传感器及应用教学大纲
一、课程说明
课程性质：专业核心课
课程描述：
“传感器技术”是电子、机电与自动控制类专业的专业核心课，是必修课。通过本课程的学习，学生能了解传感器的基本概念、传感器的构成、传感器工作的有关定律、传感器的作用、传感器和现代检测技术发展的趋势。其作用是通过本课程的学习，培养学生利用现代电子技术、传感器技术和计算机技术解决生产实际息采集与处理问题的能力，为工业测控系统的设计与开发奠定基础。知识目标：掌握主要传感器的原理、特性，各种应用条件下传感器的选用原则和应用电路设计。技能目标：独立分析、解决传感器方面问题的能力；利用网络、数据手册、厂商名录等获取和查阅传感器技术资料的能力。
素质目标：具有较强的专业素质，不断进行创新。
教学重点与难点：课程重点：电阻式、电感式传感器的原理与应用，霍尔式传感器，电流、电压传感器。课程难点：各种传感器的温度误差与补偿，电容式传感器的屏蔽技术，光纤传感器的原理。
适用专业：机电一体化、电气自动化专业
学时数：80学时
二、教学目的与容
1传感器技术基础（2 学时）
教学目的与要求：
明确“传感器技术”在专业培养计划中的地位，课程的性质、任务和大体容，传感器在现代生产、生活中的作用。了解检测技术与传感器的定义、组成、作用和分类，了解传感器的静、动态特性，掌握传感器常用的技术指标。
教学重点与难点：
教学重点：传感器的定义、组成和作用教学难点：传感器的技术指标教学容：
1）传感器简介
（1）传感器的定义
（2）传感器的组成与作用
2）传感器的分类
（1）按工作原理分
（2）按被测量分
（3）按输出信号性质分
3）传感器的特性及主要技术指标
（1）静态特性和动态特性
（2）主要技术指标
2电阻式传感器（6 学时）
教学目的与要求：
理解电阻式传感器的组成和基本原理，了解电阻式传感器的常用类型。掌握应变片式传感器的形式、特点、应用方法和转换电路。
教学重点与难点：
教学重点：电阻式传感器的组成和基本原理
教学难点：电阻应变片的工作原理
教学容：
1）电位器式传感器（2 学时）
（1）电位器式传感器的基本工作原理
（2）电位器式传感器的输出特性
（3）电位器式传感器的特性
（4）电位器式位移传感器
2）应变式传感器（2 学时）
（1）电阻应变片的结构和工作原理
（2）电阻应变片的特性
（3）测量电路
（4）温度误差与补偿
3）压阻式传感器（2 学时）
（1）压阻效应
（2）结构与特性
（3）固态压阻传感器测量电路
（4）温度补偿
3变磁阻式传感器（4 学时）
教学目的与要求：掌握三种变磁阻式传感器（电感式传感器、差分变压器式传感器、电涡流式传感器）的基本结构和工作原理，了解上述传感器将非电量信号转换成电信号的过程，了解三种变磁阻式传感器的特点、
应用围和应用情况。
教学重点与难点：
教学重点：三种变磁阻式传感器（电感式传感器、差分变压器式传感器、电涡流式传感器）的基本结
构和工作原理。
教学难点：电涡流式传感器
教学容：自感式传感器（1 学时）自感式传感器的工作原理自感式传感器的测量电路差分变压器式传感器（1.5 学时）差分变压器式传感器工作原理
测量电路
电涡流式传感器（1.5 学时）
（1）电涡流式传感器的工作原理
（2）电涡流式传感器的结构
（3）电涡流式传感器的测量电路
4）电涡流式传感器应用举例
4电容式传感器（4 学时）
教学目的与要求：掌握电容式传感器的组成和工作原理，了解电容传感器的测量电路和基本使用方法。教学重点与难点：教学重点：电容式传感器的组成和工作原理教学难点：保持电容传感器特性稳定的方法
教学容：
1）电容式传感器的结构、工作原理和特性（1 学时）
（1）变面积型电容式传感器
（2）变极距型电容式传感器
（3）变介电常数型电容式传感器
2）测量电路（2学时）
（1）变压器电桥电路
（2）差分脉冲调宽电路
（3）运算放大器电路
3）保持电容传感器特性稳定的方法（1 学时）
（1）减小边缘效应的影响
（2）减小寄生电容的影响
5霍尔式传感器（4 学时）教学目的与要求：
掌握霍尔式传感器的工作原理，了解霍尔元件、霍尔效应和主要特性，掌握其测量电路，了解霍
尔传感器的误差与补偿方法和应用。
教学重点与难点：教学重点：霍尔式传感器的工作原理及测量电路。教学难点：霍尔传感器的误差与补偿方法和应用。
教学容：
1）霍2）尔传感器的工作原理（1 学时）
（1）霍尔元件和霍尔效应
（2）霍尔元件的主要特性
3）霍4）尔传感器的基本测量电路（2 学时）
将被测量量转换为磁感应强度B 将被测量量转换为控制电流I 将被测量量转换为B与I 的乘积5）霍6）尔传感器的误差与补偿（1 学时）
零位误差与补偿温度误差与补偿
6压电式传感器（6 学时）
教学目的与要求：理解压电式传感器的工作原理，从物理和数学概念上了解石英晶体和压电瓷两种压电材料将非电信号转换成电信号的过程，学会分析压电式传感器在测量过程中的等效电路。
教学重点与难点：教学重点：压电式传感器的工作原理，压电效应。
教学难点：压电效应。
教学容：
压电效应与压电材料（1 学时）
（1）压电效应
（2）压电材料压电式传感器的工作原理（2 学时）
压电元件的结构形式
压电式加速度传感器压电式压力传感器
压电式传感器的等效电路和测量电路（2 学时）
（1）压电式传感器的等效电路
（2）压电式传感器的测量电路
压电式传感器的应用（1 学时）
（1）压电式金属加工切削力测量
（2）压电式玻璃破碎报警器
7热电式传感器（4 学时）
教学目的与要求：了解热电偶、热电阻的原理、结构与应用；掌握半导体热敏电阻的原理与应用特点。了解热电式传感器的测量原理和方法。
教学重点与难点：
教学重点：热电式传感器的原理及应用教学难点：热电偶的冷端温度补偿教学容：
1）热电偶传感器（1.5 学时）
（1）热电偶材料与常用热电偶
（2）热电偶的工作原理
（3）热电偶冷端温度补偿
2）金属热电阻传感器（1.5 学时）
（1）金属热电阻测温原理
（2）金属热电阻的材料
（3）金属热电阻的结构与应用
3）热敏电阻（1 学时）
（1）热敏电阻的工作原理
（2）热敏电阻的主要特性与参数
8光电式传感器（4 学时）
教学目的与要求：理解光电传感器利用的各种效应的机理；明确各种光电式传感器的特点和应用围。
教学重点与难点：
教学重点：光电式传感器的原理及应用
教学难点：红外光传感器
教学容：
1）光电效应（1 学时）
2）光电器件（2 学时）
（1）光敏电阻
（2）光电二极管和光电晶体管
（3）光电池
（4）光电耦合器
3）红外光传感器（1 学时）
（1）红外光传感器的原理和类型
（2）红外探测器
9光纤传感器（6 学时）
教学目的与要求：掌握光纤的基本知识和传光原理，掌握各种功能型和非功能型光纤传感器的基本原理，了解光纤传感器的特点和应用围。
教学重点与难点：教学重点：光纤的基本知识和传光原理，功能型和非功能型光纤传感器的基本原理教学难点：功能型光纤传感器的基本原理
教学容：
1）光纤传感器基础（2 学时）
（1）光纤的结构和种类
（2）光调制与解调技术
（3）光纤传感器的分类
2）功能型光纤传感器（2 学时）
（1）相位调制型光纤传感器
（2）光强调制型光纤传感器
3）非功能型光纤传感器（1 学时）
（1）传输光强调制型光纤传感器
（2）反射光强调制型光纤传感器
4）光纤传感器的应用（1 学时）
（1）光纤加速度传感器
（2）光纤磁场传感器
10测量技术基础知识（2 学时）
