传感器复习大刚

对误差=绝对误差对误差=绝对误差被测真值X100%第一章：传感器概述填空题：1、 现代信息技术的基础包括：信息采集、信息传输、信息处理；2、 传感器技术、通信技术、计算机技术是现代信息技术的三大支柱；3、 传感器相当于人体的感觉器官，它能将各种非电量（机械量、化学量、生物量及光学量等）转换成电量，从而实现非电量的电测技术。非电量电量；4、 传感器是一种以一定精确度把被测量（主要是非电量）转换为与之有确定关系、便于应用的某种物理量（主要是电量）的测量装置。5、 传感器的共性是利用物质的物理、化学和生物等特性，将非电量转换成电量；6、 选择传感器时应从如下几个方面考虑：（1） 与测量条件有关的因素；（2） 与传感器有关的技术指标；（3） 与使用环境条件有关的因素；（4） 与购买和维修有关的因素。7、 测量是以确定被测量的值或获取测量结果为目的的一系列操作；8、 测量结果的表示方法：数值、曲线、图形；9、 测量方法：根据获得测量值的方法分为：直接测量、间接测量组合测量；根据测量条件不同可分为：等精度测量、不等精度测量；根据测量变化快慢分为：静态测量、动态测量；根据测量敏感元件是否与被测介质接触可分为：接触式测量、非接触式测量；根据系统是否向北侧对象施加能量可分为主动式测量、被动式测量；9、 测量系统：开环系统、闭环系统；10、 真值即实际值，是指在一定时间和空间条件下，被测物理量客观存在的实际值。真值通常是不可测量的未知量，一般说的真值是指理论真值、规定真值、相对真值；11、 测量误差不可避免的原因：工具误差、方法误差、环境误差、人员误差；12、 随机误差：在相同测量条件下，多次测量同一物理量时，误差的绝对值与符号以不可预定的方式变化着；系统误差：在相同的测量条件下多次测量同一物理量时，其误差不变或按一定规律变化；它是具有确定性规律的误差，可以用非统计的函数来描述；粗大误差：是指那些误差数值特别大，超出规定条件的预算值，测量结果中有明显错误的误差，也称粗差。误差的表示方法：绝对误差=测得值-真值； 相第一章作业：传感器的定义：4!传感器由哪几部分构成？每部分起什么作用？传感器一般由敏感元件、转换元件、测量电路3部分组成；敏感元件：它是直接感受被测量，并输出与被测量或确定关系的某一物理量的元件；转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，将感受到的非电量直接转换为电量的元件；测量电路：将转换元件输出的电量变换成便于显示、记录、控制盒处理的有用电信号的电路；第二章：传感器的一般特性1、 传感器所测量的非电量可分为静态量和动态量两类；静态量是指不随时间变化的信号或变化极其缓慢的信号（准静态）；动态量是指周期信号、瞬变信号和随机信号；2、 传感器的静态特性：线性度、灵敏度、迟滞性、重复性、分辨率、漂移；3、 漂移：传感器的漂移是指在外界的干扰下，输出量发生于输入量无关的变化，包含零点漂移和灵敏度漂移； （漂移一般可通过串联或并联可调电阻来消除）4、 传感器的动态特性是指传感器的输出对随时间变化的输入量的响应特性，反映输出值真实再现变化着的输入量的能力；5、 瞬态响应特性：p16

传感器的响应在很大程度上取决于阻尼比&和固有频率3n°Qn取决于传感器的主要结构参数,3n的值越大传感器的响应越快。&=0，为临界阻尼，超调量为100%，产生等幅振荡，达不到稳态；&>1,为过阻尼，无超调量也无振荡，但反应迟钝，动作缓慢，达到稳态所需时间较长；&<1，为欠阻尼，衰减振荡，达到伟台所需时间随&的减小而加长；&=1，响应时间最短。在实际使用中，为了兼顾有短的上升时间和小的超调量的情况发生，一般传感器都设计成欠阻尼，阻尼比&一般取在0.6~0.8范围内。带保护套管的热电偶是一个典型的二阶传感器。6、传感器对正弦输入信号的响应特性称为频率响应特性；作业：已知某一传感器的测量范围为0〜40mm，静态测量时，输入值与输出值之间的关系如下表所示，试求该传感器的线性度和灵敏度。输入值与输出值的关系看作业！！第三章：电阻式传感器原理及其应用1 、 26页，dRR=义f—K=当=1+2旦+平推导过程！！！2、 31页，直流电桥电路的推导过程！！！3、 有些固体材料在某一轴向受到外力作用时，除了产生变形外，其电阻率3也要发生变化，这种由于应力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为压阻效应；4、 作业：7、8 P44第四章第四章：电容式传感器原理及其应用1、 平板电容器的电容量表达式为：£Ac=d；£极板间介质的介电常数；A 两极板覆盖的有效面积d两极板间隔的距离；2、 变面积式电容传感器1）线位移型C=誓竺=C-牛Axd0d

求推导！P46!!3、变间隙式电容传感器£AC=旦d-x1-xd£A1X1+—1X1+—=C0- d1-d4、变介电常数式电容传感器2（匕" 求推导!lnDd5、变压器电桥电路差动接法：6、运算放大器式测量电路七=-推导！XP52电容式传感器的缺点：1）输出阻抗高；2）输出特性为非线性；3）寄生电容影响大看作业！第五章：电感式传感器的原理及其应用1、 电感式传感器可分为自感式传感器、差动变压式传感器、电涡流传感器；2、 自感式传感器的工作原理推导！！P643、 电感式传感器的测量电路1）、调幅电路 推导 P663）调相电路 推导 P684、 电涡流式传感器：根据法拉第电磁感应原理，块状金属导体置于变化的磁场中，导体内将长生呈涡旋状的感应电流，称之为电涡流或者涡流，这种现象称为涡流效应；

