传感器技术复习提纲

传感器技术复习提纲1.传感器的定义：是一种能把非电输入信息转化为电信号输出的器件或装置，通常有敏感元件和转换原件组成。（被测非电量-敏感元件-有用非电量-转换电路-有用电参量-可用电量）2.传感器的静态特性：线性度、回差、重复性、灵敏度、分辨力、阈值、稳定性、漂移、精度。动态特性：频率响应特性、阶跃响应特性3.改善传感器性能的技术途径：结构、材料与参数的合理选择；差动技术（减小非线性、灵敏度增加一倍、抵消共模误差）；平均技术；稳定性处理；屏蔽、隔离与干扰抑制；零示法、微差法与闭环技术；补偿、校正与有源化；集成化、智能化与信息融合4.传感器的合理选用：依据测量对象和使用条件确定传感器的类型；线性范围与量程；灵敏度；精度；频率响应特性；稳定性；p5足够的容量；灵敏度高，精度适当；响应速度快，工作稳定、可靠性好；使用经济；适用性强5.电阻式传感器定义：通过电阻参数的变化来实现电测非电量的目的的传感器。6.电阻应变计的静态特性：灵敏度、滞后、稳定性、过载能力；动态特性：工作寿命7.电阻应变计的热输出补偿方法：温度自补偿法、桥路补偿法。为什么？温度效应主要是温度变化对敏感栅影响的结果。8.最广泛应用于电阻应变计的测量电路为：应变电桥。优点：灵敏度高、精度高、测量范围宽、电路结构简单、易于实现温度补偿。9.变磁阻式传感器定义：是一种利用磁路磁阻变化引起传感器线圈的电感变化来检测非电量的机电转换装置。10.自感式传感器定义：是一个带气隙的铁芯线圈。三种：变气隙式、变面积式、螺管式11.互感式传感器（差动变压器）：是一种线圈互感随衔铁唯一变化的变磁阻式传感器。三种：变气隙式（灵敏度较高，测量范围小，几微米到几百微米的位移）、变面积式（分辨零点几角秒以下的微小角位移）、螺管式（几纳米到一米的位移，灵敏度较低）12.电容式传感器定义：将被测非电量的变化转换为电容量变化的一种传感器。三种：变极距型、变面积型、变介质型13.边缘效应：不仅使电容传感器的灵敏度降低，而且产生了非线性。（保护环）14.寄生电容：电容式传感器由于受结构与尺寸的限制，其电容量都很小，属于小功率、高阻抗器件，因此极易受外界干扰，尤其是受大于他几倍、几十倍、且具有随机性的电缆寄生电容的干扰，他与传感器电容相并联，严重影响传感器的输出特性，甚至会淹没有用信号而不能使用。消灭寄生电容影响，是电容式传感器实用的关键。（驱动电缆法、整体屏蔽法、采用组合式与集成技术）。15.磁电式传感器定义：利用电磁感应原理，将输入运动速度或磁量的变化变换成感应电势输出的传感器。（自源）两种：变磁通式、恒磁通式16.霍尔传感器的基本原理：霍尔元件是利用霍尔效应制作的一种磁电转换元件，霍尔传感器是以霍尔元件为核心构成的一种磁感传感器，是基于ＵH=(RH/d)IB式工作的，所以一切非电量只要能通过前置敏感元件变换成位移量，即可利用霍尔传感器进行测量。霍尔元件结构简单，工艺成熟，体积小，工作可靠，寿命长，线性好，频带宽，得到广泛应用。17.霍尔传感器应用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，其输出的霍尔电势ＵH，只取决于它在磁场中的位移，磁场梯度越大，灵敏度越高。2.无触点发讯及转速测量，当霍尔元件通以恒定的控制电流，且有磁体及距离接近然后再离开时，元件将输出一个脉冲霍尔电压，利用这一特性进行无触点发讯。18.压电式传感器定义：以具有压电效应的压电器件为核心组成的传感器。（自发电、可逆性双向、无源）。三种：压电晶体、压电陶瓷、新型压电材料19.压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应，超声波（逆压电效应）20.热电式传感器定义：利用转换元件电磁参量随温度变化的特性，对温度和与温度有关的参量进行检测的装置。（温度转电阻）热电阻、（温度转热电式）热电偶21热电阻两种：金属热电阻式、半导体热电阻式22热电偶：结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传23区别：应用温度范围不同：热电阻一般用于300度以下，热电偶一般用于300度以上；材质不同，热电阻一般为纯的金属电阻丝制成，热电偶一般为两根不同材质的合金制成；接线（补偿）方式不同，热电偶需要专用的两线制补偿导线引出信号，热电阻一般是三根铜导线即可。信号不同，热电阻是电阻值与测量温度对应，热电偶是毫伏级信号与测量温度对应34.热电效应产生的热电势组成：接触电势、温差电势35外光电效应：在光的照射下，电子逸出物体表面而产生光电子发射的现象。光电器件：光电管和光电倍增管。36内光电效应：光照射在半导体材料上，材料中处于价带的电子吸收光子能量，通过禁带跃入导带，使导带内光子浓度和价带内空穴增多，激发出光生电子-空穴对，从而使半导体材料产生广电效应。37.光电导效应器件：光敏电阻，光敏二极管，光敏三极管；光生伏特效应器件：硅光电池。38.光的调制：强度调制与解调，偏振~，相位~，频率~39.旋转式编码器：增量编码器、旋转编码器