传感器原理与应用复习

传感器的组成传感器由敏感元件和转换元件组成。敏感元件：传感器中能直接感受或响应被测量的部分。转换元件：传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。被测量敏感元件转换元件辅助电源信号转换电路传感器组成方框图§1-2传感器的分类一、根据被测参数分类二、根据能量的传递方式分类三、根据输出信号的性质分类四、根据传感器的工作原理分类§1-3传感器的数学模型概述传感器的数学模型按被测量状态的不同可分为：•当被测量处于稳定状态时，传感器输出量与输入量之间的关系可用如下多项式表示：•当被测量随时间变化时，传感器输出量与输入量之间的关系可用微分方程描述：§1-4传感器的基本特性一、传感器的静态特性1．线性度：2．灵敏度：3.重复性：4．迟滞：5．漂移：二、传感器的动态特性1．基本动态特性方程：2．时域分析：阶跃响应3．频域分析：频率响应4．传感器的频率响应分析举例分析步骤：列出微分方程；求出传感函数；分析幅频特性。第二章电阻式传感器第一节电位器式电阻传感器重点掌握线绕式电位器传感器的结构、工作原理、负载特性，阶梯特性和电压分辨率第二节应变式电阻传感器1、重点掌握应变效应，金属电阻应变片的结构及工作原理，灵敏系数及决定因素，半导体应变片的结构及工作原理，压阻效应；2、重点掌握测量电路：直流电桥（单臂电桥，双臂电桥，全桥）：平衡条件，电压灵敏度，非线性误差及其补偿方法；交流电桥：平衡条件。3、应用实例：加速度测量第三章电容式传感器一、掌握电容式传感器的工作原理变极距型变极板面积型变介质型单一电容和差动式变极距型传感器非线性误差分析电容式传感器的灵敏度二、掌握电容式传感器的测量电路调频电路谐振电路运算放大器式电路二极管双T型交流电桥脉冲宽度调制电路电桥电路三、电容式传感器的应用1.电容式测厚仪2.电容式压力传感器3.石英挠性伺服加速度计第四章电感式传感器变磁阻式传感器1.工作原理2.输出特性3.差动电感式传感器的工作原理，输出特性及测量电路（交流电桥，变压器式交流电桥）4.灵敏度互感式传感器1.工作原理2.等效电路3.测量电路差动整流电路相敏检波电路电涡流式传感器1.工作原理2.等效电路3.测量电路调频式电路调幅式电路电感式传感器应用1.差动式电感测厚式2.涡流式传感器应用：测量位移、振幅、转速及厚度第五章热电式传感器热电偶1.热电效应：接触电势，温差电势2.热电偶基本定律：定律的内容、证明及应用3.测量电路：单点温度，温差及平均温度的测量4.热电偶冷端补偿方式热电阻1.铂电阻、铜电阻：电阻与温度的关系分度表2.测量电路：三线式电桥测量电路四线式测量电路热敏电阻温度特性：NTC，PTC，CTR热电式温度传感器应用恒温控制应用电路第六章压电式与压磁式传感器压电式传感器1.压电效应：顺压电效应，逆压电效应2.压电晶体和压电陶瓷3.压电晶片的串并联：串联和并联的特点4.测量电路：电压放大器，电荷放大器5.应用实例：压电式测力传感器压电式压力传感器压电式加速度传感器压磁式传感器1.压磁效应：2.压磁元件的工作原理3.阻流圈式，变压器式及桥式压磁传感器第七章光电式与光导式传感器光电式传感器1.外光电效应：2.内光电效应：光电导效应、光生伏特效应3.光电器件：光电管、光敏电阻、光电池、光敏二极管，光敏三极管（掌握结构、工作原理及符号）4.应用实例烟尘浊度监测仪光电转速测量第八章磁电式传感器一、霍尔传感器1.霍尔效应：2.工作原理：3.霍尔系数与灵敏度4.测量电路二、磁敏电阻，磁敏二极管三极管了解磁阻效应，磁敏二极管的工作原理三、磁电式传感器应用1.霍尔位移传感器2.汽车霍尔点火器第九章气、湿敏传感器气敏传感器1.电阻型半导体气敏材料的导电机理2.电阻型半导体气敏传感器的结构湿敏传感器氯化锂(LiCl)湿敏元件工作原理气、湿敏传感器的应用1.基于SnO2气敏传感器的自动吸排油烟机2.自动去湿器例1：将一支灵敏度为0.08mV/℃的铬镍-康铜热电偶与电压表相连，电压表接线端温度为25℃，若电压表上读数为10mV，则热电偶热端温度为多少？例2：负温度系数热敏电阻的阻值与温度的关系表示为，在0℃和100℃时，电阻值分别为200kΩ和10kΩ，则该热敏电阻在20℃时的电阻值为多少？