传感器总复习深大的复习资料

第一章0．传感器的定义（包含的含义），组成（各部分功能）。传感器的分类概念。传感器是一种以一定精确度把被测量（主要是非电量）转换为与之有确定关系，便于应用的某种物理量（主要是电量）的测量装置。（1。传感器是测量装置，能完成检测任务。2.它的输入量是某一被测量。3.它的输出是某种物理量，这种物理量便于传输，转换，处理，显示。4.输出与输入之间有对应关系，且有一定的精确度。）传感器的组成：敏感元件，转换元件，转换电路。分类P41.测量技术中的7个名词和意义。P42.误差的分类(3种)和意义。P51系统误差2随机误差3粗大误差3.什么是精度，三种不同的精度各自反映了什么误差？反应测量结果与真值接近程度的量，称为精度。准确度：反应测量结果中系统误差的影响程度精密度：反应测量结果中随机误差的影响程度精确度：反应测量结果中系统误差和随机误差综合的影响程度，其定量特征可用测量的不确定度表示4.什么是绝对误差？绝对误差是示值与被测量真值之间的差值5.什么是相对误差？三种相对误差的表示方法和应用。相对误差是绝对误差△X与被测量的约定值之比实际相对误差，示值相对误差，满度相对误差6.随机误差的分布，特点，评价指标。随机误差大部分是按正态分布的。特点：对称性，单峰性，有界性，抵偿性。评价指标：算数平均值和均方根误差7.系统误差发现方法。理论分析与计算，实验对比法，残余误差观察法，残余误差校核法，计算数据比较法8.粗大误差的判断依据。某一项残差大于3倍的标准差则是粗大误差9.掌握最小二乘法的线性化方法。10.掌握传感器的静态特性。6个重要指标的表示方法和应用。传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出输入的关系。1.线性度2.灵敏度3.迟滞4.重复性5.精度：线性度，重复性和迟滞三项的方和根6.零点漂移7.温度漂移11.了解什么是传感器的动态特性？了解分析方法有几种？传感器的动态特性是指传感器的输出对于随时间变化的输入量的响应特性，反映输出值真实再现变化着的输入量的能力。分析方法：瞬态响应法，频率响应法12.了解频率响应特性的表示方法与应用、13.了解传感器的定标。%100)(MFSaxLLyxyk%100))(21(FSHMAXHy%100)(MaxFSRRy第二章1.电阻式传感器的基本原理。将被测非电量的变化转变成电阻值的变化，通过测量电阻值达到测量非电量的目的2.电阻式传感器测量的主要物理参数。位移，加速度，力，力矩，压力等3.应变效应？了解金属电阻应变片的工作原理。金属丝的电阻随着它所受的机械形变（拉伸和压缩）的大小而发生相应变化的现象称为金属的电阻应变效应。电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应。4.了解金属电阻应变片的基本特性。1.应变片的灵敏系数2.横向效应3.温度误差及其补偿5.掌握直流电桥原理，工作方式种类，输出电压，非线性误差的计算。P386.半导体压阻效应。指单晶半导体材料在沿某一轴向受外力作用时，其电阻率发生很大变化的现象。7.压阻式传感器的基本工作原理。用半导体应变片制作的传感器称为压阻式传感器，其工作原理是基于半导体材料的压阻效应。8.压阻式传感器的温度补偿问题。P519.了解有关应用第三章1.什么是变电阻式传感器？变电阻式传感器是利用被测量改变磁路的磁阻，导致线圈电感量的变化，或利用被测量改变传感器的电容量，或者利用被测量改变线圈的等效阻抗等，实现对非电量的检测。2.什么是自感式传感器，种类？了解常用自感式传感器的测量电路。掌握变压器电路和相敏检波电路工作原理。P59自感式传感器是把被测量变化转换成自感L的变化，通过一定的转换电路转换成电压或电流输出。种类：变气隙式自感传感器，变面积式自感传感器，螺线管式自感传感器3.差动变压器传感器的结构形式和工作原理。差动变压器是把被测量的非电量变化转换成线圈互感量的变化。