《sensor期末复习》PPT课件

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1、传感器原理与应用期末复习试题构成：单选题10题20分填空题10题30分简答题2题20分计算题4题30分答疑时间：考试前的两天，上午8:30～11:30地点：S1楼323室期末复习1传感器技术基础期末复习国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。感受(或响应)被测量转换成适合于测量的电信号利用场的定律构成的传感器称为：结构型传感器。基于物质定律构成的传感器称为：物性型传感器。传感器具有能量信息转换的功能在于它的工作机理是基于各种物理的、化学的和生物的

2、效应，并受相应的定律和法则所支配。传感器的静态模型零位输出传感器的理论灵敏度非线性项系数输入量输出量期末复习传感器的动态模型通常可以用零阶、一阶或二阶的常微分方程来描述：零阶环节一阶环节期末复习时间常数静态灵敏度时间常数越小，阶跃响应越迅速，频率响应的上限截止频率越高。的大小表示惯性的大小，一阶环节有称为惯性环节。二阶环节固有频率静态灵敏度阻尼比固有频率越高，响应曲线上升越快。阻尼比越大，过冲现象越弱。通常使得期末复习凡是能用一个零阶线性微分方程来描述的传感器就称为零阶传感器，能用一个一、二阶线性微分方程来描述的传感器就称为一、二阶传感器。期

3、末复习传感器动态特性分析方法传感器主要动态特性时域：单位阶跃响应特性阶跃变化信号，阶跃函数频域：频率响应特性正弦变化信号，正弦函数通频带：2电阻应变式传感器在应力作用下材料的电阻率发生变化——应变电阻效应电阻应变式传感器一：电阻应变片期末复习金属材料——应变电阻效应半导体材料——压阻效应它们的电阻相对变化与线应变成正比电阻应变片测量的是应变栅范围内的平均应变，单个应变片不能测量应力场中的应力梯度。测量电路——电桥或在测量中一般采用等臂电桥：桥臂比：期末复习作用：将传感器的参数变化转换为电压输出若可忽略分母中的非线性因素期末复习实际的测量电路多

4、采用全等臂差动电桥：期末复习差动技术可以改善传感器的非线性。要保证三个环节：构成差动的传感器特性要完全相同；接收的输入量要大小相等、方向相反；输出量相减。全等臂4臂工作差动电桥：期末复习补偿了非线性++--电阻应变计的温度效应及热输出期末复习产生的原因：敏感栅的热阻效应敏感栅与试件的热膨胀不一致补偿：双丝半桥补偿块差动电桥热敏电阻补偿电阻应变式传感器二：压阻式传感器期末复习半导体的压阻效应：半导体沿某一轴向受到应力而产生应变时，其电阻率发生变化。载体(压力腔、质量快)敏感元件(硅膜片、硅梁)测量电路(应变电桥)外载压阻式传感器组成原理：应用：

5、硅差压传感器、压阻式加速度传感器3变磁阻式传感器期末复习电磁感应被测非电量自感系数互感系数测量电路磁路磁阻变化自感式互感式(差动变压器)变气隙式变面积式螺线管式变气隙式变面积式螺线管式电涡流式反射式透射式一般采用差动技术测量电路期末复习自感式变压器电桥谐振电路调频电路相敏检波电路恒流源电路(一般用于螺线管式)互感式(差动变压器)差动相敏检波电路差动整流电路电涡流式定频、变频调幅电路调频电路应用：检测位移、振动、力、应变、流量、比重等。4电容式传感器1.变极距型电容传感器期末复习如果满足条件那么上式可按级数展开：电容的相对变化量：一般可用作为其

6、特性表达式期末复习非线性误差大，仅适合测量微小位移量可用减小来提高灵敏度高分辨率，可测量的线位移理论曲线2.变面积型电容传感器灵敏度：线性输出，量程不受线性范围的限制，适合测量较大的直线位移和角位移。灵敏度低。由于灵敏度较低，在具体应用中多采用差动方式。期末复习3.变介质型电容传感器可测量介质的材质及厚度，或测量介质的移动距离。在具体应用中还要考虑：边缘效应静电引力寄生电容温度影响电容式传感器期末复习电容式传感器的测量电路直放式外差式普通交流电桥耦合电感电桥变压器电桥双T二极管交流电桥交流电桥电路运算放大器式电路调频电路调幅电路脉冲调宽电路期

7、末复习霍尔传感器——基于霍尔效应当电流垂直于外磁场方向通过导体时，在垂直于磁场和电流方向的导体的两个端面之间出现电势差的现象称为霍尔效应。5磁电式传感器期末复习霍尔系数霍尔元件厚度霍尔元件的灵敏度霍尔器件的测量电路①②霍尔电势输出端③④激励电流输入端激励电流调节补偿不等位电势B磁场控制电极霍尔电极期末复习霍尔器件的应用期末复习1.微位移及机械振动测量当霍尔元件的控制电流不变，并置于均匀梯度的磁场中移动时，霍尔电势只取决于它在磁场中的位移。2.测量交、直流磁感应强度，磁场强度控制电流一定时，霍尔电势与磁感应强度成正比。6压电式传感器压电效应:正

8、(顺)压电效应逆压电效应(电致伸缩)期末复习晶体在哪个方向上有正压电效应，则在此方向上一定存在逆压电效应；石英晶体不是在任何方向都存在压电效应的；无论是正或逆压电效