教学目的与要求：掌握测量的基本概念和基本测量方法，掌握测量精度的概念和计算，了解测量误差的分类和测量误差的估计以及校正方法。
教学重点与难点：
教学重点：测量的基本概念和基本测量方法，测量精度的概念和计算教学难点：测量误差的分类和测量误差的估计以及校正方法教学容：
1）测量基础知识（0.5 学时）
（1）测量的基本概念
（2）测量方法
（3）测量系统
2）测量误差（1.5 学时）
（1）测量误差的表示方法
（2）测量误差的分类
（3）测量精度与分辨率
（4）测量误差的估计和校正
11温度与压力测量系统（4 学时）
教学目的与要求：
掌握测温系统的定义和工作原理，掌握热电阻、热电偶和辐射式测温原理，了解光导纤维测温系统的测温原理。
教学重点与难点：教学重点：测温系统的定义和工作原理，热电阻、热电偶、辐射式测温原理教学难点：光导纤维测温系统的测温原理
教学容：
1）温度测量系统（2 学时）
（1）金属热电阻传感器测温
（2）热敏电阻传感器测温与温度控制
（3）热电偶测温系统
（4）辐射式测温系统
2）压力测量系统（2 学时）
（1）应变片式力值测量
（2）压电式压力测量
（3）电阻应变片压力传感器
（4）电容式差压压力变送器
（5）霍尔式压力测量
12位移与速度测量系统（4 学时）
教学目的与要求：掌握位移测量系统和速度测量系统的测量原理，了解加速度测量系统的结构和组成。教学重点与难点：
教学重点：位移测量系统和速度测量系统的测量原理教学难点：测速发电机和电磁脉冲式转速计的原
理教学容：
1）位移测量系统（2 学时）
（1）电感式位移测量
（2）电容式位移测量
（3）霍尔式位移测量和接近开关
（4）电涡流式位移测量
2）速度测量系统（2 学时）
（1）磁电感应式速度测量
（2）光电式转速计
（3）测速发电机
（4）电磁脉冲式转速计
（5）应变片式加速度计
（6）压电式加速度计
（7）电容式加速度计
13物位与流量测量系统（4 学时）
教学目的与要求：掌握物位和流量测量的基本方法，了解常用物位与流量测量仪器的构成原理和使用方法。
教学重点与难点：
教学重点：物位和流量测量的基本方法
教学难点：流量测量仪器的原理与使用
教学容：
1）物位测量系统（2 学时）
（1）浮力式液位计
（2）静压式物位测量
（3）电容式物位测量
（4）超声式物位测量
2）流量测量系统（2 学时）
（1）流量概述和测量方法
（2）差压式流量计
（3）容积式流量计
（4）速度式流量计
（5）振动式流量计
（6）电磁流量计
（7）质量流量计
（8）光纤传感器测量流量
三、教学建议建议课时安排：理论+实验（学时）
1 传感器技术基础2+ 0
2 电阻式传感器6+ 0
3 变磁阻式传感器
4 +2
4 电容式传感器4+ 2
5 霍尔式传感器4+ 2
6 压电式传感器6+ 2
7 热电式传感器 4 +2
8 光电式传感器 4 +2
9 光纤传感器6+ 0
10 测量技术基础知识2+ 2
11 温度与压力测量系
统
4+ 2
12 位移与速度测量系
统4 +2
13 物位与流量测量系
统
4+ 2
机动、复习6
合计80 学时
四、考核方式
1 、考核方式：考试
2 、评分方法：学习态度（出勤）：10%；平时成绩（作业+实验报告）：20%；期末考试成绩：70%。
机电工程系
2010.7.
《传感器原理及应用》 课程教学大纲(04、05级) 编号： 英文名称：Principles and Applications of Sensor 适用专业：自动化 责任教学单位：电子工程系自动化教研室 总学时：36 学分：2.0 考核形式：考查 课程类别：专业基础课 修读方式：必修 教学目的：本课程主要介绍工程检测中常用的传感器，以及运用这些传感器测量诸如力、压力、温度、位移、物位、转速和振动等参数的方法。使学生在传感器技术方面具有一定的知识，了解工程检测中常用传感器的结构、原理、特性、应用及发展方向。在工作中具有初步选用传感器的能力。 主要教学内容及要求： 一、概述 主要教学内容 1 传感器的组成与分类 2 传感器在科技发展中的重要性 3 传感器技术的发展动向 了解：传感器技术的应用、传感器的分类 二、传感器的一般特性 主要教学内容 1 传感器的静态特性 2 传感器的动态特性 3 传感器动态特性分析 4 传感器的无失真测试条件 了解：传感器的静态特性和动态特性 掌握：传感器的静态特性和动态特性的表述方法。 三、电阻应变式传感器 主要教学内容 1 电阻应变片的工作原理 2 电阻应变片的种类、材料和参数 3 电阻应变片的动态响应特性
4 电阻应变式传感器的温度误差及其补偿 5 电阻应变式传感器的信号调节电路及电阻应变仪 掌握：电阻应变片的工作原理、结构与特点、工作特性和应用。 四、电感式传感器 主要教学内容 1 变磁阻式传感器 2 差动变压器 3 涡流式传感器 掌握：电感式传感器的工作原理、结构与特点、工作特性和应用。 五、电容式传感器 主要教学内容 1 电容式传感器的结构原理及结构形式 2 电容式传感器的等效电路 3 电容式传感器的信号调节电路 4 电容式传感器的应用 了解：电容式传感器的结构与特点 掌握：电容式传感器的工作原理、工作特性和应用。 六、磁电式传感器 主要教学内容 1 磁电式传感器工作原理 2 动圈式磁电传感器 3 磁阻式磁电传感器 了解：开磁路磁阻式转速传感器的组成、结构原理圈和工作原理。 掌握：磁电式传感器的定义及其结构上的两大部分和两种磁路结构。 七、压电式传感器 主要教学内容 1 压电式传感器的工作原理 2 压电材料 3 压电式传感器的等效电路 4 压电式传感器的信号调节电路 了解：影响石英晶体表面电荷密度大小的因素。 掌握：压电效应、石英晶体的纵向压电效应的定义；压电元件的等效电路和电荷放大电路和电路中各元件的意义。 八、光电传感器及应用 主要教学内容 1 内光电效应、常见的光敏元件、光敏元件的应用
传感器原理及应用 一、单项选择题(每题2分．共40分) 1、热电偶的最基本组成部分是()。 A、热电极 B、保护管 C、绝缘管 D、接线盒 2、为了减小热电偶测温时的测量误差，需要进行的温度补偿方法不包括( )。 A、补偿导线法 B、电桥补偿法 C、冷端恒温法 D、差动放大法 3、热电偶测量温度时( )。 A、需加正向电压 B、需加反向电压 C、加正向、反向电压都可以 D、不需加电压 4、在实际的热电偶测温应用中，引用测量仪表而不影响测量结果是利用了热电偶的哪 个基本定律( )。 A、中间导体定律 B、中间温度定律 C、标准电极定律 D、均质导体定律 5、要形成测温热电偶的下列哪个条件可以不要（）。 A、必须使用两种不同的金属材料； B、热电偶的两端温度必须不同； C、热电偶的冷端温度一定要是零； D、热电偶的冷端温度没有固定要求。 6、下列关于测温传感器的选择中合适的是（）。 A、要想快速测温，应该选用利用PN结形成的集成温度传感器； B、要想快速测温，应该选用热电偶温度传感器； C、要想快速测温，应该选用热电阻式温度传感器； D、没有固定要求。 7、用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是( )。 A、接线方便 B、减小引线电阻变化产生的测量误差 C、减小桥路中其他电阻对热电阻的影响 D、减小桥路中电源对热电阻的影响 8、在分析热电偶直接插入热水中测温过程中，我们得出一阶传感器的实例，其中用到了（）。 A、动量守恒； B、能量守恒； C、机械能守恒； D、电荷量守恒； 9、下列光电器件中，基于光电导效应工作的是( )。 A、光电管 B、光敏电阻 C、光电倍增管 D、光电池
