传感器的基本要求(12复习).

填空：1.传感器是把外界输入的非电信号转换成(电信号)的装置。

2.传感器是能感受规定的(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。

3.传感器一般由(敏感元件)与转换元件组成。

(敏感元件)是指传感器中能直接感受被测量的部分(转换元件)是指传感器中能将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部分。

4.半导体应变片使用半导体材料制成，其工作原理是基于半导体材料的(压阻效应)。

5.半导体应变片与金属丝式应变片相比较优点是(灵敏系数)比金属丝高50~80倍。

6.压阻效应是指半导体材料某一轴向受到外力作用时，其(电阻率ρ)发生变化的现象。

7.电阻应变片的工作原理是基于(应变效应), 即在导体产生机械变形时, 它的电阻值相应发生变化。

8.金属应变片由(敏感栅)、 基片、 覆盖层和引线等部分组成。

9.常用的应变片可分为两类: (金属电阻应变片)和(半导体电阻应变片)。

半导体应变片工作原理是基于半导体材料的 (压阻效应)。

金属电阻应变片的工作原理基于电阻的(应变效应)。

10.金属应变片有（丝式电阻应变片）、（箔式应变片）和薄膜式应变片三种。

11.弹性敏感元件及其基本特性:物体在外力作用下而改变原来尺寸或形状的现象称为(变形),而当外力去掉后物体又能完全恢复其原来的尺寸和形状，这种变形称为(弹性变形)。

12.直线电阻丝绕成敏感栅后，虽然长度相同，但应变不同，园弧部分使灵敏系数K ↓下降，这种现象称为(横向效应)。

13.为了减小横向效应产生的测量误差, 现在一般多采用(箔式应变片)。

14.电阻应变片的温度补偿方法 1) 应变片的自补偿法这种温度补偿法是利用自身具有温度补偿作用的应变片(称之为温度自补偿应变片)来补偿的，应变片的自补偿法有（单丝自补偿）和（双丝组合式自补偿）。

15.产生应变片温度误差的主要因素有下述两个方面。

1) (电阻温度系数)的影响2) 试件材料和电阻丝材料的(线膨胀系数不同)的影响16.写出三种能够测量加速度的传感器（ 电阻应变片式传感器 ）（电容传感器）（压电传感器）17.根据电容式传感器工作原理可以将电容传感器分成三类(变介电常数型)、变面积型和(变极距型)。

传感器复习资料1、应变计的⾮线性度⼀般要求在0.05％或1％以内。

（对）2、电阻丝式应变传感计的横向效应可以⽤H=ky/kx=(n-1)ls/[2nl1+(n-1)ls]表⽰，可见ls（r）愈⼩，l1愈⼤，H愈⼩。

即敏感栅愈窄，基长愈长的应变计，其横向效应引起的误差越⼩。

（对）3、半导体⾊敏传感器可以⽤来直接测量从可见光到红外波段内单⾊的波长，它有两个深度相同的PN结构成。

（错）4、光电⼆极管的光谱特性与PN结的结深有关。

（对）5、光纤纤芯折射率低于包层的折射率。

（错）6、感湿特征量随环境温度的变化越⼤,环境温度变化所引起的相对湿度的误差就越⼩（错）7、暗市场传感器与亮市场传感器的不同之处在于:它使⽤从包层进⼊纤芯的光产⽣输出信号。

（错）8、压缩式压电加速度传感器中为便于装配和增⼤电容量常⽤两⽚极化⽅向相同的晶⽚，电学上串联输出。

（错）9、SAW⽓敏传感器中，吸附膜吸收了环境中的某种特定⽓体，使基⽚表⾯性质发⽣变化，导致SAW 振荡器振荡频率发⽣变化，通过测量频率的变化就可检测特定⽓体成分的含量。

（对）10、光敏电阻的⼯作原理是基于光电导效应。

（对）11、电阻应变计的第⼀对称形式的直流电桥的电压灵敏度不但与供电电压U有关⽽且与电桥电阻有关。

（错）12、应变计的测量范围很⼩（错）13、内光电效应分为两类，光电导效应和光⽣伏特效应。

（对）14、光在半导体材料传播是不会产⽣衰减。

（错）15、⽆论何种传感器，若要提⾼灵敏度，必然会增加⾮线性误差。

（错）16、在光照射下，电⼦逸出物体表⾯向外发射的现象称为外光电效应，⼊射光强改变物质导电率的物理现象称为内光电效应。

（对）17、基于光⽣伏特效应的光电器件有光电⼆极管、光电三极管和光电池。

（对）18、本征半导体（纯半导体）的Eg⼩于掺杂质半导体（错）19、传感器的阈值，实际上就是传感器在零点附近的分辨⼒（错）20、⾮线性误差的⼤⼩是以⼀拟合直线作为基准直线计算出来的，基准直线不同，所得出的线性度就不⼀样。

