传感器技术与应用复习2

《传感器技术与应用复习2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第1章传感器技术基础掌握：1.传感器的定义和组成P22.传感器按工作原理分类P33.传感器的静态数学模型P54.传感器的静态特性P75.传感器提高传感器性能的主要方法：线性化、差动、补偿和校正P15了解：1.自动测试系统的组成P22.传感器的动态特性P93.传感器的材料P114.传感器的制造技术P135.传感器的标定与校准P16传感器的定义：能感受规定的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，通常由敏感元件和转换元件组成。敏感元件转换元件辅助电源接口电路图1-3传感器组成框图非电物理量电信号注：压电晶体、热电偶、热敏电阻、光电器件等是

2、敏感元件与转换元件一体的1.2传感器的分类传感器有许多分类方法，常用的有两种：一是按被测输入量来分（应用）二是按传感器工作原理分（理论）按传感器工作原理分类将物理、化学、生物等学科的原理、规律和效应作为分类的依据。此种分类优点：对传感器的工作原理比较清楚，类别少，有利于传感器专业工作者对传感器的深入研究分析。缺点：不便于使用者根据用途选用。具体划分为：1.电学式传感器常用的有电阻式、电容式、电感式、磁电式及电涡流式传感器等。（位移、力、加速度等）2.磁学式传感器利用铁磁物质的一些物理效应而制成。（位移、转矩等）3.光电式传感器利用光电器件的光电效应

3、和光学原理而制成。（光强、光通量、位移等）4.电势型传感器利用热电效应、光电效应、霍耳效应等原理而制成。（温度、磁通等）5.电荷传感器利用压电效应原理而制成。（力、加速度等）6.半导体传感器利用半导体的压阻效应、内光电效应、磁电效应、半导体与气体接触产生物质变化等原理而制成。（温度、湿度、压力、加速度、磁场、有害气体）7.谐振式传感器利用改变电或机械的固有参数来改变谐振频率的原理而制成。（主要用来测量压力）8.电化学式传感器以离子导电原理为基础而制成，可分为电位式传感器、电导式传感器、电量式传感器、级譜式传感器和电解式传感器等。（分析气体成分、液体

4、成分、溶于液体的固体成分、液体的酸碱度、电导率及氧化还原电位等参数）1.3传感器的数学模型传感器作为感受被测量信息的器件，我们希望它能按照一定的规律输出有用信号，因此，需要研究其输入—输出之间的关系及特性。理论和技术上表征输入-输出之间的关系通常是以建立数学模型来体现（确立量化关系）。1.3.1传感器的静态数学模型静态数学模型是指在静态信号作用下，传感器输出与输入量间的一种函数关系。其静态数学模型一般可以用n次多项式来表示：y=a0+a1x+a2x2+···+anxn式中x为输入量（被测量）：y为输出量（电量）：a0为零输入时的输出，也叫零位输出（

5、x=0）a1为传感器线性项系数也称线性灵敏度，常用K或S表示：a2，a3，···，an为非线性项系数，其数值由具体传感器非线性特性决定。（固有特性）传感器静态数学模型有三种有用的特殊形式：1.理想的线性特性通常是所希望的传感器应具有的特性，只有具备这样的特性才能正确无误地反映被测的真值。2.仅有偶次非线性项线性范围较窄，线性度较差，灵敏度为该曲线的斜率，一般传感器设计很少采用这种特性。（确定函数关系，计算非线性系数麻烦）偶函数：f(t)=f(-t)3.仅有奇次非线性项其线性范围较寛，且相对坐标原点是对称的，线性度较好，灵敏度为该曲线的斜率。奇函数：

6、f(t)=-f(-t)一个完整的自动测控系统组成：一般由传感器、测量电路、显示记录装置或调节执行装置、电源四部分。1.4.2动态特性在动态（快速变化）的输入信号情况下，要求传感器能迅速准确地响应和再现被测信号的变化。也就是说，传感器要有良好的动态特性。最常用的是通过几种特殊的输入函数，例如阶跃函数和正弦函数来研究其响应特性，称为阶跃响应法（时域）和频率响应法（频域）。阶跃响应特性给传感器输入一个单位阶跃函数信号：其输出特性称为阶跃响应特性，如图1-9所示。由图可衡量阶跃响应的几项指标。图1-9传感器阶跃响应特性(1)最大超调量(2)延迟时间(3)上

7、升时间(4)峰值时间(5)响应时间1.6.2提高性能指标的方法1.采用线性化技术切线和割线代替2.差动技术反向输入，输出相减：非线性项只存在奇次项3.平均技术误差平均：n个传感器；数据平均：测n次4.零位法、微差法和闭环技术5.补偿与校正技术找出误差的方向和数值6.集成化和智能化7.屏蔽、隔离和抑制干扰8.稳定性处理第2章温度传感器掌握：1.热力学温标转换公式P182.热电效应定义与热电偶测温原理P193.热电阻的温度特性（函数）P254.AD590应用电路P35了解：1.热电偶基本定律P202.热电偶材料P223.热电阻传感器结构P264.温度传

8、感器的应用P31热力学温度是国际上公认的最基本温度。我国目前实行的为国际摄氏温度（符号为t）。两种温标的换算公式为：t(℃