 1) 原理：将非电量的变化转化为电容量的变化。 2) 特点：结构简单、体积小、分辨率高、动态响应好、温度稳定性好、电容量小、负 载能力差、易受外界环境的影响。 3) 测量对象：位移、振动、角度、加速度、压力，差压，液面、成分含量。 ● 结构分类：平板和圆筒电容式传感器
传感器与检测技术知识点归纳
传感器知识点归纳 1、传感器 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或装置。 组成：敏感元件、转换元件、信号转换电路 静态特性： 1）线性度：指传感器输出与输入之间的线性程度。 在采用直线拟合线性化时，输出输入的校正曲线与其拟合曲线之间的最大偏差，就称为非线性误差或线性度 2）迟滞：传感器在正(输入量增大)反（输入量减小）行程中输出输入曲线不重合称为迟滞。、重复性：重复性是指传感器在输入按同一方向连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度。 3）灵敏度：传感器输出的变化量y与引起该变化量的输入变化量x之比即为其静态灵敏度，其表达式为K=Δy/Δx 4）漂移：漂移指在一定时间间隔内，传感器输出量存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。漂移包括零点漂移与灵敏度漂移。 分类： 1.按能传感器输出的信号类型分类： 1）模拟传感器2）数字传感器3）膺数字传感器4）开关传感器 2.按能量的转换情况分类：（1）能量控制型传感器（2）能量转换型传感器 2.1电阻式传感器 定义：是一种将被测非电物理量的变化转换成导电材料的电阻值变化的装置。 工作原理：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和装置显示或记录被测量值的变化 1、电阻应变片 定义：是一种能将被测试件上的应变变化转换成电阻变化的传感元件。 分类：1)丝式2)箔式3)薄膜式 工作原理：弹性敏感元件受到所测量的力而产生形变，并使附着其上的电阻应变片一起变形，电阻应变片再将变形转换为电阻值变化，从而可以测量多种物理量。 电阻应变效应：金属导体在外力作用下发生机械形变时，其电阻随着它的机械形变的变化而发生变化的现象。 电阻计算公式：R=ρl/A 伏安法测电阻电路直流/交流电阻 特性：横向效应、动态响应特性、温度效应 横向效应：既敏感纵向应变，又同时受轴向应变影响使其灵敏系数K较整长电阻丝的灵敏系数K0小的现象. 2.2电感式传感器 定义：利用线圈自感或互感的变化来实现测量的一种装置 分类：转换原理：自感式、互感式、电涡流式 结构形式：变气隙型、变面积型、螺线管型 1、自感式传感器（由线圈、铁芯及衔铁组成） 工作原理：传感器的运动部分与衔铁相连。当被测量变化时，使衔铁产生位移，引起磁路中磁阻变化，从而导致电感线圈的电感量变化。 2、互感式传感器工作原理：被测的非电量变化转换为线圈互感变化的一种磁电装置。工作原理类似于变压器。初、次级绕组的耦合能随衔铁的移动而变化，即绕组间的互感随被测位移的改变而变化。
传感器与检测技术知识点概括
1、传感器是能感受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、传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、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。 3、要实现不失真测量，检测系统的幅频特性应为常数 4、传感器静态特性是指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传感器的静态特性。 5，测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨率、灵敏度、漂移、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。（请写出反映传感器的五种性能指标，及写出三种解释传感器指标？精度、分辨率、灵敏度、线性度、迟滞。反映传感器准确度的指标是精度，反映传感器灵敏度的指标是灵敏度，反映传感器稳定性的指标是迟滞） 6，传感器对随时间变化的输入量的响应特性叫传感器动态性。 7，动态特性中对一阶传感器主要技术指标有时间常数。动态特性中对二阶传感器主要技术指标有固有频率、阻尼比。 8，从时域（延迟时间，上升时间，响应时间，超调量）和频域（幅频特性，相频特性）两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析动态特性。 9，幅频特性是指传递函数的幅值随被测频率的变化规律，相频特性是指传递函数的相角随被测频率的变化规律。传感器中超调量是指超过稳态值的最大值A（过冲）与稳态值之比的百分数。 电阻式传感器 10，金属材料的应变效应是指金属材料在受到外力作用时，产生机械变形，导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。 11，半导体材料的压阻效应是半导体材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。 12，金属丝应变片和半导体应变片比较其相同点是它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化。 13，金属丝应变片和半导体应变片比较其不同点是金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。（应变效应和压阻效应） 14，金属应变片的灵敏度系数是指金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化 15，采用应变片进行测量时要进行温度补偿的原因是（1）金属的电阻本身具有热效应，从而使其产生附加的热应变；（2）基底材料、应变片、粘接剂、盖板等都存在随温度增加而长度应变的线膨胀效应，若它们各自的线膨胀系数不同，就会引起附加的由线膨胀引起的应变。 16，对电阻应变式传感器常用温补方法有单丝自补偿，双丝组合式自补偿和电路补偿法（电桥补偿法）三种。 17，单位应变引起的电阻的相对变化称为电阻丝的灵敏系数。 18，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。传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。
《传感器与检测技术》知识点总结
《传感器与检测技术》（传感器部分）知识点总结 第一章 概述 1.传感器的定义与组成 （1）定义：能感受被测量并 按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。 （2）共性：利用物理定律或物质的物理、化学、生物等特性，将非电量转换成电量。 （3）功能：检测和转换。 （4）组成： 5.开展基础理论研究 寻找新原理
