淮阴师范学院传感器原理及其应用复习提纲

传感器原理及应用复习资料第一章传感器概述1．什么是传感器？传感器由哪几个部分组成？试述它们的作用和相互关系。

（1）传感器定义：广义的定义：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定的规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。

广义传感器一般由信号检出器件和信号处理器件两部分组成；狭义的定义：能把外界非电信号转换成电信号输出的器件。

我国国家标准对传感器的定义是：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。

以上定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按一定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。

（2）组成部分：传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。

（3）他们的作用和相互关系：敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量；转换元件把敏感元件的输出作为它的输入，转换成电路参量；上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。

2．传感器的总体发展趋势是什么？现代传感器有哪些特征，现在的传感器多以什么物理量输出？（1）发展趋势：①发展、利用新效应；②开发新材料；③提高传感器性能和检测范围；④微型化与微功耗；⑤集成化与多功能化；⑥传感器的智能化；⑦传感器的数字化和网络化。

（2）特征：由传统的分立式朝着集成化。

数字化、多动能化、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。

（3）输出：电量输出。

3．压力、加速度、转速等常见物理量可用什么传感器测量？各有什么特点？4（1）按传感器检测的量分类，有物理量、化学量，生物量；（2）按传感器的输出信号性质分裂，有模拟和数字；（3）按传感器的结构分类，有结构性、物性型、复合型；（4）按传感器功能分类，单功能，多功能，智能；（5）按传感器转换原理分类，有机电、光电、热电、磁电、电化学；（6）按传感器能源分类，有有源和无源；根据我国的传感器分类体系表，主要分为物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器三大类。

复习提纲第1章传感器概述1．什么是传感器？（传感器定义）2．传感器的总体发展趋势是什么？现代传感器有哪些特征，现在的传感器多以什么物理量输出？3．传感器由哪几个部分组成？分别起到什么作用？4．了解传感器的分类方法。

有哪三大类？5．了解传感器的图形符号，其中符号代表什么含义。

6．一个自动检测系统的组成包括哪几部分，画出结构框图。

第2章传感器特性1．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？2．静态特性：特性参数有哪些？（线性度、迟滞、重复性、灵敏度、分辨率、稳定性），各种参数代表什么意义，描述了传感器的哪些特征？3．传递函数的定义是什么？4．动态特性：特性参数有那些（时间常数τ、阻尼比ξ、传感器固有频率ωn）？这些参数反映了传感器的哪些特征，应如何选择？分别讨论一阶系统、二阶系统——阶跃响应、频率响应。

5．某传感器精度为2%FS ，满度值50mV ，求出现的最大误差。

当传感器使用在满刻度值1/2和1/8 时计算可能产生的百分误差，并说出结论。

第3章应变式传感器1．什么是应变效应？什么是压阻效应？什么是横向效应？试说明金属应变片与半导体应变片的相同和不同之处，半导体应变片比金属应变片在性能上有哪些优缺点。

2．比较电阻应变片组成的单桥、半桥、全桥电路（电压灵敏度、温度补偿）。

写出各电路输出电压灵敏度。

3．有一吊车的拉力传感器如图所示，电阻应变片R1、R2、R3、R4粘贴在等截面轴上，已知R1～R4标称阻值为120Ω，桥路电压2V，物重M引起R1、R2变化增量为 1.2Ω。

请连接出应变片电桥电路，计算出测得的输出电压和电桥的输出灵敏度，说明R3、R4可以起到什么作用？4. 在传感器测量电路中，直流电桥与交流电桥有什么不同，如何考虑应用场合？5.相敏检波电路与普通检波电路有什么不同？叙述相敏检波电路工作原理。

