传感器期末复习

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1、传感器定义：传感器是将感受到的外界信息，按照一定的规律转换成所需要的有用信息的装置。组成：敏感元件：传感器的核心部件，是用来感知外界信息和转换成有用信息的元件转换元件：它把敏感元件的输出转换成电路参数量转换电路：上述电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出输入量：静态输出量：不随时间的变化或变化很慢的输入信号动态输入量：是指随时间变化的输入信号传感器的一般特性传感器的静态特性（时域条件）：在被测量的各个值处于稳定状态时，输入量与输出量之间的关系通常要求传感器在静态状况下的输出--输入关系保持线性灵敏度：到达稳定工作状态时输出变化量与引起该变化的输入变化量之比线性度（非线性误

2、差）：是指传感器的输入和输出成线性关系的程度分辨率：是指传感器可感受到的被测量的最小变化的能力或定义为区分两个相邻量的能力最小检测量：是指传感器能确切反映被测量的最低极限量。最小检测量愈小，表示传感器检测微量的能力愈高。精度：表示传感器在规定条件下允许的最大绝对误差相对于传感器满量程输出的百分比。测量误差包括系统误差和随机误差迟滞：反映了传感器正、反行程期间输入输出特性曲线不重合的程度。重复性：是指在同一工作条件下，输入量按同一方向在全测量范围内连续变动多次所得特性曲线的不一致性。漂移：是传感器在输入量不变的情况下，由于外界的干扰（例如温度、噪声等），传感器的输出量发生了变

3、化。传感器的动态特性（频域条件）：指传感器对于随时间变化的输入量的响应特性传感器的动态特性可以用基于时域的瞬态响应法和基于频域的频率响应法来分析一阶传感器的瞬态响应按指数规律上升，最终达到稳态值；二阶传感器的瞬态响应分为欠阻尼、过阻尼和临界阻尼几种情况。动态特性的主要指标有：时间常数、过冲、阻尼系数、振荡频率、上升时间。电桥直流电桥：采用直流电源的电桥交流电桥：采用交流电源的电桥直流电桥的四个桥臂一般为纯电阻交流电桥一般四个桥臂中含有储能元件电桥的平衡条件电阻式应变传感器定义：由于某些物理量的变化引起应变，应变引起电阻变化的一种传感器。组成：主要是由弹性敏感元件和电阻应变片

4、组成。电阻应变效应：根据电阻定律，金属丝的电阻随着它所受的机械变形（拉伸或压缩）的大小而发生相应的变化，这种现象称为金属的电阻应变效应。电阻应变片的工作原理就是基于金属的应变效应设计而成的。典型应用：检测力﹙重量﹚﹑压力﹑加速度。半差动电桥的电压灵敏度比单一工作应变片的电压灵敏度提高了一倍。全差动电桥的电压灵敏度比单一工作应变片的电压灵敏度提高了三倍。电容式传感器定义：电容式传感器是将被测非电量的变化转化为电容变化量的一种传感器。电容式传感器工作方式可分为变极距式、变面积式和变介质式3种类型。变极距式（电容量与移动距离不成线性关系灵敏度的计算方法）变面积式（电容量与改变的量

5、成线性关系）变介质式（电容量与改变的量成线性关系）电容式传感器信号调节电路有哪四种？运算放大器信号调节电路、电桥测量电路、谐振电路、脉冲宽度调制电路都是通过电容量的变化调节转换成电信号的变化。脉冲宽度调制电路脉冲宽度调制电路（PWM）是利用传感器的电容充放电使电路输出脉冲的占空比随电容式传感器的电容量变化而变化，然后通过低通滤波器得到对应于被测量变化的直流信号。电感式传感器定义：利用电磁感应原理，将被测的机械性的非电量变化转换成线圈电感(或互感)的变化，这种机电转换装置称为电感式传感器。主要类型：自感式、互感式、电涡流式感应电动势的大小与气隙的大小有着一一对应的关系。电感式

6、传感器按转换原理的不同可分为自感式(电感式)和互感式(差动变压器式)两大类。电感式传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制，在工业自动控制系统中被广泛采用。什么是电涡流效应？电涡流传感器是利用金属导体中的涡流与激励磁场之间进行电磁能量传递的，因此必须有一个交变磁场的激励源（传感器线圈）。被测对象则以某种方式调制磁场。电涡流传感器特点：主动测量技术，非接触式传感器电涡流主要有两个部件：交变磁场的激励源和金属导体电涡流传感器的应用：转速、计件、测厚、金属探伤等压电式传感器压电式传感器是一种典型的有源传感器，它以某些电介质的压电效应为基础，其基本工作原理是在外力作用下，电介

7、质的表面上产生电荷，即压电效应；压电传感器的两表面所形成的极板相当于电容器的两个极板，输出量是电荷，从而实现非电量的电测目的，所显示的电压取决于压电传感器的电容。什么是压电效应？什么是逆压电效应？自然界有许多晶体，它们是由极性分子构成的，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的两个表面上产生符号相反的电荷；当外力去掉后，又重新恢复不带电状态。这种现象称为压电效应。当作用力方向改变时，电荷极性也随着改变。相反，在电介质的极化方向施加电场，这些电介质也会产生变形，这种现象称为逆压电效应（电致伸