《传感器原理与应用》课程教学大纲 一、课程名称：传感器原理与应用/Operation principles of Sensors and their applications 二、课程代码：08011309 三、课程类别：专业课 四、课程性质与教学目的： 传感器原理与应用是电子信息专业类研究信息采集问题的必修主干课。课程的目的是让学生掌握非电信号的获取及转换方式，掌握各类传感器的基本结构，工作原理，基本特性和工程应用，使学生初步具备传感器技术的研究、设计、生产、工程应用的基础知识，了解工程、生产及科研中遇到的各种具体或特殊的传感与测试问题，为将来适应传感器的研究、开发及在实际工程应用中合理选择和善于应用各种传感器与测试技术，打下良好的基础。 五、学时／学分：48/3（含实验8学时） 六、先修课程：电路理论电子线路 七、适应专业: 电子、电子信息类 八、教学内容及要求 (一) 课堂教学 第一章概论 1、了解信息测量的基本知识，测量误差理论基础知识。 2、掌握传感器的定义、传感器的一般特性、传感器的标定。 重点内容： 传感器的定义、传感器的一般特性 教学难点： 二阶传感器的动态特性及其分析方法。 第二章电阻应变传感器 1、了解应变片的结构和材料、电阻应变片的工作特性及参数 2、理解应变式力传感器、应变式压力传感器、应变式加速度传感器的应用 3、掌握电阻应变传感器的工作原理、电阻应变传感器测量电桥的分析方法及应用 电阻应变传感器的温度误差及线性补偿办法。 重点内容： 电阻应变传感器的工作原理、差动电桥的概念、测量电桥的分析方法。 教学难点：
电阻应变传感器测量电桥的分析方法、电阻应变传感器的温度误差及补偿办法，应变测量电桥性能的提高。 第三章电感传感器 1、了解差动变压器零点残余电压消除方法、差动变压器外补偿电路、差动整流电 路，电感型传感器的应用。 2、掌握电感型传感器的工作原理、结构及特点，掌握电感型传感器的工作特性分 析方法，带相敏整流测量电桥的工作原理。 重点内容： 电感型传感器的工作原理、结构及特点，主要工作特性及测量电路分析方法，带相敏整流测量电桥的工作原理。 教学难点： 电感型传感器测量电路分析方法、带相敏整流测量电桥的工作原理。 第四章电容传感器 1、了解差动脉冲调宽电路的工作原理，电容传感器的应用及在应用中正确处理所 遇到的问题。 2、掌握电容传感器的工作原理、结构及特点，差动电容传感器的概念，掌握电容 传感器主要工作特性及分析方法 重点内容： 电容传感器的工作原理、特点、主要工作特性及配用的测量电路，如何在实际工程测量中正确合理的选择电容传感器。 教学难点： 电容传感器测量电路的分析及（变间隙式）差动电容传感器测量电桥输出电压的计算、测量误差的分析及减小误差的方法。 第五章热电传感器 1、了解热电偶的工作原理、工作特性、冷端补偿及测温电路热，电感传感器的基 本应用。 2、掌握金属热电阻、半导体热敏电阻工作原理及特性，温敏二级管、温敏晶体管 及集成温度传感器的测温原理，掌握热电传感器的基本应用。 重点内容： 半导体热敏电阻、集成温度传感器工作原理、工作特性、测量电路，温度传感器的典型工程应用。 教学难点： 热电传感器测量电路的分析方法及测量误差分析。 第六章压电传感器 1、了解压电材料的压电效应，压电传感器的基本应用。 2、掌握压电传感器工作原理、压电传感器的组成及其测量电路。 重点内容：
一、填空题：（每空2分，共20分） 1、传感器的动态特性越好，则能测的信号频率越宽（宽、窄）。 2、已知一米尺的修正值为-2mm，现用该米尺测得某物体长度为32.5cm，则该物体长度为 32.3 。 3、测50mm的物体，测得结果为50.02mm，则相对误差为 0.04% 。 4、相敏检波电路与差动变压器配合使用是为了辨别方向。 5、电阻式传感器是将被测非电量转换为电阻的变化的装置。 6、在差动变压器的实验中，观察到的现象是在一定范围内呈线性。 7、在某些晶体物质的极化方向上施加电场时，这些晶体物质会产生变形，这种现象称为逆压电效应。 8、电容式传感器存在的边缘效应可以通过初始电容量c0 或 加装等位环来减小。 9、差动变压器是属于信号调制中的调幅类型（调幅、调频、调相）。 二、判断题（正确的打√，错误的打×。每小题1分，共10分） 1、差动结构从根本上解决了非线性误差的问题。（ x ） 2、为了使压电陶瓷具有压电效应，必须在一定温度下通过强电场作用对其作极化处理。（ Y ） 3、变间隙型的电感式传感器初始间隙越大，灵敏度越低，非线性误差越小，量程越大。（ Y ） 4、变面积型的电容式传感器输出与输入之间的关系是线性的。（ Y ） 5、压电式传感器只能进行动态测量。（ Y ） 6、随机误差可以通过系统校正来减小或消除。（ X ） 7、求和取平均是为了减小系统误差。（ X ）
8、电涡流式传感器不仅可以用于测量金属，还可以测量非金属。（ X ） 9、石英晶体沿任意方向施加力的作用都会产生压电效应。（ X ） 10、电容传感器采用运算放大器测量电路则从原理上解决了单个变间隙型电容传感器输出特性非线性问题。（ Y ） 三、计算题（每小题10分，共50分） 1、将一电阻应变片接入电桥电路中，已知电阻应变片在无应变时的电阻值为80欧，R3=40欧，R4=100欧。运算放大器的电压增益为20。问R2选取多大合适？如果该电阻应变片的灵敏度为4，受力的作用后发生变形其应变为2×10-3，电阻值变化为多少？受到该力的作用后输出电压U为多少？ U
一：填空题（每空1分） 1.依据传感器的工作原理，传感器分敏感元件，转换元件， 测量电路三个部分组成。 2.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用直线栅式应变计 和箔式应变计结构。 3.根据热敏电阻的三种类型，其中临界温度系数型最适合开关型温度传感器。 4.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为：传 感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比，用公式表示k（x）=Δy/Δx 。 5.线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特性的一 种度量。按照所依据的基准之线的不同，线性度分为理论线性度、端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。最常用的是最小二乘法线性度。 6.根据敏感元件材料的不同，将应变计分为金属式和半导体式两大类。 7.应变传感器设计过程中，通常需要考虑温度补偿，温度补偿的方法电桥补偿 法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。 8.应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电路两部分组成。 9.传感器的静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度界限、迟滞差和稳定性。 10.国家标准GB 7665--87对传感器下的定义是：能够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或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 11.传感器按输出量是模拟量还是数字量，可分为模拟量传感器和数字量传感器 =输出量的变化值/输入量的变化12.传感器静态特性的灵敏度用公式表示为：k (x) 值=△y/△x 13.应变计的粘贴对粘贴剂的要求主要有：有一定的粘贴强度；能准确传递应变； 蠕变小；机械滞后小；耐疲劳性好；具有足够的稳定性能；对弹性元件和应变计不产生化学腐蚀作用；有适当的储存期；应有较大的温度适用范围。14.根据传感器感知外界信息所依据的基本校园，可以将传感器分成三大类： 物理传感器，化学传感器，生物传感器。
