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(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。2、 傳感器的輸出信號(hào)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(cè)量，并輸出與被測(cè)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(cè)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(duì)位置變化引起場(chǎng)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(guò)程中，傳感器將

2、從被測(cè)對(duì)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(hào)，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(cè)對(duì)象獲取的信息能量直接轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)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(dòng)勢(shì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)、外界干擾等對(duì)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(dòng)技術(shù)，還可使靈敏度增大。11、傳感器的發(fā)展動(dòng)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?jìng)鞲衅鞯妮敵?輸入關(guān)系特性2、傳感器所測(cè)物理量的兩種基本形式為穩(wěn)態(tài)形式、動(dòng)態(tài)形式3、傳感器的靜態(tài)特性指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)信號(hào)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?jìng)鞲衅鬏敵雠c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(lái)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(méi)有加速度、振動(dòng)、沖擊、環(huán)境溫度為20+（-）5攝氏度，相對(duì)濕度小于85%,氣壓101+（）8kp的情況。7、靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)下輸出變化對(duì)輸入變化的比值Sn=輸出量的變化/輸入量的變化=dy/dx 對(duì)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（輸入量減小）行程中輸出輸入曲線不重合稱為遲滯。9、重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟谳斎氚赐环较蜻B續(xù)多次變動(dòng)時(shí)所得特性曲線不一致的程度。10、分辨力是指?jìng)鞲衅髂軝z測(cè)到的最小的輸入增量。11、靜態(tài)

5、誤差是指?jìng)鞲衅髟谄淙砍虄?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(shuō)明測(cè)量傳感器輸出值的分散性，即對(duì)某一穩(wěn)定的被測(cè)量，由同一個(gè)測(cè)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(cè)量多次，其測(cè)量結(jié)果的分散程度。準(zhǔn)確度：說(shuō)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(dòng)態(tài)特性指?jìng)鞲衅鲗?duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性15、研究動(dòng)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(lái)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(cè)

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(gòu)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(cè)量時(shí)產(chǎn)生形變?cè)谄浔砻姘l(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(guò)程：兩邊取對(duì)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(yè))dr/r=

7、-udl/l ,u為泊松比，具體見課本61頁(yè)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(cè)量需要把微小應(yīng)變所引起的微小電阻變化測(cè)量出來(lái)的同時(shí)把電阻相對(duì)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(dòng)電路是重點(diǎn)，注意看課件。8、減小非線性誤差的方式：差動(dòng)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