传感器各章知识点

名师整理 优秀资源名师整理 优秀资源1、引用误差：

第一章测量范围上限测量范围下限

100%式中：γ——引用误差；Δ——确定误差。仪表精度等级是依据最大引用误差来确定的。例如：0.5级表的引用误差的最大值不超过0.5%；1.01%。1、传感器的根本特性：

其次章被测非电量的变化并不失真地变换成相应的电量——根本特性传感器的根本特性通常分为静态特性和动态特性静态特性：12345漂移动态特性：1瞬态响应特性2频率响应特性的状况下，传感器静态输入、输出关系一般可表示为：ya0

axa1

x2 axnn式中：y—输出量；x—输入量；aa0 1aa、…、a2 3 nS是指传感器的输出量增量ΔyΔyΔx的比值，即单位输入量的变化所引起传感器输出量的变化。S yx传感器输出曲线的斜率就是其灵敏度。k大小无关。而非线性传感器的灵敏度为一变量，用S=dy/dx表示。线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度。输出与输入关系可分为线性特性和非线性特性。大多为非线性。迟滞传感器在正(输入量增大)反〔输入量减小1r max2Y

100%FS式中:ΔHmax——正反行程输出值间的最大差值。值的最大者即为回程误差。重复性：传感器在输入量按同一方向作全量程连续屡次变化时，所得特性曲线不全都的程度。重复性误差可用重复性误差属于随机误差，常用标准差σ计算，也可用正反行程中最大重复差值ΔRmax1Rr 100%

max

100%R Y R 2YFS FS漂移在输入量不变的状况下，传感器输出量随着时间变化，此现象称为漂移。〔如温度、湿度等〕t最常见的漂移是温度漂移温度漂移 温漂 ytYFS

y20 100%t式中：Δt——工作环境温度t偏离标准环境温度t20

之差，即Δt=t-t；20ytty——传感器在环境温度t时的输出。20 202第三章电阻应变片的工作原理是基于应变效应，即：导体或半导体材料在外界力的作用下产生气械变形时，其电阻值相应发生变化，这种现象称为“应变效应压电效应：电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向转变时，电荷的极性也随之转变。相的一类传感器称为为压电传感器。电阻应变片的测量电路1〕U E(R10 R

R3 R R

R RR1 R3 电桥平衡条件电压灵敏度

3424对两臂电阻的乘积相等。U n单臂电桥

K o EU R 1R1E↑→Ku↑，但供电电压E电桥电压灵敏度Ku=Ku(n)，恰当地选择桥臂比n的值，保证电桥具有较高的电压灵敏度。2〕沟通电桥344 平衡条件 R R R C344 R R R C1 2 3 2第四章1输出电压为零。但实际上，当使用桥式电路时，在零点mV到数十mV)存在，称为零点剩余电压。零残电压过大带来的影响：灵敏度下降、非线性误差增大测量有用的信号被漂浮，不再反映被测量变化造成放大电路后级饱和，仪器不能正常工作。产生的缘由：两电感线圈的等效参数〔电感、电阻〕不对称；②铁芯的B-H减小的措施：Rc，增大铁心的涡流损Re及磁滞损Rh全都。调整方法：串〔并〕接电阻、并联电容方法。电路上：利用相敏检波可以减小零残。选用适宜的测量线路。2、电涡流式传感器的工作原理：掌握开关的通或断。这种接近传感器所能检测的物体必需是导电体。3、电涡流式传感器的应用低频透射式涡流厚度传感器高频反射式涡流厚度传感器第五章1、电容式传感器的测量电路调频电路fufufufuL振荡器限幅放大器鉴频器Cx电容变换器LC——振荡回路的总电容，C=C+C+CC

为振荡回路固有电容,1 2 x 1C为传感器引线分布电容,C=C±ΔC为传感器的电容。2 x 00ΔC=0C=C+C+Cf,其表示式为1 2 0 02C1 22C1 2C)L000，ΔC≠0，振荡器频率有相应变化，此时频率为2CC2CC1 2 00运算放大电路cxIcbCcxIcbCIiUAiUo

反相放大电路反响元件是传感器电容C，xC是固定电容，电源电压UiU CUo C ixxC=εA/d，代入式(5-32)，可得Uxo

UCdi A输出电压与电容极板间距成线性关系，保证了变极距型电容传感器的线性。特点：解决了单个变极板间距离式电容传感器的非线性问题Z及放大倍数足够大i为保证仪器精度，还要求电源电压的幅值和固定电容稳定C变化小，所以该电路实现起来困难x二极管双T供电电压是幅值为±U、周期为T、占空比为50％的方波。正负半周分析：正半周：CC放电，电1 2流逆时针负半周：C充电，电流逆时针；C放电，2 1电流顺时针=C1