（参考实验讲义电路原理图）第4章电容式传感器1．电容传感器有哪些类型？叙述变极距型电容传感器的工作原理、输出特性。

传感器原理与应用复习要点传感器是一种将非电学量转换为电学信号的装置，广泛应用于各个领域。

其原理可以分为物理效应、化学效应和生物效应三类。

下面是传感器原理与应用的复习要点：1.物理效应传感器：-热敏电阻：利用物质的电阻随温度变化的特性，常用于温度测量。

-压电传感器：利用压电材料电荷随机梯度变化的特性，可用于压力、力和加速度的测量。

-光电传感器：利用光的吸收、散射或发射等特性，常用于光强度、颜色和距离的测量。

-磁敏电阻：利用材料的磁阻随磁场变化的特性，可用于磁场的测量。

2.化学效应传感器：-pH传感器：利用溶液中氢离子浓度对电位的影响，用于测量酸碱度。

-气体传感器：利用气体与特定材料发生化学反应，测量气体浓度或类型。

-电化学传感器：利用电化学反应产生的电位差，测量氧气、氢气等的浓度。

3.生物效应传感器：-生物传感器：利用生物体与特定物质相互作用的特性，测量生物学参数，如酶、抗原和抗体等。

-DNA传感器：利用DNA序列的特定识别反应，用于检测和识别DNA的序列。

传感器的应用：1.工业自动化：传感器可用于测量温度、压力、流量、液位等工业参数，实现工业自动化控制。

2.环境监测：用于监测大气污染物质、水质、土壤质量等环境参数。

3.医疗保健：用于测量心率、体温、血压等生物参数，实现远程医疗监护。

4.智能家居：用于检测温度、湿度、光线等，实现智能调控家居环境。

5.汽车工业：应用于测量车速、转向角度、发动机参数，提升安全性和性能。

6.农业领域：用于监测土壤水分、光照强度、气温等农作物生长参数，实现精确农业。

总结起来，传感器的原理涉及物理、化学和生物效应，应用广泛，包括工业自动化、环境监测、医疗保健、智能家居、汽车工业和农业等领域。

对传感器的深入理解和应用有助于提升各个领域的技术水平和生活质量。

传感器原理与应用期末复习指导本课程每节介绍一种类型传感器的结构、工作原理、特性和应用。

由于各种传感器的结构、工作原理差别较大, 所以每节的内容基本上形成—个独立的体系。

内容安排上对非重点传感器仅仅是简单地介绍一下,复习时也就不作为重点。

第—章传感器和测量的基本知识§1— 1 测量的基本概念1.了解测量的定义、标准量及其单位的意义,标准量的大小对测量结果的影响。

2.一般了解零位法、偏差法和微差法等测量方法。

3.了解精密度、准确度、精确度的定义及其关系。

4.掌握仪表精度等级的概念。

5.掌握分辨率的定义和—般仪表中分辨率的规定。

§1— 2 传感器的一般特性1.掌握传感器的定义、基本组成、基本特性的表示方法。

2.掌握传感器的静态特性和动态特性、线性度及灵敏度的定义。

3.掌握传感器静态特性技术指标的名称。

4.一般了解传感器迟滞、重复性等技术指标。

§1-3 传感器中的弹性敏感元件1.掌握传感器中敏感元件、传感元件、弹性元件、灵敏度的定义。

2.掌握机械弹性敏感元件的输入量和输出量的类型。

3.一般了解弹性元件的形式及应用范围。

第二章电阻式传感器及应用§2— 1 热电阻1.—般了解热电阻效应及其原理。

2.掌握工业和计量部门常用热电阻的类型和测温范围及其初始电阻值、百度电阻比的定义。

3.了解常用热电阻传感器的优缺点。

4.—般了解普通工业用热电阻传感器的结构。

5.掌握热电阻的测温原理、测温线路及其在桥路中的接线方法 (电路图和接法不同的原因。

§2—— 2 电位器1.掌握电位器的定义及其按工作特性的分类。

2.掌握线性和非线性电位器的定义,常用非线性电位器的结构形式。

3.了解电位器的工作原理和用途。

4.一般了解线性电位器的空载和负载特性。

§2— 3 电阻应变片1.掌握应变式传感器的组成及各部分的功能。

2.了解应变片的组成和分类。

掌握金属电阻应变片广泛使用的敏感栅形式和材料。

传感器原理与应用复习资料（推荐五篇）第一篇：传感器原理与应用复习资料光栅传感器中莫尔条纹的一个重要特性是具有位移放大作用。

如果两个光栅距相等，即W=0.02mm，其夹角θ=0.1°，则莫尔条纹的宽度B=11.46㎜莫尔条纹的放大倍数K= 573.2。

光栅传感器结构为：光源→标尺光栅→指示光栅→光电元件在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中，①（①变面积型，②变极距型，③变介电常数型）是线性的关系。

