传感器应用复习.ppt

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1、题型：填空题10题，20分选择题20题，20分简答题4题，20分综合题4题，40分一、什么是传感器（1）什么是传感器？（2）传感器的作用是什么？传感器是指这样一类元件：它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路的通断传感器的作用是把非电学量转化为电学量或电路的通断，从而实现很方便地测量、传输、处理和控制（3)、传感器的共性：利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性，将非电量(如位移、速度、加速度、力等)转换为电量(电压、电流、电容、电阻等)；（4）、传感器的组成：传感器主要由敏感元件和转换元件组成。

2、非电学量→传感器→电学量角度位移速度压力温度湿度声强光照传感器电压电流电阻电容一、什么是传感器传感器应用的一般模式思考、为什么要经过放大转换电路？1）传感器输出的信号相当微弱，难以直接带动执行机构去实现控制；2）输出的信号进行远距离传送时，为了抵御外界干扰，必须先将信号转换为其他的电信号。驱动其他元件工作显示所测量的数据处理所测量的数据1、电子秤使用的测力装置：力传感器2、常见的一种力传感器：金属梁应变片应变片是一种敏感元件，多用半导体材料制成3、力传感器的工作原理：金属梁U2U1两个应变片的形变引起电阻变化，致使两个应变片的电压差变化，力F越大，电压差就越大。拉伸R

3、1变大压缩R2变小固定导体或半导体材料在外力作用下，产生机械变形时,其阻值发生相应变化,这种现象称为应变效应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、电路补偿法这几种。为了消除温度误差可以采用半差动电桥和全差动电桥方法。电感式传感器主要分为变磁阻式（自感式）、变压器式（互感式）、电涡流式三种类型。电涡流传感器的测量电路主要有调频式和调幅式两种。变磁阻式传感器由线圈、铁芯、衔铁3部分组成电涡流式传感器的特点涡流式传感器测量范围大，灵敏度高，结构简单，抗干扰能力强以及可以非接触测量等特点自感式传感器与差动变压器式传感器有何异同(1)不同点：1)自感式传

4、感器把被测非电量的变化转换成自感系数的变化；2)差动变压器式传感器把被测非电量的变化转换成互感系数的变化。(2)相同点：两者都属于电感式传感器，都可以分为气隙型、气隙截面型和螺管型。根据电容式传感器工作原理，可将其分为3种：变极板间距的变极距型、变极板覆盖面积的变面积型和变介质介电常数的变介质型。变极板间距型电容式传感器的特点是电容量与极板间距成反比，适合测量位移量。变极板覆盖面积型电容传感器的特点是电容量与面积改变量成正比，适合测量线位移和角位移。介质型电容传感器的特点是利用不同介质的介电常数各不相同，通过改变介质的介电常数实现对被测量的检测，并通过电容式传感器的电

5、容量的变化反映出来。适合于介质的介电常数发生改变的场合。电容式传感器有优点主要有测量范围大、灵敏度高、动态响应时间短、机械损失小、结构简单，适应性强变极距型电容传感器做成差动结构后，灵敏度提高原来的2倍。压电效应：什么是正压电效应?什么是逆压电效应?正压电效应就是对某些电介质沿一定方向施以外力使其变形时，其内部将产生极化现象而使其出现电荷集聚的现象。当在片状压电材料的两个电极面上加上交流电压，那么压电片将产生机械振动，即压电片在电极方向上产生伸缩变形，压电材料的这种现象称为电致伸缩效应，也称为逆压电效应。压电式传感器不能用于静态测量,只适用于动态测量。制作霍尔元件应采

6、用的材料是半导体材料，因为半导体材料能使截流子的迁移率与电阻率的乘积最大，而使两个端面出现电势差最大。按照测量光路组成，光电式传感器可以分为透射式、反射式、辐射式和开关式光电传感器。什么是光电效应和光电器件?常用的光电器件有哪几大类?所谓光电效应，是指物体吸收了具有一定能量的光子后所产生的电效应。根据光电效应原理工作的光电转换器件称为光电器件。常用的光电器件主要有外光电效应器件和内光电效应器件两大类。CCD的电荷转移原理是什么?CCD器件基本结构是一系列彼此非常靠近的MOS光敏元，这些光敏元使用同一半导体衬底；氧化层均匀、连续；相邻金属电极间隔极小。任何可移动的电荷都

7、将力图向表面势大的位置移动。为了保证信号电荷按确定的方向和路线转移，在MOS光敏元阵列上所加的各路电压脉冲要求严格满足相位要求。1、开始煮饭时，用手压下开关按钮，利用感磁体常温下的铁磁性，可知永磁体与感温磁体将相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，即触点连通。2、水沸腾后，锅内保持100℃不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热，锅内大致保持100℃不变。3、饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点103℃”时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热。当温度降低后，再次感温磁体与永磁体相吸，