1—1 综合传感器的概念。

答：从广义角度定义：凡是利用一定的物质（物理、化学、生物）法则、定理、定律、效应等进行能量转换与信息转换,并且输出与输入严格一一对应的器件或装置;从狭义角度定义：能把外界非电信号转换成电信号输出的器件或装置；国家标准定义是：“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和装置"。

通常有敏感元件和转换元件组成;1—2 一个可供实用的传感器有那几部分构成？各部分的功能是什么？用框图显示传感器系统。

答：组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成。

1。

敏感元件:是直接受被测物理量；以确定关系输出另一物理量的元2.转换元件；是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数及电流或电压等电信号。

3。

基本转换电路则将该电路转换成便于传输处理电量。

1—3 如果家用小车采用超声波雷达,需要那几部分组成？请画出图.第2章2-1 衡量传感器静态特性的主要指标有哪些?说说它们的含义。

答：1、线性度: 表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合(或偏离）程度的指标。

2、灵敏度：传感器输出量增量与被测输入量增量之比。

3、分辨力：传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量。

4、回差：反映传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程过程中，输出-输入曲线的不重合程度指标。

5、重复性:衡量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全程连续多次变动时，所得特性曲线间一致程度的指标。

6、阈值：是能使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值,即零位附近的分辨力。

7、稳定性：传感器在相当长时间内仍保持其性能的能力。

8、漂移：指在一定时间间隔内,传感器输出量存在着与被测输人量无关的、不需要的变化.9、静态误差（精度）:指传感器在满量程内任一点输出值相对其理论值的可能偏离(逼近）程度.它表示采用该传感器进行静态测量时所得数值的不确定度。

2-2 计算传感器线性度的方法有哪几种？有什么差别？1、理论直线法:以传感器的理论特性线作为拟合直线,与实际测试值无关.优点是简单、方便，但输出平均值与拟合直线间的最大偏差很大。

传感器复习资料名词解释名词解释：1.应变效应一根金属导线在其拉长时电阻增大，在受压缩短时电阻减小。

这个规律被称为金属材料的电阻应变效应。

2.边缘效应对于电容式传感器，当极板厚度与极板距离可比时，两极板边缘处电力线出现分布不均匀的现象，即边缘效应。

3.霍尔效应金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。

4.直流电桥由联接成环形的四个电阻所组成，供桥电压为恒压源，这种线路称直流电桥。

5.传感器能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用信号输出的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。

6.动态模型在准动态信号或动态信号(输入信号随时间而变化)作用下，描述传感器输出量和输入量间关系的一种函数，通常称为晌应特性。

7.灵敏系数在稳态下传感器输出的变化量Δy与引起此变化量的输入变化量Δx的比值。

8.横向效应应变片既受轴向应变影响又受横向应变影响而引起电阻变化的现象称为横向效应。

9.电涡流金属导体放置在磁场中，当通过金属导体的磁通发生变化时，导体内就会产生感应电流，这种电流在导体中是自行闭合的，就像水中旋涡那样在导体内转圈，故称之为电涡流。