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，传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件以及相应的信号调节转换电路组成。

电阻应变片式传感器按制造材料可分为①金属材料和②半导体体材料。

它们在受到外力作用时电阻发生变化，其中①的电阻变化主要是由电阻应变效应形成的光电传感器的工作原理是基于物质的光电效应，目前所利用的光电效应大致有三大类：第一类是利用在光线作用下材料中电子溢出表面的现象，即外光电效应，光电管以及光电倍增管传感器属于这一类；第二类是利用在光线作用下材料电阻率发生改变的现象，即内光电效应。

光敏电阻传感器属于这一类。

第三类是利用在光线作用下光势垒现象，即光生伏特效应，光敏二极管及光敏三极管_ 传感器属于这一类。

传感器由敏感元件、传感元件、测量转换电路三部分组成。

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。

光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，其中内光电效应可以分为光电导效应、光生伏特效应光电倍增管是利用二次电子释放效应，将光电流在管内部进行放大。

它由光电阴极、若干倍增极和阳极三部分组成。

编码器用来测量角位移。

在数控机床直线进给运动控制中，通过测量角位移间接测量出直线位移，表达式为 x＝t/360︒× θ。

绝对式编码器输出二进制编码，增量式编码器输出脉冲。

增量式编码器输出信号要进行辨向、零标志和倍频等处理。

淮阴师范学院传感器原理及其应用复习提纲传感器原理及其应用复习提纲第1章传感器的一般特性1、什么是传感器？传感器由哪几个部分组成？2、传感器的静态特性与动态特性指标有哪些？试解释各性能指标的含义。

3、传感器的标定是通过实验建立传感器起输入量与输出量之间的关系，并确定不同使用条件下的误差关系。

传感器的标定有哪几种？对传感器进行标定有何重要意义？4、一阶传感器的时间常数τ与响应速度关系;二阶传感器的固有频率ω0与工作频带关系。

5、什么是传感器？由几部分组成？试画出传感器组成方块图。

作业第1、3、4、8第2章电阻应变式传感器1、电阻应变效应及压阻效应含义：金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称应变效应；半导体或固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称压阻效应。

直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同，圆弧部分使灵敏度下降了，这种现象称为横向效应。

2、产生应变片温度误差的主要因素有电阻温度系数的影响、试验材料和电阻丝材料的线性膨胀系数的影响。

应变片温度补偿的措施有电桥补偿法、应变片的自补偿法、、等。

3、在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，全桥接法可以得到最大灵敏度输出。

4. 应变片温度误差及补偿。

电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除线性误差同时还能起到温度补偿的作用。

6．应变片动态特性有哪些？若应变计基长L=20mm,应变波速v=4800m/s,则上升时间t k= ,可测频率f= 。

7、应变式传感器应用：等强度梁的电子秤、薄壁圆筒型电子秤、压力测量等习题：P34：1、3、5、6第3章电感式传感器1.各类电感式传感器结构、原理和灵敏度，如变磁阻式自感传感器、差动变压器式传感器、电涡流式传感器等。

