(word完整版)传感器原理复习提纲及详细知识点(2016),推荐文档

1、第一章 绪论1.检测系统的组成。传感器测量电路输出单元把被测非电量转换成为与之有 确定对应关系， 且便于应用的某 些物理量 （通常为电量）的测量 装置。把传感器输出的变量变换成电压或电流 信号，使之能在输出单元的指示仪上指 示或记录仪上记录；或者能够作为控制 系统的检测或反馈信号。指示仪、记录仪、累加 器、报警器、数据处理 电路等。2.传感器的定义及组成定义能感受被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组 成。组成敏感元件转换元件转换电路直接感受被测量，并输出与被测量 成确定关系的物理量。敏感元件的输出就是它的输入，抟换成电路参量。上述电路参数接入基本转换电路

2、， 便可转换成电量输出。3.传感器的分类工作机理物理型、化学型、生物型构成原理结构型（物理学中场的定律）、物性型：物质定律能量转换能量控制型、能量转换型物理原理电参量式传感器、磁电传感器、压电式传感器用途位移、压力、振动、温度4.什么是传感器的静态特性和动态特性。静特性输入量为常量，或变化极慢动特性输入量随时间较快地变化时5.列出传感器的静态特性指标，并明确各指标的含义ya0qxa2x2a3x3anxnx输入量，y输出量，ao零点输出，ai理论灵敏度，a2非线性项系数传感器在稳态下，输出的变化量与引起该变化量的输入变化量之比。k yx表征传感器对输入量变化的反应能力 J1k=艸工-fJ零点漂移

3、传感器无输入时，每隔一段时间进行读数，其输出偏离零值，即为零点漂移。上100%零漂=YFS，式中Y0最大零点偏差；YFS满量程输出。温度漂移温度变化时，传感器输出量的偏移程度。一般以温度变化1度输出最大偏差与满量程的百分比表示，maxAnno/lUU/o即温漂=YFSTmax输出最大偏差；T 温度变化值;YFS满量程输出。6.一阶特性的指标及相关计算一阶系统微分方程dyy kx:时间常数，k=1静态灵敏度dt拉氏变换(s 1)Y(s) X(s)传递函数H(s)迪丄X(s) 1 s频率响应函数H(j )Y(j )1X(j ) 1 j误差部分7.测量误差的相关概念及分类相关概念（1）等精度测量（2

4、）非等精度测量（3）真值（4）实际值（5）标称值（6）示值（7）测量误差分类系统误差随机误差粗大误差绝对误差-修正值（1）正态分布其标准差为厂如果其中某一项相对误差一一最大允许误差 （看例题）（2）随机误差的评价指标（3）测量的极限误差残差M3，则该项为坏值8.绝对误差，相对误差的概念及计算绝对误差1.绝对误差是示值与被测量真值之间的差值，是一个有大小、有正负、有单位的量。1.头际绝对误差x=x-Ao2在实际中用精度高一级的示值代替真值Ao，即实际值A代替真值Ao。3修正值C=x相对误差相对误差是绝对误差与被测量的约定值之比。x1实际相对误差A一7 100%A2示值相对误差xx100%x3满度

5、（引用）相对误差rnx100% Xn4最大允许误差Kmnm人100% a%，仪表最大满度误差不许超过准确度等级的百分数5示值相对误差丫xx与准确度等级a的关系xa%，被测量的值应大于其测量上限的2/3。x9.随机误差的评价指标和极限误差评价指标正态分布曲线的算术平均值和均方根误差算术平均值标准差fn2一xXZ1x2xnnxi厂222单次测量I12nJi 1ini单Ynvnxni 1n残差代替随机误差：/nv2J i22亠2贝塞尔公式/V1v2Vn i1Vn 1V n 1算术平均值测量-+ n计算1单次测量=V2随机误差在3至+ 、12ed13范围内概率为：2 2eLd2eLd算术平均值被测量的

6、算术平均值与真值之差_x当多个测量列算术平均值误差为正态分布时，xA得到测量L 1)es,调节电位器R可调平衡。图中电阻Rl=R2=R0，电容Ci=C2=Co，输出电压为UCD。电路工作原理：(1)当差动变压器铁芯在中间位置时，es=O,只有er起 作用。设此时er为正半周，即A为“+”，B为“一”， 则D1、D2导通，D3、D4截止，流过R1、R2上的电流 分别为i1,、i2，其电压降UCB及UDB大小相等方向相 反，故输出电压UCD=0。当er为负半周时，A为“-”，B为“+”，此时D3、D4导通，D1、D2截止， 流过，R1、R2的电流分别为i3、i4，其电压降UBC与UBD大 小相等方

