传感器与检测技术复习市公开课特等奖市赛课微课一等奖课件

第1章传感器与检测技术基础1.传感器定义、组成与各部分作用。5.误差表示方法：绝对误差、相对误差、引用误差。2.传感器分类。3.传感器静态特征：灵敏度、非线性度、重复性、回程误差、分辨率。4.传感器动态特征：第1页第2章电阻式传感器

电阻式传感器——是将被测量改变转换成电阻改变传感器。

电阻式传感器包含：应变式电阻传感器、压阻式传感器和电位计式传感器。1.应变效应2.金属应变片：金属丝式和箔式、灵敏度3.压阻效应4.半导体应变片：灵敏度5.单臂、双臂、四臂电桥输出电压、灵敏度、非线性误差计算6.电桥和差特征以及应变片合理布片5.交、流电桥平衡条件第2页计算：有一受拉轴，它弹性模量E=2×1011（N/M），u=0.4，四个电阻标准值均为200（Ω），电阻灵敏度K=2，桥路电压为2伏，测得输出电压为5.2（mV）。要求：（1）画出由四个电阻组成全桥电路图；（2）求出轴上纵向及横向应变。第3页计算：如图所表示为一直流电桥，供电电源电动势E=3V，R3=R4=100Ω，R1和R2为同型号电阻应变片，其电阻均为100Ω，灵敏度系数K=2.0。两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面正反两面。设等强度梁在受力后产生应变为5000με，试求此时电桥输出端电压U0。第4页

应变式电阻传感器用途：测量力、加速度、压力等。压阻式传感器用途：测量压力、加速度等。7.电位器式传感器——经过改变电位计触头位置，将位移改变转换为电阻改变。简答题：画图说明电位器式电阻传感器工作原理，导出电阻、电压灵敏度表示式。

如图所表示，电位器式传感器输出电压与位移成一定百分比关系：当电刷移动时就会引发输出电压改变，从而进行位移测量。其电阻、电压灵敏度为：第5页第3章电容式传感器1.电容式传感器工作原理、分类及应用。2.电容式传感器优缺点3.电容式传感器测量电路。4.容栅式传感器特点。第6页第4章电感传感器2、自感传感器三种类型：变间隙式、变面积式、螺管型1、电感传感器工作原理：非电量—L/M

分类：自感、互感、电涡流3、测量电路4、电涡流效应5、电涡流传感器工作原理与特点

就某一确定差动变压器式位移传感器而言，当激励电压幅值恒定时，其输出电压幅值和相位分别取决于被测位移哪些信息?答：取决于被测位移大小和方向。第7页

磁电式传感器是经过磁电作用将被测量（如振动、位移、转速等）转换成电信号一个传感器。

1.磁电感应式传感器分为两种：恒磁通式和变磁通式,即动圈式和磁阻式传感器。

2.霍尔传感器依据霍尔效应将被测量转换成霍尔电动势输出。

第5章磁电式传感器第8页计算：已知变磁通式转速传感器输出电动势频率f=72Hz，测量齿盘齿数Z=36，求：(1)被测轴转速是每分钟多少转？(2)在上述情况下，假如计数装置读数误差为±1个数字，其最大转速误差是多少？第9页第6章热电式传感器热电式传感器是一个将温度改变转换为电量改变装置。将温度转换为电势大小热电式传感器叫热电偶；将温度转换为电阻值大小热电式传感器叫做热电阻。1.热电效应2.热电势是由接触电势和温差电势两部分组成3.热电偶测温原理4.热电偶基本定律：中间导体定律、参考电极定律、中间温度定律、均质导体定律5.薄膜热电偶说明薄膜热电偶式温度传感器主要特点。答：主要特点是：热容量小（或热惯性小），时间常数小，反应速度快。第10页7.热电偶冷温度赔偿方法8.热电阻传感器是利用导体电阻值随温度改变而改变原理进行测温9.热敏电阻分类及温度特征式中：

RT、R0—温度T、T0时阻值；

T－热力学温度；

B－热敏电阻材料常数，普通取～6000K。第11页2、图示串联式测温电路，其中Rt=R0[1+(t-t0)]为感温热电阻，Rs为常值电阻，E为工作电压，U0为输出电压，=0.02/℃.当给定温度为0℃，Rt电阻值为10kΩ，若测温范围为0℃~400℃，输出电压U0范围是1V~5V，试计算工作电压E和常值电阻Rs各取多少?()第12页计算：一热敏电阻在0℃和100℃时，电阻值分别为200kΩ和10kΩ。试计算该热敏电阻在20℃时电阻值。解：热敏电阻普通表示式为：