10.不等位电势在额定控制电流I 下，不加磁场时霍尔输出电极间的空载霍尔电势称为不等位电势，用Uo 表示。

11.光电流连接于电路中的光敏元件，其电子由于受光照射而使电路中增加的电流。

12.光电导效应在光线作用下，电子吸收光子的能量从键合状态过渡到自由状态，从而引起材料电导率的变化，这种现象被称为光电导效应。

13.静态灵敏度在稳态下传感器输出的变化量Δy与引起此变化量的输入变化量Δx的比值即为其静态灵敏度。

14.静态模型静态模型是指在输入静态信号（输入信号不随时间变化）的情况下，描述传感器输出与输入量间关系的一种函数。

15.霍尔效应金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。

高二传感器知识点总结一、传感器的基本概念传感器是一种能够感知周围环境并将感知到的信息转化为电信号或其他形式信号的器件。

传感器在工业自动化、智能家居、医疗设备、汽车工业等领域都有广泛的应用，对于提高生产效率、改善生活质量有着重要的作用。

二、传感器的分类1. 按照测量物理量分类传感器根据其测量的物理量不同可以分为温度传感器、压力传感器、光敏传感器、湿度传感器、力传感器、位移传感器等多种类型。

2. 按照传感原理分类传感器还可以按照其传感原理不同进行分类，常见的传感原理包括电阻传感器、电容传感器、电感传感器、霍尔传感器、红外线传感器、激光传感器等。

3. 按照传感器的工作原理分类按照传感器的工作原理可以分为接触式传感器和非接触式传感器两种。

接触式传感器需要直接接触被测物体，而非接触式传感器可以通过无线、光学或者声波等方式进行测量。

三、传感器的特点1. 灵敏度高传感器能够感知到微小的变化，具有高的灵敏度。

2. 可靠性高传感器具有良好的稳定性和可靠性，能够长时间稳定工作。

3. 多功能性强传感器可以感知多种物理量，具有多功能性。

4. 体积小、重量轻传感器通常体积小、重量轻，便于安装和携带。

5. 自动化程度高传感器可以实现自动检测和自动控制，有助于提高生产效率。

四、传感器的应用1. 工业自动化传感器在工业自动化领域有着广泛的应用，可以用于测量温度、压力、液位、流量等参数，实现设备的自动化控制。

2. 智能家居在智能家居领域，传感器可以应用于智能灯光控制、温湿度监测、门窗开关检测等方面，提高生活的便利性和舒适性。

3. 医疗设备在医疗设备领域，传感器可以用于心率监测、血压监测、血糖监测等，为医疗人员提供重要的生理参数。

4. 汽车工业在汽车工业中，传感器可以用于车速测量、车重检测、发动机温度检测等，提高车辆的性能和安全性。

五、传感器的未来发展趋势1. 多功能集成传感器未来发展趋势是实现多功能集成，将多种传感功能整合在一个器件中，提高传感器的智能化和多功能性。

传感器课程设计及要求一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握传感器的基本原理、类型和应用，培养学生运用传感器解决实际问题的能力。

具体目标如下：1.知识目标：（1）了解传感器的定义、分类和基本原理；（2）掌握各种常见传感器的结构、特点和应用；（3）熟悉传感器与微处理器之间的接口技术和数据处理方法。

2.技能目标：（1）能够分析实际问题，选择合适的传感器进行解决方案设计；（2）能够根据传感器原理图进行电路连接和调试；（3）具备利用传感器采集数据、处理数据和分析结果的能力。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对传感器的兴趣，激发学生探索创新的精神；（2）培养学生团队合作意识，提高学生沟通协作能力；（3）使学生认识到传感器在现代科技发展中的重要性，增强学生对社会、对国家负责的责任感。

二、教学内容根据教学目标，本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.传感器的基本原理：介绍传感器的定义、分类、工作原理和性能指标；2.常见传感器：详细讲解各种温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光传感器等；3.传感器与微处理器的接口技术：讲解传感器与微处理器之间的连接方式、通信协议等；4.传感器应用实例：分析实际工程中传感器的应用，培养学生解决实际问题的能力。

三、教学方法为了达到本课程的教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：系统地讲解传感器的基本原理、类型和应用；2.案例分析法：分析实际工程中的传感器应用案例，培养学生解决实际问题的能力；3.实验法：学生进行传感器实验，让学生亲手操作，加深对传感器原理的理解；4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择适合本课程的教材，为学生提供系统、科学的学习资料；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，提高课堂教学效果；4.实验设备：准备传感器实验所需的设备，为学生提供实践操作的机会。

传感器复习提纲第0章绪论【没有大题】1．什么是传感器？（传感器定义）国家标准定义：能感受规定的被测量（包括物理量,化学量、生物量等）并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。

2．传感器由哪几个部分组成？分别起到什么作用？1.敏感元件：直接感受被测量（一般为非电量）并将其转换为与被测量有确定关系的易变成电量（包括电量）的其他元件。

2.转换元件：它能将物理量直接转换为有确定关系的电量的元件。

3.测量电路：把转换元件输出的电信号变为便于处理显示，记录控制的可用电信号的电路。

4.辅助电源：供给转换能量。

3．了解传感器的分类方法。

1.按基本效应分：物理型、化学型、生物型2.按传感机器分：结构型、物性型3.按能量关系分：能量转换型（自源型）能量控制型（外源型）4.按作用原理分：应变式，电容式，压电式，热电式5.按功能性质分：力敏，热敏，磁敏，气敏6.按功能材料分：固态（半导体，半导瓷，电介质）光纤，膜，超导等7.按输入量：位移，压力、温度、流量、气体8、按输出量：模拟式、数字量4．传感器的基本要求。