7、向相反， 故输出电压UCD=0。(2) 若铁芯上移es和er同位相， 由于eser,故er正 半周时D1、D2仍导通，D3、D4截止，但D1回路内总 电势为er+es/2，而D2回路为er-es/2,故回路电流i1i2,输出电压UCD=R0(i1-i2)0。当er为负半周时，D3、D4导通、D1、D2截止， 此时D3同路内总电势为er-es/2,D4回路内总电势为er+es/2，所以回路电流i4i3，故输 出电压UCD=R0(i4-i3)0因此， 铁芯上移时，输出电压(3) 当铁芯下移时，es和er相位相反。 同理可得UCD RB-RA时，电容器的电容为：C 2orlln&RA-两平行

8、板所覆盖C C CO(r21)L结论：8,因此仍然存在一定的非线性误差，但一般为C+CC COC rAC,dod 1ddoC COC1COddoCO1ddo2CO r(a x)bCCdCOC与厶x呈线性关系角位移变面积型C2 (1)hln d电容增量与液位h呈线性关系。L=O时，传感器的初始电容O rAO1CO r1Lobod/dO1时CC与厶d近似呈线性关系COdo1ddoddoC与角位移B呈线性关系COCOdo“(LoL)r2LC1C2Obo -当被测电介质进入极板间L深度后，引起电容相对变化量为kCd1CO0II11I丨:!| 1d电 容量 与极 板间 距离 的关系乙Z22UZ2乙Z2U

9、2UOC1C2C1C2A! Jy-27J +U -21/(j Cx)u1/(j C)uCdS输出电压Uo与极板间距离d成线性关系脉宽调制电路从原理上保证了变极距型电容式传感器的线性。假设放大器开环放大倍数A=输入阻抗Zi=A和Zi足够大，所以这种误差很小。(b)筒状dodO小贝U灵敏度高电容变化量与移动量L呈线性关系。COLO最大特点：能克服变极距型电容传感器的非线性Cx是传感器电容C是固定电容uO是输出电压信号CCUCx( S)/dCx利用对传感器电容的充放电使电路输出脉冲的宽度随传感器电容量变化而变化 通过低通滤波器就能得到对应被测量变化的直流信号调频电路双T型电 桥电路腺器劝不时isrf

10、ftisrfft零X X害等平压为C2,Uo0如果C1（Ca+Cc+Ci）第六章温度检测1.接触式测温方法的优点和缺点。（简答）优点直观、可靠，测量仪表也比较简单。缺点由于敏感元件必须与被测对象接触，在接触过程中就可能破坏被测对象的温度场分布，从而造成测量误差。 有的测温元件不能和被测对象充分接触，不能达到充分的热平衡，使测温元件和被测对象温度不一致，带来误差。在接触过程中，介质腐蚀性，高温时对测温元件的影响，影响测温元件的可靠性和工作寿命。也会2.影响较大的两个经验温标。华氏温标、摄氏温标3.常用的热电阻有哪几种？适用范围如何？材料温度系数口（1/C）比电阻p(.mm2/m)温度范围（C）特

11、性铂3.92X10-30.0981-200 +650近线性铜4.25X10-30.0170-50 +150线性铁6.50X10-30.0910-50 +150非线性镍6.60X10-30.1210-50 +100非线性4.热敏电阻与热电阻相比较有什么优缺点？热敏电阻热电阻优点具有电阻值和电阻温度系数大（49倍）、灵敏度高；体积小、结构简单；热惯性小、响应速度快；使用方便；寿命长；易于实现远距离测量。灵敏度低缺点互换性较差，冋一型号的产品特性参数有较大区别；稳定性较差；非线性稳定性好，线性关系好严重，不能在高温下使用。5.根据热敏电阻随温度变化的特性不同，热敏电阻可以分为哪三种类型，各有什么特点

12、负温 度系数 热敏电阻NTC热敏电阻在不同值时的电阻一温度特性，温度越高，阻值越 小,且有明显的非线性。NTC热敏电阻具有很高的负电阻温度系数，特别适用于：100+300 C之间测温。应用较多。NTC的温度系数（1）Tconst.（2）T:T低温段比高温段灵敏（3）灵敏度比金属热电阻高（10倍）1F111*电阻1r 一 r-1菩- 1参考端温度为0匕0123456789-50-1. 889-1* 925-k 961-1.996-2. 032-2. 06?-Z 102N 137-2. 173-2. 208200.7900. S3B0.B790.9130. 961lbl1.0311.1221.162301.2031 1.2441. 2851.3251.3661. 4071. 4481.4091.529k 5740 I 1-6111. G521. 6931. 7341. 7761. 8171. 8581.8991. 941. 981(1947Rq勢ATI Pin7栄7阳aQIn27 7.91T7. 7fidM MNNTamN7船勺2口nri9朋IM9頤AR7曾门3 1223-R 1623 2门1g只2413 7R1貫口強4QQ 7Q啜口话口勺只g 化它只f77咚只7