《传感器技术及应用》实训教学大纲 一、大纲适用范围： 适用于机电一体化技术、自动控制等专业高职高专学生。 二、实训总学时： 总学时32学时。 三、实训任务和基本要求： 本实训课要求学生能够独立完成大纲所规定的实训内容，实训前要做好预习，实训时要认真操作，做好实训数据的记录、分析和处理，完成实训报告的撰写工作，并回答思考题。从而巩固各种传感器的技术和测量电路，提高学生对传感器的应用能力。 四、实训选做内容及学时分配情况：
五、教材： 自编教材 六、成绩考核办法： 实训成绩由三部分组成：实训预习和表现（20分）、实训报告（20分）、实训考试（实际操作和理论问答）（60分）。 1、实训预习和表现：学生课前必须预习，教师应通过课堂提问等方式检查预习效果。在实训过程中，教师可依据学生使用仪器的能力、观察和分析实训现象的能力、主动排除故障的能力、实训结果和数据的正确性以及学生的课堂纪律、实训态度、保持实训室卫生等方面的表现进行综合考核，学生实训的原始数据须由教师签字认可。( 根据预习和平时表现情况教师给出相应成绩，分为不同的档次) 2、实训报告：学生实训后应按时完成实训报告。要求：内容充实、图表齐全、数据处理正确（误差处理）、书面整洁、结构合理、回答思考题等。( 根据实训报告情况教师给出相应成绩，分为不同的档次) 3、实训考试：通过考试了解和掌握学生对基本理论和基本操作掌握的程度和实际操作水平，建立操作技术与口试、笔试相结合的考试方法，教师出实训考试题目，让学生独立连接电路，自拟实训步骤，在规定的时间内完成报告，且回答有关理论问题。如是设计性实训题目要独立写出报告。( 根据学生在规定的时间完成实训情况教师给出相应成绩，分为不同的档次) 4、实训课最终成绩分为五个档次即优秀、良好、中等、及格和不及格。 七、说明： 本门实训课注重学生实际动手能力的培养，巩固理论知识，锻炼学生的综合运用能力。综合性、设计性题目要学生利用现有的设备先自己设计，然后验证得出测量结果。大纲中列举的18个实训题目每学期可根据实际情况选择15个题目做为实训题目，其中序号为1-15的实训题目为必做题目；16-18实训题目为选做题目，教师根据实际情况选择实训题目。八、实训教学改革： 实训室对学生开放，可以利用实训室空闲时间来完成课堂上未完成的实训，也可以完成自行设计或选做的实训内容。
传感器技术与应用试题及答案（二） 传感器技术与应用试题及答案(二) 题号一、选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分) 1、以下不属于我国电工仪表中常用的模拟仪表精度等级的是( ) A 0.1 B 0.2 C 5 D 2 2、( )又可分为累进性的、周期性的和按复杂规律变化的几种类型。 A 系统误差 B 变值系统误差 C 恒值系统误差 D 随机误差 3、改变电感传感器的引线电缆后，( ) A不必对整个仪器重新标定 B 必须对整个仪器重新调零 C 必须对整个仪器重新标定 D不必对整个仪器重新调零 4、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中( )。 A、电容和电感均为变量 B、电容是变量，电感保持不变 C、电感是变量，电容保持不变 D、电容和电感均保持
不变 5、在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入( )，可测得最大的容量。 A、塑料薄膜 B、干的纸 C、湿的纸 D、玻璃薄片 6、热电阻测量转换电路采用三线制是为了( ) 。 A、提高测量灵敏度 B、减小非线性误差 C、提高电磁兼容性 D、减小引线电阻的影响 7、当石英晶体受压时，电荷产生在( ) 。 A、Z面上 B、X面上 C、Y面上 D、X、Y、Z面上 8、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是( )。 A、悬臂梁 B、弹簧管 C、实心轴 D、圆环 9、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是( )。 A、补偿热电偶冷端热电势的损失 B、起冷端温度补偿作用 C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D、提高灵敏度 10、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采了( )测量方法。 A、微差式 B、零位式 C、偏差式 D、零点式 11、测得某检测仪表的输入信号中,有用信号为20毫伏,干扰电压也为20毫伏, 则此时的信噪比为( )。
传感器技术与应用题库 传感器技术与应用 知识储备 练习题 0-1. 传感器特性在检测系统中起到什么作用, 0-2(传感器的性能参数反映了传感器的什么关系, 静态参数有哪些,各种参数代表什么意义, 动态参数有那些,应如何选择, 0-3(解释下列名词术语: 1)敏感元件;2)传感器; 3)信号调理器;4)变送器。 0-4(根据电容传感器的工作原理说明它的分类，电容传感器能 够测量哪些物理参量, 0-5(通常传感器由,,,,,,,,,,,,,,,,,,,部分组成， 是能把外界,,,,,,,,转换成,,,,,,,,器件和装置。 0-6(测量系统的静态特性指标主要有哪些, - 1 - 传感器技术与应用 学习情境1 温度的检测 练习题 1-1(什么是热电效应,热电势由哪几部分组成, 1-2(热电偶产生热电势的原因和条件是什么,
1-3(描述热电偶的四个基本定律和它们的实用价值。 1-4(为什么热电偶需要冷端补偿,冷端补偿有哪几种方法, 1-5(用镍铬-镍硅(K型)热电偶测量温度，已知冷端温度为40?， 用高精度毫伏表测得这时的热电动势为29(188mv，求被 测点的温度。 1-6(用镍铬-镍硅(K型)热电偶测量炉温，已知热端温度为 800?，冷端温度为50?，为了进行炉温的调节及显示， 要将热电偶产生的热电动势信号送到仪表室，仪表室的温 度为20?，分别求冷端用铜导线与用补偿导线连接到仪表 测得的炉温,并比较结果。 1-7(简述热电阻测温原理，常用热电阻有哪些,它们的性能特点是什么, 1-8(热敏电阻有哪几种类型,简述它们的特点及用途。 1-9(描述常用的三种温度传感器的异同点。 1-10(联系实际，描述一个测温系统。指出它的测温范围、使用 的器件。并说出为什么使用该测温器件, 1-11(简要描述使用的测温传感器的原理、接线和注意事项等。 - 2 - 传感器技术与应用 学习情境2 气体的检测 练习题 2-1(简述气敏电阻的组成、工作原理及特性。 2-2(为什么气敏电阻需要加热使用, 2-3(如下图所示为可燃气体报警器电路图， (1)试分析其工作原理，并选用合适的元件参数。
