傳感器整理9109303920

1、第一章 傳感器概論1、 傳感器的定義：傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。2、 傳感器的輸出信號形式由傳感器的原理確定。3、 傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。敏感元件是直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關(guān)系的某一物理量的元件。轉(zhuǎn)換元件：敏感元件的輸出就是它的輸入，它把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量。4、 傳感器的功能：感受被測信息并傳送出去。5、 傳感器組成方框圖6、 傳感器的分類：7、 結(jié)構(gòu)型傳感器的工作原理是以傳感器中元件相對位置變化引起場的變化為基礎(chǔ)，而不是以材料特性變化為基礎(chǔ)。物性型傳感器的性能隨材料的不同而異8、 能量控制型傳感器，在信息變化過程中，傳感器將

2、從被測對象獲取的信息能量用于調(diào)制或控制外部激勵(lì)源，使外部激勵(lì)源的部分能量載運(yùn)信息而形成輸出信號，這類傳感器必須由外部提供激勵(lì)源，如電阻、電感、電容等電路參量傳感器都屬于這一類傳感器?；趹?yīng)變電阻效應(yīng)、磁阻效應(yīng)、熱阻效應(yīng)、光電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)等的傳感器也屬于此類傳感器。9、 能量轉(zhuǎn)換型傳感器，又稱有源型或發(fā)生器型，傳感器將從被測對象獲取的信息能量直接轉(zhuǎn)換成輸出信號能量，主要由能量變換元件構(gòu)成，它不需要外電源。如基于壓電效應(yīng)、熱電效應(yīng)、光電動勢效應(yīng)等的傳感器都屬于此類傳感器10、改善傳感器的性能的技術(shù)途徑有差動技術(shù)、平均技術(shù)、補(bǔ)償與修正技術(shù)、屏蔽、隔離與干擾抑制、穩(wěn)定性處理 。差動技術(shù)是傳感器中普遍

3、采用的技術(shù)。它的應(yīng)用可顯著地減小溫度變化、電源波動、外界干擾等對傳感器精度的影響，抵消了共模誤差，減小非線性誤差等。不少傳感器由于采用了差動技術(shù)，還可使靈敏度增大。11、傳感器的發(fā)展動向：開發(fā)新型傳感器 、 開發(fā)新材料 、新工藝的采用 、 集成化、多功能化、智能化第二章 傳感器的一般特性1、傳感器的基本特性指傳感器的輸出-輸入關(guān)系特性2、傳感器所測物理量的兩種基本形式為穩(wěn)態(tài)形式、動態(tài)形式3、傳感器的靜態(tài)特性指傳感器在穩(wěn)態(tài)信號作用下、其輸出-輸入關(guān)系。4、衡量傳感器靜態(tài)特性的重要指標(biāo)是線性度、靈敏度、遲滯和重復(fù)性5、傳感器的線性度指傳感器輸出與輸入之間的線性程度。傳感器的輸出輸入關(guān)系或多或少地存

4、在非線性，在非線性誤差不太大的情況下，總是采用直線擬合的辦法來線性化。6、傳感器的靜態(tài)特性是在靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行校準(zhǔn)的，靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件指沒有加速度、振動、沖擊、環(huán)境溫度為20+（-）5攝氏度，相對濕度小于85%,氣壓101+（）8kp的情況。7、靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)下輸出變化對輸入變化的比值Sn=輸出量的變化/輸入量的變化=dy/dx 對于線性傳感器，它的靈敏度特性就是它的靜態(tài)特性斜率8、傳感器在正(輸入量增大)反（輸入量減?。┬谐讨休敵鲚斎肭€不重合稱為遲滯。9、重復(fù)性是指傳感器在輸入按同一方向連續(xù)多次變動時(shí)所得特性曲線不一致的程度。10、分辨力是指傳感器能檢測到的最小的輸入增量。11、靜態(tài)

5、誤差是指傳感器在其全量程內(nèi)任一點(diǎn)的輸出值與其理論值的偏離程度。12、靜態(tài)誤差公式13、精密度：說明測量傳感器輸出值的分散性，即對某一穩(wěn)定的被測量，由同一個(gè)測量者，用同一個(gè)傳感器，在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)連續(xù)重復(fù)測量多次，其測量結(jié)果的分散程度。準(zhǔn)確度：說明傳感器輸出值與真值的偏離程度。精確度：是精密度與準(zhǔn)確度兩者的總和，精確度高表示精密度和準(zhǔn)確度都比較高。14、傳感器的動態(tài)特性指傳感器對隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性15、研究動態(tài)特性可以從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面采用瞬態(tài)響應(yīng)法和頻率響應(yīng)法來研究16、在研究時(shí)域時(shí)只能有固定幾種輸入函數(shù)，階躍、脈沖、斜坡 研究頻域則輸入函數(shù)為正弦函數(shù)17、傳感器選用原則包括：與測

6、量條件有關(guān)的因素、與傳感器有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)、與使用環(huán)境有關(guān)的因素、與購買和維修有關(guān)的因素第四章 電阻應(yīng)變式傳感器1、電阻應(yīng)變式傳感器工作原理：電阻應(yīng)變式傳感器有彈性敏感元件和電阻應(yīng)變片構(gòu)成，彈性敏感元件在感受被測量時(shí)產(chǎn)生形變在其表面發(fā)生應(yīng)變，而粘貼在彈性敏感元件表面的電阻應(yīng)變片將隨著彈性敏感元件產(chǎn)生應(yīng)變，因此電阻應(yīng)變片的阻值發(fā)生變化。2、電阻應(yīng)變片的工作原理基于金屬的應(yīng)變效應(yīng)。金屬絲的電阻隨著它所受的機(jī)械變形的大小而發(fā)生相應(yīng)的變化的現(xiàn)象成為金屬的應(yīng)變效應(yīng)。3、公式推導(dǎo)過程：兩邊取對數(shù)得lnR=lnP+lnL-lnS兩邊求導(dǎo)得出dR/R=dp/p+dL/L-dS/S(此處詳見課本61頁)dr/r=

7、-udl/l ,u為泊松比，具體見課本61頁以及打印課件。4、應(yīng)變片由電阻絲（敏感柵）、基底、引線、粘合劑構(gòu)成。5、K越大，單位面積變形引起的電阻變化就大，故越靈敏。6、因?yàn)殡娮钁?yīng)變片測量需要把微小應(yīng)變所引起的微小電阻變化測量出來的同時(shí)把電阻相對變化轉(zhuǎn)化為電流或者電壓的變化，所以選擇直流電橋和交流電橋。7、直流電橋和交流電橋，差動電路是重點(diǎn)，注意看課件。8、減小非線性誤差的方式：差動電橋、恒流源電橋9、電阻應(yīng)變片的種類絲式應(yīng)變片、箔式應(yīng)變片、薄膜應(yīng)變片，半導(dǎo)體應(yīng)變片10、應(yīng)變片的主要參數(shù)應(yīng)變片電阻值、絕緣電阻、靈敏系數(shù)、允許電流、應(yīng)變極限、機(jī)械滯后、零漂和蠕變。11、溫度變化引起電阻變化的原因電