5、电磁炉：电磁炉是日常生活中必备的家用电器之一，涡流传感器是其核心器件之一，高频电流通过励磁线圈，产生交变磁场，在铁质锅底会产生无数的电涡流，使锅底自行发热，烧开锅内的食物；第六章：压电式传感器的原理及其应用1、压电效应：某些电介质物质，在沿着一定方向上受到外力的作用而变形时，内部会产生极化现象，同时在它的表面上会产生极性相反地点和；当外力撤消后，又重新回到不带电的状态；当作用力改变方向时，电荷的极性也随之改变，这种将机械能转化为电能的现象称为正压电效应，又称为顺压电效应。压电效应所产生的电荷量与施加的外力大小成正比，其压电方程为：q=dxF相反地，在电介质物质的极化方向上施加电场，会产生机械变形，当外加电场撤销时，电介质的变形也随之消失，这种将电能转化为机械能的现象称为逆压电效应。2、 p80页，石英晶体的压电效应，看图！推导！3、 居里点：19世纪末，著名物理家居里在自己的实验室里发现磁石的一个物理特性，就是当磁石加热到一定温度时，原来的磁性就会消失。后来，人们把这个温度叫“居里点“。4、 P92 计算速度！第七章霍尔传感器的原理及其应用1、当导体薄片置于磁场中，当它的电流方向与磁场方向不一致时，半导体薄片上平行于电流和磁场方向的两个面之间会产生电动势，这种现象称为霍尔效应，该电动势称为霍尔电动势，半导体称为霍尔元件。霍尔传感器的工作原理P94，推导！！E=—HIB2、3、4、52、3、4、5、原理P996、作业！P100第八章光电传感器1、 发光物质受激发而发光包括两个过程：激励和复合；2、 激励可以使发光物质发光，外界所提供的激励有多种形式，常有的有电致发光、光致发光、化学发光、热发光等形式。3、 光电效应：光可以看做是一串具有一定能量的运动着的粒子流，这些粒子称为光子，每个光子所具有的能量等于普朗克常量数h乘以频率Y。h=6.626x10-34j点s光电效应：物体受到一连串能量为hY的光子的不断轰击，物体由于吸收光子能量后产生相应电效应的物理现象。光线照射到物体上所产生的光电效应通常可以分为外光电效应（也称光电发射）、光电导效应、光伏特效应三类。在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应；1 1hy=3mv2+A（爱因斯坦光电效应方程）光线照射在半导体材料上，材料中处于假带的电子吸收光子能量，通过禁带跃入导带，使导带内电子浓度和价带内空穴增多，但这些被释放的电子并不能逸出物体表面，而是停留在物体内部，使其导电能力发生变化，或产生光生电动势，这种现象称为内光电效应。内光电效应可以分为：光电导效应和光伏特效应。光电效应：半导体材料受到光线照射时会产生电子-空穴对，使导电性能增强，光线越强，阻值越低，这种光照后电阻率发生变化的现象。光伏特效应：在光线作用下，物体两端产生一定方向的电动势的现象。4、 光电式数字转速表工作原理P122！！n=红N5、 光敏电阻的工作原理：光敏电阻由半导体材料构成，利用内光电效应而工作。光敏电阻没有极性，纯粹是电阻器件，工作时即可以加直流电压，也可以加交流电压。光线照射光敏电阻时，若光电导体为本征半导体材料，而且光辐射能量又足够强，光导材料价带上的电子将激发到导带上去，从而使导带的电子和价带的空穴增加，因材料中的电子-空穴对增加，其电导率变大，电阻值会急剧减小，电路中电流增加；光照消失时，电阻会恢复原值。6、计算n1=1.56,n2=1.35的阶跃折射率光纤的数值孔径值。如果外部介质为空气，n0=1，求该种光纤的最大入射角。第九章：温度传感器原理及其应用1、 Pt100三线法性测量电路P142！推导！！2、Pt100四线法性测量电路 p143！！推导！！3、 热敏电阻按其物理特性分为3大特性，即负温度系数热敏电阻（NTC）、正温度系数热敏电阻（PTC）、临界温度系数热敏电阻（CTR）.4、 Ptc热敏电阻组成的测温电路p148！推导！！5、 热点效应：把两种不同的金属A和B组成一个闭合回路。如果将它们两个结点中的一个进行加热，使其温度为T，而另一点置于室温TO中，则在回路中就有电流产生。如果在回路中接入电流计M，就可以使电流计的指针偏转，这一现象就称为热电动势效应，热点效应。通常把两种不同金属的组合称为热电偶，A和B称为热电极。6、 冷端温度校正法：P153!!!7、 红外传感器主要分为：光电型，热敏型；热探测器主要分为4类：热释电型，热敏电阻型，热电阻型，气体型。红外传感器包括：光学系统、检测元件和转换电路。人体主要辐射波长为9〜10以m的红外线；,6、 集成温度传感器AD590P160推导！！7、 AD590单点温度测量电路P161 推导！！8、作业！！！ P164第十章：其他传感器工作原理及其应用1、 简易酒精测试器：P168 ，推导！！2、 声波按照频率可分为：次声波（＜20HZ）、课文声波（20~20000HZ）、超声波（＞20000）;3、 超声波传感器是利用超声波在