理论（含课内实验）课程教学大纲模板 《光电子技术》教学大纲 一、课程基本信息 1、课程名称:光电子技术：全称（英文）Optoelectronics Technology 2、课程代码：B1309064 3、课程管理：数理学院应用物理教研室 4、教学对象：应用物理 5、教学时数：总时数48 学时，其中理论教学32学时，实验实训16 学时。 6、课程学分：3 7、课程性质：专业选修课程 8、课程衔接： （1）先修课程：光学、电磁学、原子物理学、量子力学、模拟电子技术 （2）后续课程： 二、课程简介 光电子技术是由电子技术和光子技术互相渗透、优势结合而产生的，是一门新兴的综合性交叉学科，已经成为现代信息科学的一个极为重要的组成部分，以光电子学为基础的光电信息技术是当前最为活跃的高新技术之一。该课程介绍光电子技术的理论和应用基础，介绍光电子系统中关键器件的原理、结构、应用技术和新的发展。该课程在阐明基本原理的同时，突出应用技术，使学生能够把握光电子技术的总体框架，有兴趣、有信心投入实践和创新活动。 三、教学内容及要求 第一章光电系统的常用光源 （一）教学目标 掌握常用的光源及光度学的基本知识；了解发光二级管的新进展。 （二）教学节次及要求 第一节辐射度学和光度学的基础知识 1、掌握辐射度学和光度学的基础知识； 2、了解辐射度学和光度学之间的关系与联系。 第二节热辐射光源 1、掌握热辐射光源的基本原理； 2、了解黑体辐射器、白炽灯和卤钨灯的原理。 第三节气体放电光源 1、掌握气体放电光源； 2、了解气体放电光源的特点以及各种不同类型的气体放电光源。 第四节激光器 1、掌握激光器的基本原理以及半导体激光器的结构； 2、了解各种不同的激光器的发光机理。
光电传感器工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
工作原理 摘要： 光电传感器是利用光电子应用技术，将光信号转换成电信号从而检测被测目标的一种装置。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高，反应快，非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，体积小。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温和气体成分等；也可用来检测能转换成光量的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度和加速度，以及物体形状、工作状态等。光电式传感器具有非接触，响应快，性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。近年来，新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。 关键字：光电元件、检测技术、传感器、应用 一、光电传感器工作原理 光电式传感器的物理基础是光电效应,即半导体材料的许多电学特性都因受到光的照射而发生变化。光电效应通常分为两大类,即外光电效应和内光电效应。外光电效应是指物质吸收光子并激发出自由电子的行为。当金属表面在特定的光辐照作用下,金属会吸收光子并发射电子,发射出来的电子叫做光电子。光的波长需小于某一临界值 (相等于光的频率高于某一临界值)时方能发射电子,其临界值即极限频率和极限波长。由E =hn-W如果入射光子的能量hn大于逸出功W,那么有些光电子在脱离金属表面后还有剩余的能量,也就是说有些光电子具有一定的动能。因为不同的电子脱离某种金属所需的功不一样, 所以它们就吸收了光子的能量并从这种金属逸出之后剩余的动能也不一样。由于逸出功W是使电子脱离金属所要做功的最小值,所以如果用E 表示动能最大的光电子所具有的动能,那么就有下面的关系式E =hn-W (其中,h表示普兰克常量,n表示入射光的频率),这个关系式通常叫做爱因斯坦光电效应方程。
《传感器原理与应用》综合练习 一、填空题 1．热电偶中热电势的大小仅与金属的性质、接触点温度有关，而与热电极尺寸、形状及温度分布无关。 2．按热电偶本身结构划分，有普通热电偶、铠装热电偶、微型热电偶。3．热电偶冷端电桥补偿电路中，当冷端温度变化时，由不平衡电桥提供一个电位差随冷端温度变化的附加电势，使热电偶回路的输出不随冷端温度的变化而改变，达到自动补偿的目的。 4．硒光电池的光谱峰值与人类相近，它的入射光波长与人类正常视觉的也相近，因而应用较广。 5．硅光电池的光电特性中，光照度与其短路电流呈线性关系。 6．压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效应。 7．压电陶瓷是人工制造的多晶体，是由无数细微的电畴组成。电畴具有自己极化方向。经过极化过的压电陶瓷才具有压电效应。 8．压电陶瓷的压电常数比石英晶体大得多。但石英晶体具有很多优点，尤其是其它压电材料无法比的。 9．压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，但不能测量频率小的被测量。特别不能测量静态量。 10．霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受洛伦茨力作用发生位移的结果。 11．霍尔元件是N型半导体制成扁平长方体，扁平边缘的两对侧面各引出一对电极。一对叫激励电极用于引入激励电流；另一对叫霍尔电极，用于引出霍尔电势。 12．减小霍尔元件温度误差的措施有：（1）利用输入回路的串联电阻减小由输入电阻随温度变化；引起的误差。（2）激励电极采用恒流源，减小由于灵敏度随温度变化引起的误差。 13．霍尔式传感器基本上包括两部分：一部分是弹性元件，将感受的非电量转换成磁物理量的变化；另一部分是霍尔元件和测量电路。 14．磁电式传感器是利用霍尔效应原理将磁参量转换成感应电动势信号输出。 15．变磁通磁电式传感器，通常将齿轮的齿（槽）作为磁路的一部分。当齿轮转动时，引起磁路中，线圈感应电动势输出。 16．热敏电阻正是利用半导体的数目随着温度变化而变化的特性制成的热敏感元件。 17．热敏电阻与金属热电阻的差别在于，它是利用半导体的电阻随温度变化阻值变化的特点制成的一种热敏元件。 18．热敏电阻的阻值与温度之间的关系称为热敏电阻的。它是热敏电阻测温的基础。 19．热敏电阻的基本类型有：负温度系数缓变型、正温度系数剧变型、临界温度型。 20．正温度系数剧变型和临界温度型热敏电阻不能用于温度范围的温度控制，而在某一温度范围内的温度控制中却是十分优良的。 21．正温度系数剧变型和临界温度型热敏电阻属于型，适用于温度监测和温度控制。