1、足够的容量2、灵敏度高、精度适当3、响应速度快，工作稳定、可靠性好4、适用性和适应性强5.使用经济第1章传感器技术基础【没有大题】1 衡量传感器静态特性的主要指标有哪些?说明它们的含义。

1.线性度：表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线（作为工作直线）之间的吻合（或偏离）程度的指标。

2.回差：反映传感器正（输入量增大）反（输入量减小）行程过程中输出-输入曲线的不重合程度的指标。

3.重复性：衡量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全量程连续多次变动时，所得特性曲线一致性程度的指标4.灵敏度：传感器输出量增量与输入量增量之比。

5.分辨力：传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量6.阈值:能使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值。

7.稳定性：传感器在相当长时间内保持其性能的能力8.漂移：在一定时间间隔内，传感器输出量存在着与被测输入量无关的，不需要的变化9.静态误差：指传感器在满量程内任一点输出值相对其理论值的可能偏离（逼近）程度。

传感器复习提纲第一章：1．传感器一般由哪几部分组成？其各部分分别的作用是什么？2．传感器分类有哪几种？它们各适合在什么情况下使用？3．什么是传感器的静态特性？它由哪些主要性能指标来描述？4．什么是传感器的动态特性？常用什么方法来分析？5．传感器的标定有哪两种？标定的目的是什么？6.灵敏度的定义？如何计算灵敏度大小，如：某线性位移测量仪，当被测位移X由3.0mm变到4.0mm时，位移测量仪的输出电压V由3.0V减至2.0V，求该仪器的灵敏度。

•第一章小结：•1．传感器是指能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成电学量输出的测量装置。

一般由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源四部分组成。

•2．传感器的分类方法很多，一般可按被测物理量、工作原理、能量关系和输出信号性质来分类。

•3．传感器的输出—输入关系特性是传感器的基本特性，有静态特性和动态特性之分。

所谓静态特性，是指传感器在稳态信号作用下，输出—输入之间的关系特性；而传感器的动态特性是指传感器在测量动态信号时，对激励（输入）的响应（输出）特性。

衡量传感器静态特性的主要性能指标是线性度、灵敏度、迟滞和重复性。

一个动态特性好的传感器总是希望随时间变化的输出曲线能同时再现随时间变化的输入曲线，常通过阶跃响应来研究传感器的动态特性。

一阶传感器的阶跃响应最重要的动态特性指标是时间常数，一般希望它越小越好；二阶传感器的阶跃响应典型的动态性能指标包括上升时间、峰值时间、响应时间和最大超调量等，一般也希望它们的数值越小越好。

•4．传感器的标定分为静态标定和动态标定两种。

静态标定的目的是确定传感器静态特性指标，如线性度、灵敏度、迟滞和重复性等；动态标定的目的是确定传感器的动态特S 1—线圈 ，2—铁心，3—衔铁 123δδ∆±图4—1变隙式电感传感器结构原理图性参数，如一阶传感器的时间常数，二阶传感器的固有频率和阻尼比等。