，则电流抵消，假设C2

2 L信号输出U IR 1{TIRo L L T0 1 2 LL

f(C C)(RR)2 L i 1 2LUfM(C C)i 1 2该电路电源频率Mhz级，电源电压几十伏，电源的稳定性对输出直接产生影响。当电容以PF级变化时，输出以V环形二极管充放电法T时间内由A点向C点q=C(E-E)1 1 d 2 1CBxVD1VD2i1AAi2Cei44DCBxVD1VD2i1AAi2Cei44DVVD3i3Cd2 2 x 2 1f=1/TCA0点的平均电流为I=Cf(E-E),而从A点流向2 x 2 1CI=Cf(E-E),流过此支路3 d 2 1的瞬时电流的平均值为E2T1 2TE2T1 2TxE

f(E2

E)C1

f(E2

C)1 x d1 式中,ΔE为方波的幅值，ΔE=E-E。2 1C的初始值为C，ΔC为C的增量，x 0 x xC=C+ΔCC=C则x 0 x d 0脉冲宽度调制电路

C)fECx d x1、压电效应

第六章能的现象，称为“正〔顺〕压电效应机械变形，当去掉外加电场时，电介质的变形随之消逝。这种将电能转换为机械能的现象，称为“逆压电效应态力变为静态力时，电荷将由于外表漏电而很快泄漏、消逝。2、压电式加速度传感器它主要由压电元件、质量块、预压弹簧、基座及外壳等组成。整个部件装在外壳内，并由螺栓加以固定。预压弹簧

外壳 当加速度传感器和被测物一起受到冲击振动时，压电元件受质量块惯性力的作用，依据牛顿其次定律此惯性力是加速度的函数，即压电原件 质量块式中：F——质量块产生的惯性力；基座 a——加速度。Fq，当传感器选定后，m为常数，则传感器输出电荷为与加速度a成正比。因此，测得加速度传感器输出的电荷便可知加速度的大小。1、霍尔效应

第七章霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的物理效应成的两个侧面将产生电动势，这种现象称为霍尔效应。2、霍尔传感器的应用：霍尔式微位移传感器和霍尔是转速传感器第八章1、光电效应按原理分为外光电效应和内光电效应。电子叫光子效应分为光电导效应和光生伏特效应。光电导效应：在光线作用下，对于半导体材料吸取了入射光子能量，假设光子能量大于或加，阻值减低，在光照作用下，物体导电性能〔如电阻率发生变化〕发生转变的现象。典型的光电元件有光敏电阻等。有光电池、光敏〔电〕二极管、光敏〔电〕三极管等。2、光纤传感器光纤构造：光导纤维简称光纤，它是一种特别构造的光学纤维，纤芯和包层通常由不同n略大于包层的折射率n，光纤的导光力量取决于纤1 2芯和包层的性质。在包层外面还常有一层保护套，多为尼龙材料，以增加机械强度。nnsinnsin”0i1nsinnsin”1i2光纤传光原理：依据斯涅耳

光的折射定律可得nsin”n1

sin2

ncos n n1sin21sin2in21n2sin1为满足光在光纤内全内反射，光入射光纤端面的入射角θ满足i1arcsin n2 n2

arcsinn2 n2i c n 1 2 1 20光纤的根本特性------值孔径 1NAsin

n2 n2c n 1 20数值孔径是表征光纤集光本领的一个重要参数无论光源放射功率有多大，只有入射角处于2θc光线便从包层逸出而产生漏光。光纤的NA越大，说明它的集光力量越强，一般期望有大的数值孔径，这有利于提高耦合效率；但数值孔径过大，会造成光信号畸变。所以要适中选择数值孔径的数值，如石英光纤数值孔径一般为0.2~0.。3光纤传感器由光源、敏感元件〔光纤或非光纤的、光探测器、信号处理系统以及光线等组成。W1Wdfdfd光栅2

光栅1dBHfBHfd

第十三章1、光栅2面对对叠合在一起，中间留有很小的间隙，并使两者的栅线之间形成一个很小的夹角，这样就可以看到在近于垂直栅线方向上消灭明暗相间的条纹d-最大，形成条纹的亮带，它是由一系列四棱形图案构成的；ff的暗带，它是由一些黑色叉线图案组成的。2莫尔条纹测位移具有以下三个方面的特点。位移的放大作用 莫尔条纹的间距BH

与两光栅线纹夹角之间的关系为B W WHsin2B越大，这相当于把栅距W放大了倍。例如=0.1H宽度B是栅距W的573573H

即莫尔条纹莫尔条纹移动方向 如光栅1沿着刻线垂直方向向右移动时，莫尔条纹将沿着光212误差的平均效应 莫尔条纹由光栅的大量刻线形成，对线纹的刻划误差有平均抵消作用，能在很大程度上消退短周期误差的影响。1A

第十五章两种不同材料的导体〔或半导体〕组成一个闭合回路，当两TT0接点温度TTT00

不同时，则热电效应热电偶回路B 为热电偶，导体A、B称为热电极。两个接点，一个称热端热电偶回路〔测量端或工作端冷端〔参考端或自由端，它通过导线与显示仪表相连。热电阻传感器热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的原理进展测温的。热电阻半导体热电阻称为热敏电阻。差压式流量传感器又称节流式流量传感器，它是利用管路内的