2.电感式传感器是利用被测量改变磁路的磁阻，导致线圈电感量变化的。

磁电式传感器是利用电磁感应现象产生感应电势的。

而霍尔式传感器是利用半导体在磁场中的霍尔效应而输出电势的。

传感器原理复习提纲及详细知识点( 2016)第一章 绪论1.检测系统的组成。

传感器测量电路输出单元把被测非电量转换成为与之有 确定对应关系，且便于应用的 某些物理量（通常为电量）的 测量装置。

把传感器输出的变量变换成电压或电流 信号，使之能在输出单元的指示仪上指 示或记录仪上记录；或者能够作为控制 系统的检测或反馈信号。

指示仪、记录仪、累加 器、报警器、数据处理 电路等。

2.传感器的定义及组成定义 能感受被测量并按一定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。

组成敏感元件转换元件转换电路直接感受被测量，并输出与 被测量成确定关系的物理 量。

敏感元件的输出就是它的输 入，抟换成电路参量。

上述电路参数接入基本转换 电路，便可转换成电量输 出。

3.传感器的分类工作机理 物理型、化学型、生物型构成原理 结构型（物理学中场的定律）、物性型：物质定律能量转换 能量控制型、能量转换型物理原理 电参量式传感器、磁电传感器、压电式传感器 用途 位移、压力、振动、温度4.什么是传感器的静态特性和动态特性。

静特, 生 输入量为常量，或变化极慢 动特, 生 输入量随时间较快地变化时5. 列出传感器的静态特性指标，并明确各指标的含义。

y a 。

qx a 2x 2 a s X 3a n X nx 输入量，y 输出量，a o 零点输出，a 1理论灵敏度，a 2非线性项系数传感器原理复习提纲I______ I■ X---- X线性传感器非线性传感器传感器在稳态下，输出的变化量与引起该变化量的输入变化量之比。

y x表征传感器对输入量变化的反应能力灵敏度迟滞 正（输入量增大）反（输入量减小）行程中输出输入曲线不重合称为迟滞。

卄----------- ----------- H --------------- 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除100% 22YFS6. 一阶特性的指标及相关计算线性度重复性零点漂 移 温度漂 移 产生迟滞的原因：由于传感器敏感元件材料的物理性质和机械另部件的缺陷 所造成的，如弹性敏感元件弹性滞后、 运动部件摩擦、传动机构的间隙、紧固件松动等。

传感器原理及应用复习提纲绪论一. 传感器及其作用二. 传感器的组成及其各部分的功能（什么是敏感元件，什么是转换元件，什么是测量电路，作用是什么？）三. 传感器的分类方法1．解释按输入量分类。

2．解释按测量原理分类。

四. 传感器技术的三要素是什么？第一章传感器的一般特性一. 传感器的静态特性1．牢固掌握传感器的主要静态特性指标及其定义：线性度、灵敏度、精确度、最小检测量和分辨率、迟滞、重复性、零点漂移、温漂。

2．牢固掌握精度等级的意义和应用。

二. 传感器的动态特性1．数学模型（0、1、2阶微分方程描述方法）2．传递函数（零阶特性，一阶特性，二阶特性。

）3．工程实际传感器动态指标的表示方法第二章应变式传感器1．金属应变片式传感器的特点（6点）。

精度高，测量范围广；频率响应特性较好；结构简单，尺寸小，重量轻；可在恶劣条件下正常使用；价格低廉，品种多样，便于选择。

金属应变片式传感器的原理（应变效应）2．金属应变片的主要特性：灵敏度系数的定义及物理意义。

什么是金属应变片的横向效应。

解释什么是机械滞后。

解释什么是应变极限。

研究金属应变片的动态特性的目的是什么。

3．温度误差及补偿温度怎样造成金属应变片式传感器的测量误差。

了解怎样用单丝自补偿应变片了解怎样用双丝组合自补偿应变片掌握用电桥补偿应变片的温度误差的原理4．测量电路固掌握分析、计算应变片式传感器组成的电桥电路。

了解等臂电桥，单臂电桥，输入和输出的关系（应变ε与电桥输出电压）。

了解什么是第一对称电桥，什么是第二对称电桥，输入和输出的关系。

5．什么是应变效应。

6. 什么是压阻效应。

半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的亚阻效应。

7．什么是固态压阻器件。

8．应变片式传感器可以检测哪些物理量，可以应用在哪些领域。

怎样构成加速度传感器？9. 半导体应变片的特点10. 金属应变片式传感器和固态压阻器件都是应变片式传感器，区别是什么。

11．半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的亚阻效应。