第二章：1．说明电阻应变片的组成、规格及分类。

一、填空：1.传感器位于系统之首，其作用相当于人的五官，直接敏感外界信息。

2.非电量一般有两种形式：一种是稳定的，即不随时间变化或变化极其缓慢，称为静态信号；另一种是随时间变化而变化，称为动态信号。

3.传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系称为静态特性。

4.传感器的分辨率是在规定测量范围内所能检测输入量的最小变化量。

5.迟滞特性能表明传感器在正向行程和反向行程期间，辅出-输入特性曲线不重合的程度。

6.重复性表示传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时，所得特性曲线不一致性的程度。

7.传感器的漂移是指在外界的干扰下，输出量发生与输入量无关的、不需要的变化。

8.常用的电阻应变片可分为两类：金属电阻应变片和半导体电阻应变片。

前者主要分为丝式、箔式和膜式等。

9.敏感栅是应变片最重要的组成部分。

10.用应变片构成应变式传感器，如何将应变敏感栅粘贴在基片上是能否应用于测量的关键之一。

11.压阻传感器零点温度漂移是因为扩散电阻的阻值随温度变化引起的，灵敏度温度漂移是因为压阻系数随温度变化引起的。

12.电位计（器）式电阻传感器分为线绕式和非线绕式两种，它们主要用于非电量变化较大的测量场合。

13.光电电位器与其它形式电位器最显著区别是：它是一种非接触式电位器。

14.电感式传感器从磁路上可分为闭磁路和开磁路两种。

螺管式属于开磁路。

15.最基本的闭磁路自感式变磁阻电感传感器，由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。

16.螺管型电感传感器是开磁路自感式变磁阻电感传感器。

17.自感式传感器是基于将电感线圈的自感变化代替被测量的变化，互感式传感器则是把被测量的变化转换为变压器的互感变化。

18.差动变压器在铁芯位于中心位置时，输出电压并不是零电位，而是U x，U x被称为零点残余电压。

19.电涡流传感器可分为高频反射式和低频透射式两类。

20.变极距电容式传感器的最大位移应该小于极板间距的1／10。

21.圆筒形电容器不能用作改变极距的传感器。

传感器复习填空⼀载流导体置于磁场中，除霍尔效应外，电阻阻值也会随磁场变化，这现象成为（磁阻）效应。

2. 利⽤光栅的（莫尔）条纹现象进⾏位移测量的器件叫做光栅传感器。

3. ⾮电阻式半导体⽓敏传感器是利⽤半导体的（功函数）对⽓体进⾏直接或间接检测。

4. 当⽔分⼦在湿敏半导体陶瓷材料表⾯和晶粒界⾯吸附时，会使材料表⾯和晶粒界⾯处电阻率变化，当其变⼩时，相应的电阻也变⼩，湿度越⼤，电阻越⼩，称这种特性为（负感湿）特性。

5. 感应同步器分为直线感应式和圆感应式，前者⽤来测（线位移），后者⽤来测量（⾓位移），它们均利⽤了感应（电动势）原理。

4-1 热电偶回路会产⽣哪些电动势？起主要作⽤的是什么电动势？答：在热电偶回路会产⽣接触电动势和温差电动势，起主要作⽤的是接触电动势。

4-7 集成温度传感器按输出量不同可分为哪⼏种类型？答：集成温度传感器按输出量不同可分为：电压型、电流型和频率型三⼤类。

选择1. 传感器是⼀种B.转换信号的装置，如⾮电物理量到电量2. 光栅传感器的细分技术是为了提⾼测量C.分辨⼒3. 下列哪种传感器不能测量⾓位移？ D.由滑尺和定尺组成的感应同步器(只是直线式)4. 下列哪⼀条不是V/I 变换器所要求的？ D.功率放⼤5. 相对湿度指出了B.⼤⽓潮湿程度6. 光栅传感器的辨向措施是为了解决（A ）的问题。

A.被测物体实际移动⽅向和距离7. ⽓敏传感器可分为很多类型，其中最为常见的是D.半导体型8转⾓编码器码盘码道数为4，分辨最⼩⾓和分辨率分别22.5°0.0625最⼩⾓α＝n 2360? 分辨率n 21= 9. 感应同步器是⼀种利⽤两个平⾯绕组的感应电动势随位置不同⽽变化的原理制成的，是⽤来测量位移的传感器，它有许多显著特点，但下列（D ）不在其范围之内。

测试范围0~20mD.测量范围宽（从⼏分⽶到数⼗⽶）10. 严格地说，下列（D ）不属于检测信号的加⼯调理范围。

信号调理器作⽤A.滤波与放⼤B.⾮线性校正C.信号转换D.信号输出E.f/V1. 传感器的主要功能是（A ）A.检测和转换2. 属于传感器动态指标的是（B ） B.固有频率3. 电阻应变⽚配⽤的测量电路中，为了克服分布电容的影响，多采⽤（C ） C .交流平衡电桥4. 差动螺线管式电感传感器配⽤的测量电路有（C ） C.相敏检波电路5. 实⽤热电偶的热材料中，⽤得较多的是（D ） D .合⾦6. ⼀个六位⼆进制光电编码器，其测量精度约为（A ）A. 5.6°7. ⽤光敏⼆极管或光敏晶体管测量某光源的光通量是根据（D ）特性实现的？ D.光电特性8. 采⽤50线/mm 的计量光栅测量线位移，若指⽰光栅上的莫尔条纹移动了12条，则被测线位移为（C ）mm C. 0.249.当氧化型⽓体吸附到P 型半导体材料时，半导体载流⼦数增加，电阻减⼩反之还原型减增当氧化型⽓体吸附到N 型半导体材料时，半导体载流⼦数减少，电阻增⼤反之10. ⽤N 型材料的S n O 2制成的⽓敏电阻在空⽓中经加热处稳定状态后，与NO 2接触后B.电阻值变⼤1. 电感式传感器的常⽤测量电路不包括（C ）A.交流电桥B.变压器式交流电桥C.脉冲宽度调制电路D.谐振式测量电路2. 下列说法正确的是 B.差动整流电路可以判断衔铁的位置和运动的⽅向。