《传感器与应用》 一、填空题（每空1分，共25分） 1．传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出变化量与输入变化量的比值。对线性传感器来说，其灵敏度是一常数 .2．用弹性元件和电阻应变片及一些附件可以组成应变片传感器，按用途划分用应变式力传感器、应变式加速度传感器等（任填两个）。3.采用热电阻作为测量温度的元件是将温度的测量转换为电阻的测量。4．单线圈螺线管式电感传感器主要由线圈、铁磁性外壳和可沿线圈轴向移动的活动铁芯组成。5．利用涡流式传感器测量位移时，为了得到较好的线性度和较好的灵敏度，应该让线圈与被测物的距离大大小于线圈半径6．空气介质变隙式电容传感器中，提高灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用差动式电容传感器7．振筒式传感器是以均匀薄壁圆筒作为敏感元件，将被测气体压力或密度的变化转换成频率。8．由光电管的光谱特性看出，检测不同颜色的光需要选用光电阴极材料不同的光电管，以便利用光谱特性灵敏度较高的区段。9．按热电偶本身结构划分，有普通热电偶、铠装热电偶、薄膜热电偶。10．硒光电池的光谱响应区段与人类相近，因而得到应用。11．热敏电阻正是利用半导体载流子数目随着温度变化而变化的特性制成的温度敏感元件。12．当半导体材料在某一方向承受应力时，它的电阻率发生显著变化的现象称为半导体压阻效应。用这个原理制成的电阻称固态压敏电阻。13．磁敏二极管工作时加正向电压。由于它的磁灵敏很高，特别适用于测量弱磁场。 二、选择题（每小题2分，共16分，7、8两题答案不止一个） 1．电阻应变片的初始电阻数值有多种,其中用的最多的是（B）。A 60ΩB120ΩC 200ΩD 350Ω2．电涡流式传感器激磁线圈的电源是（ C ）。A 直流 B 工频交流 C高频交流 D低频交流3．变间隙式电容传感器的非线性误差与极板间初始距离d0之间是（B）。 A 正比关系 B 反比关系 C 无关系 4．单色光的波长越短，它的（A）。 A 频率越高，其光子能量越大 B 频率越低，其光子能量越大 C 频率越高，其光子能量越小 D 频率越低，其光子能量越小 5．热电偶可以测量（ C ）。 A 压力 B 电压 C 温度 D 热电势 6．光敏电阻适于作为（B）。 A 光的测量元件 B 光电导开关元件 C 加热元件 D 发光元件 7．目前我国使用的铂热电阻的测量范围是（ AD ）。
传感器及应用教学大纲 一、课程说明 课程性质：专业核心课 课程描述： “传感器技术”是电子、机电与自动控制类专业的专业核心课，是必修课。通过本课程的学习，学生能了解传感器的基本概念、传感器的构成、传感器工作的有关定律、传感器的作用、传感器和现代检测技术发展的趋势。其作用是通过本课程的学习，培养学生利用现代电子技术、传感器技术和计算机技术解决生产实际中信息采集与处理问题的能力，为工业测控系统的设计与开发奠定基础。知识目标：掌握主要传感器的原理、特性，各种应用条件下传感器的选用原则和应用电路设计。 技能目标：独立分析、解决传感器方面问题的能力；利用网络、数据手册、厂商名录等获取和查阅传感器技术资料的能力。 素质目标：具有较强的专业素质，不断进行创新。 教学重点与难点： 课程重点：电阻式、电感式传感器的原理与应用，霍尔式传感器，电流、电压传感器。 课程难点：各种传感器的温度误差与补偿，电容式传感器的屏蔽技术，光纤传感器的原理。 适用专业：机电一体化、电气自动化专业 学时数：80学时 二、教学目的与内容 1 传感器技术基础（2学时） 教学目的与要求： 明确“传感器技术”在专业培养计划中的地位，课程的性质、任务和大体内容，传感器在现代生产、生活中的作用。了解检测技术与传感器的定义、组成、作用和分类，了解传感器的静、动态特性，掌握传感器常用的技术指标。 教学重点与难点： 教学重点：传感器的定义、组成和作用 教学难点：传感器的技术指标 教学内容： 1）传感器简介 （1）传感器的定义
（2）传感器的组成与作用 2）传感器的分类 （1）按工作原理分 （2）按被测量分 （3）按输出信号性质分 3）传感器的特性及主要技术指标 （1）静态特性和动态特性 （2）主要技术指标 2 电阻式传感器（6学时） 教学目的与要求： 理解电阻式传感器的组成和基本原理，了解电阻式传感器的常用类型。掌握应变片式传感器的形式、特点、应用方法和转换电路。 教学重点与难点： 教学重点：电阻式传感器的组成和基本原理 教学难点：电阻应变片的工作原理 教学内容： 1）电位器式传感器（2学时） （1）电位器式传感器的基本工作原理 （2）电位器式传感器的输出特性 （3）电位器式传感器的特性 （4）电位器式位移传感器 2）应变式传感器（2学时） （1）电阻应变片的结构和工作原理 （2）电阻应变片的特性 （3）测量电路 （4）温度误差与补偿 3）压阻式传感器（2学时） （1）压阻效应 （2）结构与特性 （3）固态压阻传感器测量电路 （4）温度补偿 3 变磁阻式传感器（4学时） 教学目的与要求： 掌握三种变磁阻式传感器（电感式传感器、差分变压器式传感器、电涡流式传感器）的基本结构和工作原理，了解上述传感器将非电量信号转换成电信号的过程，了解三种变磁阻式传感器的特点、
工作原理 摘要： 光电传感器是利用光电子应用技术，将光信号转换成电信号从而检测被测目标的一种装置。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高，反应快，非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，体积小。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温和气体成分等；也可用来检测能转换成光量的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度和加速度，以及物体形状、工作状态等。光电式传感器具有非接触，响应快，性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。近年来，新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。 关键字：光电元件、检测技术、传感器、应用 一、光电传感器工作原理 光电式传感器的物理基础是光电效应,即半导体材料的许多电学特性都因受到光的照射而发生变化。光电效应通常分为两大类,即外光电效应和内光电效应。外光电效应是指物质吸收光子并激发出自由电子的行为。当金属表面在特定的光辐照作用下,金属会吸收光子并发射电子,发射出来的电子叫做光电子。光的波长需小于某一临界值(相等于光的频率高于某一临界值)时方能发射电子,其临界值即极限频率和极限波长。由E =hn-W如果入射光子的能量hn大于逸出功W,那么有些光电子在脱离金属表面后还有剩余的能量,也就是说有些光电子具有一定的动能。因为不同的电子脱离某种金属所需的功不一样,所以它们就吸收了光子的能量并从这种金属逸出之后剩余的动能也不一样。由于逸出功W是使电子脱离金属所要做功的最小值,所以如果用 E 表示动能最大的光电子所具有的动能,那么就有下面的关系式E =hn-W (其中,h表示普兰克常量,n表示入射光的频率),这个关系式通常叫做爱因斯坦光电效应方程。 如
