传感器复习资料

第2章应变式传感器一、应变式传感器☆1、应变效应（P22）2、工作原理、数学关系式22rdrSdSKRdR,即/d)(R/dRK21ldl（注：微应变为1με=1×10-6mm/mm）☆3、金属导体、半导体材料中，哪种变化是引起电阻变化的主要因素？1)应变片受力后材料几何尺寸的变化，即1+2μ；2)应变片受力后材料的电阻率发生的变化，即(dρ/ρ)/ε。对金属材料：1+2μ＞＞(dρ/ρ)/ε（P23）对半导体材料：(dρ/ρ)/ε＞＞1+2μ二、电阻应变片的测量电路1、平衡电桥测量电路（P30）☆2、不平衡电桥测量电路（P32）三、气敏传感器按构成气敏传感器材料可分为半导体和非半导体两大类。(P39)☆半导体气敏传感器是利用待测气体与半导体表面接触时，产生的电导率等物理性质变化来检测气体的。四、湿敏传感器湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的。1．负特性湿敏半导瓷及导电机理(P48)电阻率随湿度增加而下降，称之为负特性湿敏半导体陶瓷。2.正特性湿敏半导瓷及导电机理电阻率随湿度增加而增大，称之为正特性湿敏半导体陶瓷。第3章电感式传感器一、自感式传感器1、电感式传感器的物理基础（P59）☆2、电感式传感器的类型（P61）(1)变间隙型（δ）(2)变截面型（S）L∝S0，L与S0之间成线性关系。(3)螺管型（δ和S）实际的L=f(δ，S0)为非线性。二、差动变压器式（互感式）传感器1、结构（P64）2、基于的物理基础三、电涡流式传感器1、基于的物理原理（P66）☆2、有效电感量与位移的关系1LL与δ之间是非线性关系。第4章电容式传感器一、电容式传感器☆1、电容式传感器将被测量转换为何种量？（P76）2、电容量的计算（P76）二、电容式传感器的类型1、变面积型（P77）dSdSCr0xbCxbCCCC000bxCK2、变极距型（P76）（1）单电容式近似(线性化)处理：00ddCC00dCdCK3、变介电常数型（P78）近似(线性化)处理：002ddCC002dCdCK（2）差动电容式三、测量电路运算放大器电路（P81）☆对反相输入端，考虑“虚地”，有以下电流关系：IxIxICCxCxCIuCCuCjCjuXX，uXuXu00001100即du，、A、、CudACuudACIIx0000,/则为常值如果保持则若设第5章压电式传感器一、压力、力、工程大气压1、工程上的“压力”——物理学中的压强。☆2、工程大气压1工程大气压=0.1MPa1MPa=1×106Pa☆二、压电效应及材料某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的两个表面上便产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复到不带电状态。这种现象称压电效应。1、正压电效应2、逆压电效应☆☆三、测量电路1、电压放大器（P98）而ua=Q/Ca，若压电元件受正弦力F=Fmsinωt的作用，则其电压为：tUtCdFumamasinsin式中：Um——压电元件输出电压幅值，Um=dFm/Ca；d——压电系数。由此可得放大器输入端电压Ui，其复数形式为.)CC(RjRjtsinFd)CC(RjRCjtsinCFdCRjRCjCRjRUUCRjR)Cj/(R)Cj/(RC//，Ramaaamaai11111111而其中2、电荷放大器(P99)如果忽略电阻Ra、Ri及Rf的影响，则输入到放大器的电荷量为:Qi=Q-QfQCaCcCiRaRiCfRfN电荷放大器等效电路fffifCAUACUAUCUUQ0000)1()()(式中，A为开环放大系数。所以有故放大器的输出电压为ffaciCAUAQCAUAQCCCAU000)1(])1([)(当A1，而(1+A)CfCi+Cc+Ca时，放大器输出电压可以表示为faciCACCCAQU)1(0fCQU0第6章霍尔式传感器一、霍尔传感器的工作原理☆1、霍尔传感器是何种传感器？（P106）2、霍尔效应（P106）☆3、霍尔电压的数学表达式（P107）。K；d；，RIBKdIBRUHHHHH霍尔元件的灵敏度系数霍尔元件的厚度霍尔系数式中———二、霍尔传感器的基本测量电路三、霍尔式微量位移的检测第7章光电式传感器一、光电效应和光电器件1.光电效应（P116）（1）内光电效应①光电导效应②光生伏特效应（2）外光电效应2.光电器件☆（1）光敏电阻及主要参数（P144）①暗电阻*光敏电阻在不受光照射时的阻值称为暗电阻，此时流过的电流称为暗电流。②亮电阻*光敏电阻在受光照射时的电阻称为亮电阻，此时流过的电流称为亮电流。③光电流*亮电流与暗电流之差称为光电流。（2）光敏电阻的基本特性(P121)①伏安特性在一定照度下，流过光敏电阻的电流与光敏电阻两端的电压的关系称为光敏电阻的伏安特性。②光照特性光敏电阻的光照特性是描述光电流I和光照强度之间的关系，不同材料的光照特性是不同的，绝大多数光敏电阻光照特性是非线性的。③光谱特性光敏电阻对入射光的光谱具有选择作用，即光敏电阻对不同波长的入射光有不同的灵敏度。光敏电阻的相对光敏灵敏度与入射波长的关系称为光敏电阻的光谱特性，亦称为光谱响应。第8章温度传感器☆一、热电偶的测温原理（P135）1、接触电动势的形成及表示符号EAB(T)、EAB(T0)AB＋＋＋－－－ABnn()ABET2、温差电动势的形成及表示符号EA(T,T0)、EB(T,T0)3、热电偶回路的总电动势EAB(T,T0)=EAB(T，0)－EAB(T0，0)=f(T)-f(T0)AB()ABeT0()ABeT0(,)AeTT0(,)BeTTT0T二、普通型热电偶的结构及各部分的作用（P141）接线盒热电极热端绝缘管保护管☆三、热电偶冷端温度补偿的原因及补偿方法（P142）1、原因只有EAB(t0，0)或t0恒定，才能使EAB(t,t0)与t成单值函数关系。EAB(t,t0)=EAB(t,0)-EAB(t0，0)=f(t)-C☆2、补偿方法（1）补偿导线法：①延伸型②补偿型（2）计算法：EAB(t,t0)=EAB(t,0)-EAB(t0，0)（3）调机械零点法（4）冷端温度自动补偿法（补偿电桥法）EAB(t,t0)=EAB(t,0)-EAB(t0，0)+UAB（5）冰浴法：冷端温度保持0℃☆3、热电偶计算题举例例用镍铬-镍硅（分度号为K）热电偶测量某化学反应器温度。已知冷端温度t0=15℃，测得热电势EAB(t，t0)为5.339mV,求反应器温度。解：查镍铬-镍硅热电偶P265分度表得EAB(15，0)=0.597mV。可得EAB（t，0）=EAB(t,t0)+EAB(t0,0)=5.339+0.597=5.936mV由镍铬-镍硅热电偶分度表得t=145℃。五、金属热电阻传感器1、物理基础（149）2、☆热电阻的种类及0℃时的电阻值（1）铜热电阻它的测量范围为-50～150℃。它们的分度号分别为：Cu50(R0=50Ω)、Cu100（R0=100Ω）（2）铂电阻（1）特点铂热电阻的使用温度范围为-200～960℃。它们的分度号分别为：Pt10（R0=10Ω）和Pt100（R0=100Ω）其中以Pt100为常用。精品课件！精品课件！