6.传感器的集成化 第二章 传感器的基本特性 1.线性度（传感器的静态特性之一） （1）定义：传感器的输入、输出间成线性关系的程度。 （2）非线性特性的线性化处理： Y FS y Y FS y Y FS y o （a ）切线或割线 X m x o （b ）过零旋转 X m x o （c ）端点平移 X m x （3）非线性误差：γL = ± Δ L ma x Y FS 式中，γL ——非线性误差（线性度）；ΔL m a x ——输出平均值与拟合直线间的最大偏差绝对 值；Y F S ——满量程输出。 2.灵敏度（传感器的静态特性之二） 传感器在稳态信号作用下输出量变化对输入量变化的比值。 0 S n ＝ y x x S n = dy dx (a) 线性测量系统 (b) 非线性测量系统 0 S n y = f x ) dy dx = C x 0 S n y = f ( ) dy x 0 S n y = f (x ) dy dx (c) 灵敏度为常数 (d) 灵敏度随输入增加而增加 (e) 灵敏度随输入增加而减小 3.分辨率/分辨力（传感器的静态特性之三） 分辨率是指传感器能够感知或检测到的最小输入信号增量。分辨率可以用增量的绝对值 或增量与满量程的百分比来表示。 4.迟滞/回程误差（传感器的静态特性之四） （1）定义：在相同测量条件下，对应于同一大小的输入信号，传感器正、反行程的输出信 号大小不相等的现象。 开发新材料 采用新工艺 探索新功能 具有同样功能的传感器集成化，即将同一类型的单个传感元件用集成工艺在同一平面上 排列起来，形成一维的线性传感器，从而使一个点的测量变成对一个面和空间的测量。 不同功能的传感器集成化，即将具有不同功能的传感器与放大、运算以及温度补偿等环 节一体化，组装成一个器件，从而使一个传感器可以同时测量不同种类的多个参数。 L max L max L max
传感器与检测技术重点知识点总结
传感器及检测技术知识 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：输出是及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及输入量成正比；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及输入之间的关系，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，传感器的输出及输入之间的关系，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
传感器与检测技术复习资料重点版
第一章by YYZ 都是老师上课给旳应当全均有了。 1.传感器是一种以一定精确度把被测量（重要是非电量）转换为与之有确定关系、便与应 用旳某种物理量（重要是电量）旳测量装置。 2.传感器旳构成：信号从敏感元件到转换元件转换电路。 3.敏感元件：它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系旳某一物理量旳元件。 4.转换元件：敏感元件旳输出就是它旳输入，它把输入转换成为电路参数。 5.转换电路：将电路参数接入转换电路，便可转换为电量输出。 6.误差旳分类：系统误差（测量设备旳缺陷），随机误差（满足正态分布），粗大误差。 7.系统误差：在同一条件下，多次测量同一量值时绝对值和符号保持不变，按一定规律变 化旳误差称为系统误差。材料、零部件及工艺旳缺陷，原则测量值，仪器刻度旳原则，温度，压力会引起系统误差。 8.随机误差：绝对值和符号以不可预定旳变化方式旳误差。仪表中旳转动部件旳间隙和摩 擦，连接件旳弹性形变可引起随机误差，随机误具有随机变量旳一切特点。 9.粗大误差：超过规定条件下旳预期旳误差。粗大误差明显歪曲测量成果，应当舍去不用。 10.精度：反应测量成果与真值靠近度旳值。 11.精度可分为精确度、精密度、精确度。 12.精确度：反应测量成果中系统误差旳影响程度。 13.精密度：反应测量成果中随机误差旳影响程度。 14.精确度：反应测量成果中系统误差和随机误差综合旳影响程度，其定量特性可以用测量
旳不确定度（或极限误差）表达。 15.精密度高旳精确度不一定高，精确度高旳精密度不一定高，但精确度高，则精密度和精 确度都高。 16.传感器旳静态特性是指输入被测量不随时间变化，或随时间变化很缓慢时，传感器旳输 出与输入旳关系。 17.衡量传感器静态特性旳重要指标是线性度、敏捷度、迟滞、反复性、精度等。 18.线性度旳计算例题： 19. 20.△Lmax为最大非线性绝对误差，Yfs为满量程输出。 21.传感器旳线性度是指传感器旳输出与输入之间旳线性程度。 22.敏捷度是指传感器在稳态下旳输出变化量△Y与引起次变化旳输入变化量△x之比，它 表征传感器对输入量变化旳反应能力。 23.静态特性：要线性度大，敏捷度好，迟滞性小，辨别率强，稳定性好，反复性好，抗干 扰能力强。 24.动态特性：很短旳暂态响应时间。是指传感器旳输出对随时间变化旳输入量旳响应特性， 反应输出值真实再现变化着旳输入量旳能力。
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
汇总整理《传感器与检测技术》期末考试复习要点
第一章传感器基基础 1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。下图给出了检测系统的组成框图。 检测系统的组成框图 传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。 测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。 显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。 2.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义? 依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号 主称——传感器，代号C； 被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表2； 转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表3； 序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。 例：应变式位移传感器： C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。 3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行? 答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U来讲为一小量。如果采用偏差法测量，仪表必须有较大量程以满足U0的要求，因此对△U，这个小量造成的U0的变化就很难测准。测量原理如下图所示： 图中使用了高灵敏度电压表——毫伏表和电位差计，R r和E分别表示稳压电源的内阻和电动势，凡表示稳压电源的负载，E1、R1和R w表示电位差计的参数。在测量前调整R1使电位差计工作电流I1为标准值。然后，使稳压电源负载电阻R1为额定值。调整RP的活动触点，使毫伏表指示为零，这相当于事先用零位式测量出额定输出电压U。正式测量开始后，只需增加或减小负载电阻R L的值，负载变动所引起的稳压电源输出电压U0的微小波动值ΔU，即可由毫伏表指示出来。根据U0=U+ΔU，稳压电源输出电压在各种负载下的值都可以准确地测量出来。微差式测量法的优点是反应速度快，测量精度高，特别适合于在线控制参数的测量。