一、填空题（每空1分，共30分） 1、声波是一定频率范围内可以在弹性介质中传播的波，低于16 Hz的声波称为次声波，高于20k Hz的声波称为超声波。 2、超声波可分为纵波、横波、表面波。 3、超声波中的纵波能在固体、液体、气体中传播；横波只能在固体中传播。 4、在空气中传播的超声波，其频率应选得较低；在固体、液体中传播的超声波，其频率应选得较高。 5、光电元件的工作原理是基于不同形式的光电效应。 6、光敏电阻的相对光敏灵敏度与入射光波长的关系称为光谱特性，亦称为光谱响应。 7、光敏电阻的阻值与入射光量有关，而与电压、电流无关。 8、光敏晶体管的光电特性是指外加偏置电压一定时，光敏晶体管的输出电流与光照度之间的关系。 9、光电检测必须具备光源、被测物、和光敏元件。 10、光电开关可分为直射（透射）型和反射型两种。 11、光纤传感器主要由光导纤维、光源和光探测器组成。 12、光纤是利用光的完全内反射原理传输光波的一种媒质。 13、接触式码盘的码道数n越大，所能分辨的角度α越小，测量精度越高。
14、感应同步器利用定尺和滑尺的两个平面印刷电路绕组的互感随其相对位置变化的原理，将位移转换为电信号。 二、选择题（每小题2分，共30分） 1、直探头可发射和接收 A 波，斜探头可发射和接收 B 波。 A 纵B横C表面 2、超声波测厚常用C 法。 A穿透B反射C脉冲回波 3、光敏二极管在测光电路中应处于 B 偏置状态；而光电池通常处于 A 偏置状态。 A 正向B反向C零 4、温度上升，光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管的暗电流 A 。 A上升B下降C不变 5、普通型硅光电池的峰值波长为 B 。 A 0.8mm B 0.8μm C 0.8nm 6、下列传感器中，不能直接用于直线位移测量的传感器是 C 。 A 长光栅 B 感应同步器 C 角编码器 7、增量式位置传感器输出的信号是 C 。 A 电压信号 B 电流信号 C 脉冲信号 8、某直线光栅每毫米刻线数为50线，采用四细分技术，则该光栅的分辨力为 A μm。 A 5 B 20 C 50 9、光栅中采用sin和cos两套光电元件是为了 B 。 A 抗干扰 B 辨向 C 进行三角函数运算 10、增量式编码器通常为 B 码盘。 A 接触式 B 光电式 C 电磁式 11、有一只1024位增量式角编码器，光敏元件在30秒内连续输出了102400个脉冲，则该编码器测得的转速为 A r/min。 A 200 B 1024 C 3000 12、感应同步器的输出电压 C 励磁电压。
《传感器技术与应用第3版》习题参考答案 习题1 1.什么叫传感器它由哪几部分 组成 答：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或装置。传感器通常由敏感元件和转换元件组成。其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件是指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。 2. 传感器在自动测控系统中起什么作用 答：自动检测和自动控制技术是人们对事物的规律定性了解、定量分析预期效果所从事的一系列技术措施。自动测控系统是完成这一系列技术措施之一的装置。一个完整的自动测控系统，一般由传感器、测量电路、显示记录装置或调节执行装置、电源四部分组成。传感器的作用是对通常是非电量的原始信息进行精确可靠的捕获和转换为电量，提供给测量电路处理。 3. 传感器分类有哪几种各有什么优、缺点 答：传感器有许多分类方法，但常用的分类方法有两种，一种是按被测输入量来分，如温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等；另一种是按传感器的工作原理来分，如电学式传感器、磁学式传感器、光电式传感器、电势型传感器、电荷传感器、半导体传感器、谐振式传感器、电化学式传感器等。还有按能量的关系分类，即将传感器分为有源传感器和无源传感器；按输出信号的性质分类，即将传感器分为模拟式传感器和数字式传感器。 按被测输入量分类的优点是比较明确地表达了传感器的用途，便于使用者根据其用途选用；缺点是没有区分每种传感器在转换机理上有何共性和差异，不便使用者掌握其基本原理及分析方法。 按工作原理分类的优点是对传感器的工作原理比较清楚，有利于专业人员对传感器的深入研究分析；缺点是不便于使用者根据用途选用。 4. 什么是传感器的静态特性它由哪些技术指标描述 答：传感器测量静态量时表现的输入、输出量的对应关系为静态特性。它有线性度、灵敏度、重复性、迟滞现象、分辨力、稳定性、漂移等技术指标。 5. 为什么传感器要有良好的动态特性什么是阶跃响应法和频率响应法 答：在动态（快速变化）的输入信号情况下，要求传感器能迅速准确地响应和再现被测信号的变化。因此，需要传感器具有良好的动态特性。 测试和检验传感器的动态特性有瞬态响应法和频率响应法。阶跃响应法即瞬态响应法，是给传感器输入一个单位阶跃函数的被测量，测量其输出特性。动态特性优良的传感器的输出特性应该上升沿陡，顶部平直。 频率响应法是给传感器输入各种频率不同而幅值相同，初相位为零的正弦函数的被测量，测量其输出的正弦函数输出量的幅值和相位与频率的关系。动态特性优良的传感器，输出的正弦函数输出量的幅值对于各频率是相同的，相位与各频率成线性关系。
光电传感器工作原理 电子电路 2008-05-31 22:27 阅读6004 评论3 字号：大中小 本文来源网络 光电传感器工作原理 光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光电传感器在一般情况下，有三部分构成 它们分为：发送器、接收器和检测电路。发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。三角反射板是结构牢固的发射装
置。它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反射板中返回，具有实用意义。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是从这根反射线返回。分类和工作方式⑴槽型光电传感器把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧的是槽形光电。发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作。输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。⑵对射型光电传感器若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大。由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为对射分离式光电开关，简称对射式光电开关。它的检测距离可达几米乃至几十米。使用时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，收光器就动作输出一个开关控制信号。⑶反光板型光电开关把发光器和收光器装入同一个装置内，在它的前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用的称为反光板反射式(或反射镜反射式)光电开关。正常情况下，发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到；一旦光路被检测物挡住，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是找
