传感器与检测技术复习参考

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1、《传感器与现代检测技术》复习参考前言知识点第一章概论1、检测的定义2、传感器的定义、组成、分类传感器(狭义):能感应被测量的变化并将其转换为其他物理量变化的器件.传感器(广义):是信号检出器件和信号处理部分的总称.传感器的分类：按测量的性质划分:位移传感器,压力传感器,温度传感器等.按工作的原理划分:电阻应变式,电感式,电容式,压电式,磁电式传感器等.按测量的转换特征划分:结构型传感器和物性型传感器.按能量传递的方式划分:能量控制型传感器和能量转换型传感器.3、检测系统的静、动态性能指标静态特性可用下列多项式代数方程表示：y=a0+

2、a1x+a2x2+a3x3+…+anxn式中：y—输出量；x—输入量；a0—零点输出；a1—理论灵敏度；a2、a3、…、an—非线性项系数。1）线性度：指输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度,又叫非线性误差.2）灵敏度：指传感器的输出量增量与引起输出量增量的输入量的比值.3）迟滞：指传感器在正向行程和反向行程期间,输出-输入曲线不重合的现象.4）重复性：指传感器在输入量按同一方向做全量程多次测试时,所得特性曲线不一致性的程度.5）分辨率：指传感器在规定测量范围内所能检测输入量的最小变化量.6）稳定性：指传感器在室温条件下,

3、经过相当长的时间间隔,传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异.7）漂移：指传感器在外界的干扰下,输出量发生与输入量无关的变化,包括零点漂移和灵敏度漂移等.4、传感器的动态特性1）瞬态响应法2）频率响应法第二章常用传感器1、电阻式传感器（1）基本原理：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显示或记录被测量值的变化。（2）电阻应变片结构（3）应变效应电阻应变片满足线性关系：，S即为应变片灵敏系数，或用K表示，K=1+2。半导体应变片满足：（4）测量电路A．直流电桥（电桥形式（单臂、双臂、全桥）、输出电压表达式、电压灵

4、敏度、应变片的位置安放）见课后习题P2423.5B．交流电桥（5）温度误差原因及补偿方法1、电容式传感器（1）结构、原理（2）类型：变极距型：非线性误差大，适用于微小位移量测量变极板面积型：面积变化型电容传感器的优点是输出与输入成线性关系，但与极板变化型相比，灵敏度较低，适用于较大角位移及直线位移的测量。变介质型：用于用来测量电介质的厚度、液位（3）电容式传感器测量电路A．电桥电路B．调频振荡电路C．运算放大器式电路D．差动脉冲宽度调制电路2、电感式传感器（1）结构、原理、分类自感式：变气隙式自感传感器（非线性）、变面积式自感传感器

5、（线性）、螺管式自感传感器差动系统：可提高灵敏度，改善输出特性的非线性测量电路：交流电桥、变压器电桥互感式：全波差动整流电路、二极管相敏检波电路3、电涡流式传感器（1）电涡流效应：基于法拉第电磁感应原理，当传感器线圈通以正弦交变电流I1时，线圈周围空间将产生正弦交变磁场H1，被测导体内产生呈涡旋状的交变感应电流I2。电涡流产生的交变磁场H2与H1方向相反，它使传感器线圈等效阻抗发生变化。，应用：x——位移、厚度、振幅；ρ——表面温度、电解质浓度、材质判别等；μ，ρ——无损探伤等。特点：非接触连续测量，灵敏度高、频响宽、分辨率高（2）

6、电涡流式传感器基本结构高频反射式电涡流式传感器：电涡流效应+集肤效应多用于位移及与位移相关的厚度、振动等测量低频透射式电涡流式传感器：音频(<20kHz)激励电流、低频透射式涡流传感器多用于测定材料厚度。1、压电式传感器（1）压电效应、逆压电效应（2）电路特点：压电传感器本身产生的电荷量很小，且传感器本身的内阻很大，因此输出信号很微弱，给后续测量电路提出很高的要求由于传感器的内阻及后续测量电路输入电阻Ri非无限大，电路将按指数规律放电，造成测量误差。为了减小误差，Ri越大越好。电荷泄漏使得利用压电传感器测量静态或准静态量非常困难。通

7、常压电传感器适宜作动态测量。实际应用中为了增大输出值，压电传感器往往用两个或两个以上的晶体串联或并联：（3）前置放大器的作用：放大信号、阻抗变换（4）电荷放大器的性能稳定，其输出不受电缆分布电容的影响。（5）2、霍尔传感器（1）霍尔效应（2）结构，工作原理，测量电路（3）温度误差及补偿（4）不等位电压产生原因及补偿3、热电式传感器（1）热电式传感器分类：热电偶、热电阻（2）工作原理（3）热电动势、接触电动势和温差电动势（4）温度测量基本定律（5）冷端补偿4、数字式传感器（1）光栅传感器（2）编码器原理应用自测：1、绪论作业习题1．仪

8、表精度有几个指标？它们各自的定义是什么？精确度、精密度、准确度2．仪表分辨力的定义是什么？指传感器能够检测到的最小输入增量3．什么是传感器？（传感器定义）传感器由哪几个部分组成？分别起到什么作用？4.解释下列名词术语：1）敏感元件;2