传感器原理与应用复习.ppt

第一章 传感器的基本概念 1-1 传感器的定义与组成,传感器的定义 传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件和装置。 传感器又称为敏感元件、检测器、转换器等。 传感器的输入量为所要求测量的量，如光、热、电、力学量和机械量等。 传感器的输出信号通常是电量，这便于传输、转换、处理、显示。电量有许多形式，如电压，电流，电阻，电容等。传感器输出信号的形式由其原理确定。,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。,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 电容式测厚仪 电容式压力传感器 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 工作原理 输出特性 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） 灵敏度,互感式传感器 工作原理 等效电路 测量电路 差动整流电路 相敏检波电路,电涡流式传感器 工作原理 等效电路 测量电路 调频式电路 调幅式电路,电感式传感器应用 差动式电感测厚式 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 热电效应：接触电势，温差电势 热电偶基本定律：定律的内容、证明及应用 测量电路：单点温度，温差及平均温度的测量 热电偶冷端补偿方式,热电阻 铂电阻、铜电阻： 电阻与温度的关系 分度表 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 压电效应：顺压电效应，逆压电效应 压电晶体和压电陶瓷 压电晶片的串并联：串联和并联的特点 测量电路：电压放大器，电荷放大器 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 压磁效应： 压磁元件的工作原理 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 外光电效应： 内光电效应：光电导效应、光生伏特效应 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） 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 霍尔效应： 工作原理： 霍尔系数与灵敏度 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 霍尔位移传感器 汽车霍尔点火器,第九章 气、湿敏传感器,气敏传感器 电阻型半导体气敏材料的导电机理 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 基于SnO2气敏传感器的自动吸排油烟机 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