信息技术包括计算机技术、通信技术和传感器技术，是现代信息产业的三大支柱。 1．什么是传感器？ 广义：传感器是一种能把特定的信息按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。 狭义：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。 国家标准：定义：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。 2．传感器由哪几个部分组成？分别起到什么作用？ 传感器一般由敏感元件、转换原件和基本电路组成。敏感元件感受被测量，转换原件将其响应的被测量转换成电参量，基本电路把电参量接入电路转换成电量。传感器的核心部分是转换原件，转换原件决定传感器的工作原理。 3．传感器的总体发展趋势是什么？传感器的应用情况。 传感器正从传统的分立式朝着集成化、数字化、多功能化，微型化、智能化、网络化和光机电一体化的方向发展，具有高精度、高性能、高灵敏度、高可靠性、高稳定性、长寿命、高信噪比、宽量程和无维护等特点。未来还会有更新的材料，如纳米材料，更有利于传感器的小型化。发展趋势主要体现在这几个方面：发展、利用新效应；开发新材料；提高传感器性能和检测范围；微型化与微功耗；集成化与多功能化；传感器的智能化；传感器的数字化和网络化。 4．了解传感器的分类方法。所学的传感器分别属于哪一类？ 按传感器检测的范畴分类：物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器按传感器的输出信号分类：模拟传感器、数字传感器 按传感器的结构分类：结构型传感器、物性型传感器、复合型传感器 按传感器的功能分类：单功能传感器、多功能传感器、智能传感器 按传感器的转换原理分类：机—电传感器、光—电传感器、热—电电传感器、磁—电传感器 电化学传感器 按传感器的能源分类：有源传感器、无源传感器 国标制定的传感器分类体系表将传感器分为：物理量、化学量、生物类传
中南大学现代远程教育课程考试（专科）复习题及参考答案 传感器原理与应用 一、名词解释 1．传感器 2．传感器的线性度 3．传感器的灵敏度 4．传感器的迟滞 5．绝对误差 6．系统误差 7．弹性滞后 8．弹性后效 9．应变效应 10．压电效应 11．霍尔效应 12．热电效应 13．光电效应 14．莫尔条纹 15．细分 二、填空题 1．传感器通常由、、三部分组成。 2．按工作原理可以分为、、、。 3．按输出量形类可分为、、。 4．误差按出现的规律分、、。 5．对传感器进行动态的主要目的是检测传感器的动态性能指标。 6．传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过的能力。 7．传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向方向发展。 8．已知某传感器的灵敏度为K0，且灵敏度变化量为△K0，则该传感器的灵敏度误差计算公式为rs= 。 9．为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采用技术。 10．在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中，利用孔的透光面积表示扭矩大小，透光面积减小，则表明扭矩。 11．电容式压力传感器是变型的。 12．一个半导体应变片的灵敏系数为180，半导体材料的弹性模量为1.8×105Mpa,其中压阻系数πL 为Pa-1。 13．图像处理过程中直接检测图像灰度变化点的处理方法称为。 14．热敏电阻常数B大于零的是温度系数的热敏电阻。 15．若测量系统无接地点时，屏蔽导体应连接到信号源的。 16．目前应用于压电式传感器中的压电材料通常有、、。 17．根据电容式传感器的工作原理，电容式传感器有、、 三种基本类型 18．热敏电阻按其对温度的不同反应可分为三类、、。 19．光电效应根据产生结果的不同，通常可分为、、三种类型。
《机械工程测试技术基础》课程教学大纲 课程代码：010131029 课程英文名称：Foundation of Mechanical Measure Engineering 课程总学时：40 讲课：32 实验：8 上机：0 适用专业：机械设计制造及其自动化，机械电子工程 大纲编写（修订）时间：2010.7 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 1．《机械工程测试技术基础》课程适用于机械设计制造及自动化专业本科（四年学制），是学生的专业基础必修课。在机械制造领域，无论是在机械系统研究过程分析还是机械自动加工控制系统中，工程测试技术应用及其普遍，所以掌握必要的测试技术基础知识和技术基础，对做好机械制造专业的工作尤为重要。 2．课程教学内容方面侧重于测试技术基本知识、基本理论和基本方法，着重培养学生运用所学知识解决实际测量问题的实践能力。因此，本门课程的教学目标是：掌握非电量电测法的基本原理和测试技术；常用的传感器、中间变换电路及记录仪器的工作原理及其静、动态特性的评价方法；测试信号的分析、处理方法。培养学生能够根据测试目的选用合适的仪器组建测试系统及装置，使学生初步掌握进行动态测试所需的基本知识和技能；掌握位移、振动、温度、力、压力、噪声等常见物理量的测量和应用方法；掌握计算机测量系统、虚拟仪器等方面的基础知识；并能了解掌握新时期测试技术的更新内容及发展动向，为进一步研究和处理机械工程技术问题打好基础。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1．要求掌握物理学上的电磁学理论知识、控制工程基础中的系统分析方法、电工学的电路分析理论。 2．要求掌握电工实验独立动手能力和仪器的操作能力。 3．掌握测试技术基本知识、基本技能，具备检测技术工程师的基本素质与能力，能应对生产和科研中遇到的测试系统设计以及传感器的选型、调试、数据处理等方面的问题，初步形成解决科研、生产实际问题的能力。 （三）实施说明 本课程是一门技术基础课，研究对象为机械工程中常见动态机械参数，主要讲授有关动态测试与信号分析处理的基本理论方法；测试装置的工作原理、选择与使用。为后续专业课、选修课有关动态量的实验研究打基础，并直接应用于生产实践、科学研究与日常生活有关振动噪声、力、温度等参量的测试中。 1．从进行动态测试工作所必备的基本知识出发，学生学完本课程后应具备下列几方面的知识： （1）掌握信号的时域和频域的描述方法，重点阐述建立明确的频谱概念，掌握信号强度的表达式、频谱分析和相关分析的基本原理和方法，了解功率谱密度函数及应用和数字信号分析的一些基本概念。明白波形图、频谱图的含义，具备从示波器、频谱分析仪中读取解读测量信息的能力。 （2）测试装置的基本特性部分:掌握系统传递函数、频响函数以及一、二阶系统的静动态特性的描述及测试方法，掌握测试装置的基本特性评价方法和不失真条件，并能正确运用于测试装置分析和选择。