工作原理：根据变压器的基本原理制成，并且次级绕组用差动的形式连接。4.差动变压器传感器的输出特性与哪些因素有关？P64线性度？怎样提高其灵敏度？输出电压与衔铁位移量成正比，与W2/W1有关提高灵敏度：选择合适的激励频率，提高输入激励电压，提高线圈的品质因素Q值，增大衔铁直径，选择导磁性能好的，铁损小及涡流损耗小的导磁材料制作衔铁和导磁外壳等。5.差动变压器式传感器的零点残余电压产生的原因是什么？怎样减小和消除它的影响？原因：1.由于两个二次测量线圈的等效参数不对称，使其输出的基波感应电动势的幅度和相位不同，调整磁心位置时，也不能达到幅值和相位同时相同。2.由于铁心的B-H特性的非线性，产生高次谐波不同，不能相互抵消。措施：1在设计和工艺上，力求做到磁路对称，线圈对称。2.采用拆圈的实验方法减小零点残余电压。3.在电路上进行补偿，如：加串联电阻，并联电容，反馈电阻或反馈电容。6.掌握差动变压器传感器的差动整流电路和相敏检波电路工作原理。P70-72差动整流电路是把差动变压器的两个次级输出电压分别整流，然后将整流的电压或电流的差值作为输出。7.什么是电容传感器？是一种将被测非电量的变化转换为电容量变化的传感器。8.电容式传感器的基本工作原理是什么？根据基本原理说明它的分类，每种类型各有什么特点？并分别举例说明其应用（要求每种类型至少例出一项应用）。工作原理：C=εS/d，当ε，S，d中任一参数发生变化时，电容量C也随之发生变化，通过测量电路就可以装换为电量输出。分类：变极距型，变面积型（电容式角位移传感器）和变介电常数型（用于测量液体高度）。9.差动结构的电容传感器有什么优点？为什么？改善非线性，提高灵敏度和减少外界干扰的影响10.电容式传感器常用的测量电路有哪些？掌握运算放大电路，双T形电路和脉宽调制电路工作原理。P88调频电路，运算放大电路，双T形电路和脉宽调制电路11.差动变压器，电容式传感器的应用方法。第四章1.什么是光电式传感器？光电式传感器的基本工作原理是什么？光电式传感器是以光电器件为检测元件的传感器，它先将被测非电量转换成光量的变化，然后通过光电器件讲相应的光量转换成电量。2.简述什么是内光电效应？光生伏特效应？外光电效应？内光电效应：在光线作用下能使物体电阻率改变的现象光生伏特效应：在光线作用下能使物体产生一定方向的电动势的现象外光电效应：在光线作用下能使物体的电子逸出表面的想象3.什么是光电器件？典型的光电器件有哪些？各自特性的了解。光电器件或者光电元件是一种能够将光量转化为电量的器件。外：光电管，光电倍增管，内：光敏电阻，光敏二极管和光敏晶体管，光生：光电池，4.光电码盘的工作原理。粗大误差的消除方法。光电码盘式传感器是用光电方法把被测角位移转换成以数字代码的形式表示的电信号的转换部件。消除方法：双读数头法，循环码代替二进制码。5.了解光导纤维传光原理。光纤传感器按调制形式分几类？按光纤的作用分几类？光纤的作用。了解应用方法。调制：相位调制光纤传感器，强度调制光纤传感器，偏振调制光纤传感器，频率调制光纤传感器。作用：功能型，非功能型，拾光型。作用：电绝缘，抗电磁干扰，非侵入性，高灵敏度，容易实现对被测信号的远距离监控。6.摩尔条纹是怎样产生的？条纹间距，栅距和夹角的关系是什么？7.两块光栅（主光栅和指示光栅）相对叠合在一起，且两光栅刻线之间保持很小的夹角时，由于挡光效应火光的衍射作用，在两块光栅刻线重合处，光从缝隙透过形成亮带；两块光栅刻线彼此错开处，形成暗带。于是在近于垂直栅线的方向上出现若干明暗相间的条纹，即莫尔条纹。第五章1.什么是磁电式传感器？基本原理。磁电式传感器是通过磁电作用将被测量转换成电势信号的传感器。基本原理：利用导体和磁场发生相对运动使磁通量发生变化而在导体两端输出感应电动势。2.掌握动圈式磁电传感器的基本原理，可测的物理量。在永久磁铁产生的磁场中放置匝数为N的可动线圈，每匝线圈的平均长度为L，如果在线圈运动部分的磁场强度B是均匀的，则当线圈与磁场的相对速度为v，线圈的感应电动势为：E=NBLsina。