传感器复习大纲

1、第一章 测试的基础知识1、计量的概念：实现测量单位统一和量值准确传递2、测量的概念：测量是以确定被测对象的量值3、测试的概念：测试则是具有试验性质的测量 第二章 信号分析基础1、信号分为：连续、离散、能量、功率、确定（周期、非周期）、随机（平稳、非平稳）信号2、周期信号的频谱有以下特点：离散性、谐波性、收敛性第三章 测试系统的特性1、对测试系统的基本要求是实现不失真的测试2、理想的测试系统应该具有：单一性、输入与输出关系3、测试系统的静态特性指标：灵敏度（输入与输出之比）、线性度、回程误差（迟滞误差）、重复性、精度、稳定性和漂移（稳定度、环境影响）、分辨力、可靠性第四章 传感器技术概论1、传感

2、器的组成：敏感元件、变换元件、信号调理电路、（Extra：辅助电源提供转换能量）2、弹性敏感元件的基本特性：l 刚度：外力作用时抵抗变形的能力（k=dF/dx）l 灵敏度：外力作用下产生变形的大小（S=1/k=dx/dF）l 弹性滞后原因：分子间存在内摩擦）l 弹性后效与载荷、时间有关）l 温度特性：表示膨胀系数、表示温度为C时的长度则C时的长度为l 固有频率： （k：刚度 ：振动质量）机械品质因数：Q值越大，弹性敏感元件消耗的能量越少，储能效率越高，工作频带越窄3、弹性敏感元件的要求：极限强度高、滞后温度小、抗氧化绝缘耐腐蚀第五章 电阻应变式传感器1、电阻应变片的结构：敏感栅、基底、引线、覆

3、盖层、粘合剂、电极2、电阻应变片原理：电阻应变效应、压阻效应3、电阻应变效应：电阻值随机械变形而变化的物理现象4、压阻效应：受到载荷应力作用，电阻产生变化5、公式：（L：长度A：截面积（）：电阻率）6、电阻应变片种类：丝式、箔式、半导体、薄膜应变片7、电阻应变片材料要求：灵敏度、电阻率高而稳、电阻系数小热稳定、抗氧化耐腐蚀、无机械滞后8、测量电桥：电桥是电阻（电感或电容）所组成的一个四端网络,参与测量的桥臂数越多，电桥的灵敏度越高计算方法：图，详见书46页当时，电桥输出电压为当电桥平衡时，= 0 则有：=或结论：电桥若平衡，相对两臂的乘积相等，或相邻两臂电阻的比值必定相等半桥单臂： 只有一个电

4、阻工作，其他都为0半桥双臂： 只有两个电阻工作，其他都为0全臂： 所有电阻都相等第六章 电感式传感器1、电感式传感器分为：自感、互感、电涡流式2、自感式（线圈、铁心、衔铁组成）：变气隙式、变面积式、螺管式、差动式自感传感器变间隙型：图详见53页：（N为线圈匝数，磁路总电阻）差动式自感传感器：两个结构相同的自感线圈组合在一起形成差动式电感传感器，提高灵敏度，减少测量误差3、互感式电感传感器:即差动变压器工作原理类似变压器，但接线方式是差动的，用来测量被测量转化为互感系数M的变化4、电涡流式传感器：根据电磁感应定律，块状金属在变化的磁场或做切割磁感线运动时，导体内将产生旋涡状的感应电流，称为电涡流

5、电涡流式传感器结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量范围大、干扰能力强第七章 电容式传感器1、电容式传感器工作原理和结构：（为介电常数 A为面积 d为间距）两块平行金属板组成的平板电容器。2、电容式传感器分为变面积、变间隙、变介电常数式3、电容式传感器的优缺点：优点：温度稳定、结构简单、响应好缺点：输出阻抗高、负载能力差、寄生电容影响大4、RLC传感器对比电阻式：由于电阻供电后产生热量电感式：由于存在铜、磁、涡流损容易发热产生零飘电容式：本身发热少与电极材料无关，损耗小第八章 压电式传感器1、压电式传感器是一种无源传感器，又称为自发电式传感器或机电转换传感器2、压电式传感器具有：体积小、质量轻、

6、频响大、信噪比强3、压电效应分为：正向和逆向4、压电材料可分为：压电晶体、压电陶瓷、高分子压电材料石英晶体（）是最常用的压电晶体5、并联时输出电压、输出电容与极板上的电荷量与单片各值的关系为串联时，输出电压输出电容与极板上的电荷量与单片各值的关系为第九章 超声波传感器1、频率高于20kHz的机械振动为超声波2、超声波传感器传输方式：纵波、横波、表面波3、公式：4、超声波传感器用途：超声清洗、超声加工、超声检测、超声医疗5、超声波：连续超声波和脉冲波第十章 霍尔传感器1、霍尔效应的概念：恒定电流通过金属薄片，并将其置于磁场中，在其两侧将产生与磁场强度成正比的电动势2、公式：（：霍尔系数 I：激励

7、电流B：磁感应强度d：霍尔元件厚度）令，则（为霍尔元件的灵敏度，一般要求灵敏度越大越好，所以霍尔元件厚度都比较薄）如果B与平面法线方向成一角度时，则3、霍尔特征参数：输入输出电阻、灵敏度、激励电流、不等位电势电阻、温度系数4、霍尔集成传感器分为：线性型和开关型5、霍尔传感器的应用：角位移测量、加速度、电流、压力、计数第十一章 光电传感器1、光电式传感器是将光信号转变为电量的传感器2、理论基础是光电效应（内、外光电、光生伏特）内光电（能使物体电阻率改变）：光敏电阻、二极管、晶闸管（半导体元件）外光电（能使粒子逸出物体表面）：光电管、倍增管、摄像管（玻璃真空管元件）光生伏特（能使物体产生一定方向的

8、电动势）：光电池（半导体元件）3、公式：（普朗克常量）4、光敏电阻特性（光导管）光电二极管、光电池特性：伏安、光照、光谱、频率、温度第十二章 热电式传感器1、热电式传感器是一种将温度变化转换为电量的装置2、热电式传感器的原理基于热电效应3、热点效应：将两种不同的导体A、B两端连接组成闭合回路，并使两端处于不同的温度环境中，在回路中会产生热电动势而形成电流，这样的现象称为热电效应。4、这样的两种不同的组合称为热电偶，为热端，为冷端。实验证明，热电动势与热电偶两端的温度差成比例，即：中间温度定律：K与导体的电子浓度有关5、当热电偶的材料均匀时，与热电偶材料材料的成分和冷热两端的温差有关若冷端温度恒定，热电动势与被测温度成单值关系同种金属导体不能构成热电偶，热电偶两端温度相同不能测温图中粗线表示负极，细线表示正极6、热电偶材