式中：RT为温度T=t+273.15(K)时热敏电阻电阻值；R0为温度T0=t0+273.15(K)时热敏电阻电阻值；设t0=20℃,T0=t0+273.15=293.15(K)。则上式中R0即为所求值。依据题中所给条件，有

（1）

（2）第13页（1）、（2）两式两边取对数有

所以该热敏电阻在20℃电阻值为：第14页压电传感器1.压电效应

并联接法输出电荷大，本身电容大，所以时间常数也大，适合用于测量缓变信号，并以电荷量作为输出场所。串联接法输出电压高，本身电容小，适合用于以电压作为输出量以及测量电路输入阻抗很高场所。2.压电元件联接形式特点3.压电传感器等效电路：电压源和电荷源4.压电传感器前置放大器作用5.简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自特点。答：传感器与电压放大器连接电路,其输出电压与压电元件输出电压成正比,但轻易受电缆电容影响。传感器与电荷放大器连接电路,其输出电压与压电元件输出电荷成正比,电缆电容影响小。第15页第七章光电式传感器1.光电效应三种类型及惯用光电元件2.光电耦合器结构发光元件和接收元件都封装在一个外壳内3.基本光电开关电路（a）（b）（c）4.透射式光电式转速传感器工作原理第16页5.光纤传感器能够分为两大类:一类是功效型（传感型）传感器;另一类是非功效型（传光型）传感器。功效型传感器是利用光纤本身特征把光纤作为敏感元件,被测量对光纤内传输光进行调制,使传输光强度、相位、频率或偏振态等特征发生改变,再经过对被调制过信号进行解调,从而得出被测信号。非功效型传感器是利用其它敏感元件感受被测量改变,光纤仅作为信息传输介质。6.光栅按应用类型：长光栅和圆光栅7.莫尔条纹形成及其特征第17页7.光栅传感器利用光闸莫尔条纹测量位移8.为区分主光栅移动方向,需要有两个含有相差莫尔条纹信号同时输入来区分移动方向,且两个莫尔条纹信号相差90°相位。9.四倍频细分原理：在一个莫尔条纹宽度上并列放置四个光电元件，得到四个相差依次为π/2电压信号，在光栅作相对运动时，经过微分电路，在正向运动时，得到四个微分脉冲（加计数脉冲）；反向运动时，得到四个微分脉冲（减计数脉冲）。第18页1.感应同时器作用是测量(C)A、电压B、电流C、位移D、相位差2、以下测力传感器中，属于发电型测力传感器是(B)A、自感式传感器B、磁电感应式传感器C、电容式传感器D、应变式传感器3、极对数为4永磁式交流测速发电机，当其轴与转速为600(转/分)被测轴相连接时，则其输出交变电动势频率为(A)A、40HzB、300HzC、600HzD、2400Hz4、莫尔条纹光栅传感器输出是(A)A、数字脉冲式B、调幅式C、调频式D、正弦波选择题

第19页5、将电阻应变片贴在(C)上，就能够分别做成测力、位移、加速度等参数传感器。A、质量块B、导体C、弹性元件D、机器组件6、半导体热敏电阻率伴随温度上升，电阻率(B)A、上升B、快速下降C.保持不变D、归零7、结构型传感器是依靠传感器(C)改变实现信号变换。A、材料物理特征 B、体积大小C、结构参数D、电阻值8、莫尔条纹光栅传感器输出是(A)A、数字脉冲式B、调幅式C、调频式D、正弦波第20页9、以下被测物理量适合于使用红外传感器进行测量是（C）A、压力B、力矩C、温度D、厚度10、电桥测量电路作用是把传感器参数改变转为(C)输出。A、电阻B、电容C、电压D、电荷11、通常采取压力敏感元件有(D)A、柱形弹性元件B、环形弹性元件C、梁形弹性元件D、波登管第21页填空题

1、为了测得比栅距W更小位移量，光栅传感器要采取

细分技术

技术。2、在热电偶中，当引入第三个导体时，只要保持其两端温度相同，则对总热电动势无影响。这一结论被称为热电偶中间导体定律。3、有一个电阻式传感器，它在量程为±50mV范围内最大绝对误差是0.2mV，则其非线性误差应该是+-0.2%。4、涡流传感器线圈与被测物体距离减小时，互感系数M将

增大。5、在电桥测量中，因为电桥接法