可测物理量：速度，位移，加速度。3.磁阻式磁电传感器测转速的基本原理。P1384.理解霍尔效应和霍尔传感器的工作原理。霍尔效应是半导体中的载流子在磁场中受洛伦兹力F作用发生横向漂移的结果。霍尔传感器是利用霍尔效应原理将被测量物理量转换为电动势的传感器。5.理解霍尔元件的灵敏度系数。表示一个霍尔元件在单位激励电流和单位磁感应强度时产生霍尔电势的大小。6.霍尔元件的主要特性参数。输入电阻和输出电阻，额定控制电流和最大允许控制电流，不等位电势和不等位电阻，寄生直流电势，霍尔电势温度系数。7.了解霍尔元件的不等位电势误差和温度误差的补偿方法。温度：采用和恒流源供电，接补偿电路，用一个分流电阻R与霍尔元件的控制电极并联。8.霍尔传感器可测的物理量。微位移和压力的测量，磁场的测量。第六章1.什么是温度？测量的方法分几类？每类中有哪些测量温度计？什么是温标？了解国际温标。温度放映了物体冷热的程度，与自然界中的各种物理和化学过程相联系。分类：接触式测温（膨胀式温度计，热电阻温度计，热电偶温度计）和非接触式测温（辐射式温度计，光纤式温度计）。温度标尺又简称温标，它是用数值表示温度的一套规程。2.什么是热电阻传感器？利用导体或半导体材料的电阻率随温度变化的特性制成的传感器叫做热电阻式传感器。3.金属热电阻传感器主要分为哪两种类型？他们应用在什么不同场合？01584.热敏电阻随温度变化的典型特性有几种？各种的主要用途是什么？热敏电阻线性化问题。正温度系数PTC，负温度系数NTC，临界温度系数CTRPTC：彩电消磁，各种电器设备的过热保护和发热源的定温控制，也可作限流元件使用。NTC：测温，自动控制及电子线路的热补偿线路中。CTR：温度开关热敏电阻的最大缺点是线性度较差。5.掌握NTC热敏电阻的温度特性和伏安特性。P1616.采用热电阻测量温度时，常用的引线方式主要有哪几种？这几种引线方式各自的特点及使用场合。三线制：当温度变化时，只要他们的长度和电阻温度系数相等，他们的电阻就不会影响电桥的状态。一般用于工业。四线制：可以消除热电阻和测量仪表之间连接导线的电阻的影响，而且可以消除测量线路中寄生电动势引起的测量误差。一般用于精密测量。7.什么是热电偶传感器？热电偶传感器是一种将温度变化转换为电势变化的传感器。8.什么是热电效应和热电动势？产生热电势的原理。9.什么热电偶的匀质导体定律？匀质导体定律有什么意思？由一种匀质导体所组成的闭合回路，不论导体的截面积如何及导体的各处温度分布如何，都不能产生热电势。电偶必须采用两种不同材料的导体组成热电偶的热电势仅与两接点的温度有关，而与沿热电极的温度分布无关。如果热电偶的热电极是非匀质导体，在不均匀温度场中测温时将造成测量误差。10.什么是热电偶的中间导体定律？中间导体定律有什么意义？在热电偶回路中，冷端断开接入与A,B电极不同的另一种导体C，只要中间导体的两端温度相同，热电偶回路总电势不受中间导体接入的影响。插入仪表对回路进行测量不会引起回路热电势的变化。可以使用开路热电偶测量液态金属和金属壁的温度。11.什么是热电偶的连接导体定律？连接导体定律有什么意义和应用？12.热电偶测量温时为什么要进行冷端温度补偿？补偿的方法有哪几种？各自的补偿原理。热电偶的热电势大小不仅与热端温度有关，也与冷端温度有关。方法：补偿导线法，热电偶冷端温度恒温法，计算修正法。13.非接触式测温方法有几种？各自基于什么热力学原理？光学高温计，辐射式温度计。原理：观察灼热物体表面“颜色”来大致判断物体的温度。14.亮度温度，辐射温度，比色温度的概念。P183第七章1.流量的定义，瞬时流量和累计流量的概念，体积流量和质量流量的单位。P191流量就是单位时间内流体通过一定截面积的数量。2.按测量原理分流量计的种类。3.差压式流量计由几部分组成，各部分的功能。节流装置，引压导管和差压变送器4.掌握电磁式流量的基本原理。是法拉第电磁感应定律，即导体在磁场中切割磁力线运动时，在其两端产生感应电动势。5.交变磁场电磁式流量计的主要干扰，如何克