傳感器期末復習

1、傳感器傳感器定義：傳感器是將感受到的外界信息，按照一定的規(guī)律轉換成所需要的有用信息的裝置。組成：敏感元件：傳感器的核心部件，是用來感知外界信息和轉換成有用信息的元件轉換元件：它把敏感元件的輸出轉換成電路參數(shù)量轉換電路：上述電路參數(shù)接入轉換電路，便可轉換成電量輸出輸入量：靜態(tài)輸出量：不隨時間的變化或變化很慢的輸入信號動態(tài)輸入量：是指隨時間變化的輸入信號傳感器的一般特性傳感器的一般特性傳感器的靜態(tài)特性（時域條件）：在被測量的各個值處于穩(wěn)定狀

2、態(tài)時，輸入量與輸出量之間的關系通常要求傳感器在靜態(tài)狀況下的輸出輸入關系保持線性靈敏度：到達穩(wěn)定工作狀態(tài)時輸出變化量與引起該變化的輸入變化量之比線性度（非線性誤差）：是指傳感器的輸入和輸出成線性關系的程度分辨率：是指傳感器可感受到的被測量的最小變化的能力或定義為區(qū)分兩個相鄰量的能力最小檢測量：是指傳感器能確切反映被測量的最低極限量。最小檢測量愈小，表示傳感器檢測微量的能力愈高。精度：表示傳感器在規(guī)定條件下允許的最大絕對誤差相對于傳感器滿量

3、程輸出的百分比。測量誤差包括系統(tǒng)誤差和隨機誤差遲滯：反映了傳感器正、反行程期間輸入輸出特性曲線不重合的程度。重復性：是指在同一工作條件下，輸入量按同一方向在全測量范圍內連續(xù)變動多次所得特性曲線的不一致性。漂移：是傳感器在輸入量不變的情況下，由于外界的干擾（例如溫度、噪聲等），傳感器的輸出量發(fā)生了變化。傳感器的動態(tài)特性（頻域條件）：指傳感器對于隨時間變化的輸入量的響應特性傳感器的動態(tài)特性可以用基于時域的瞬態(tài)響應法和基于頻域的頻率響應法來分

4、析一階傳感器的瞬態(tài)響應按指數(shù)規(guī)律上升，最終達到穩(wěn)態(tài)值；二階傳感器的瞬態(tài)響應分為欠阻尼、過阻尼和臨界阻尼幾種情況。動態(tài)特性的主要指標有：時間常數(shù)、過沖、阻尼系數(shù)、振蕩頻率、上升時間。電橋電橋直流電橋：采用直流電源的電橋交流電橋：采用交流電源的電橋直流電橋的四個橋臂一般為純電阻交流電橋一般四個橋臂中含有儲能元件電橋的平衡條件什么是電渦流效應？什么是電渦流效應？電渦流傳感器是利用金屬導體中的渦流與激勵磁場之間進行電磁能量傳遞的，電渦流傳感器是

5、利用金屬導體中的渦流與激勵磁場之間進行電磁能量傳遞的，因此必須有一個交變磁場的激勵源（傳感器線圈）。被測對象則以某種方式調制磁場。電渦流傳感器特點：主動測量技術，非接觸式傳感器電渦流主要有兩個部件：交變磁場的激勵源和金屬導體電渦流傳感器的應用：轉速、計件、測厚、金屬探傷等壓電式傳感器壓電式傳感器壓電式傳感器是一種典型的有源傳感器，它以某些電介質的壓電效應為基礎，其基本工作原理是在外力作用下，電介質的表面上產生電荷，即壓電效應；壓電傳感器

6、的兩表面所形成的極板相當于電容器的兩個極板，輸出量是電荷，從而實現(xiàn)非電量的電測目的，所顯示的電壓取決于壓電傳感器的電容。什么是壓電效應？什么是逆壓電效應？什么是壓電效應？什么是逆壓電效應？自然界有許多晶體，它們是由極性分子構成的，當沿著一定方向對其施力而使它變形時，自然界有許多晶體，它們是由極性分子構成的，當沿著一定方向對其施力而使它變形時，內部就產生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個表面上產生符號相反的電荷；當外力去掉后，又重內部就產生極化現(xiàn)象

7、，同時在它的兩個表面上產生符號相反的電荷；當外力去掉后，又重新恢復不帶電狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱為壓電效應。當作用力方向改變時，電荷極性也隨著改新恢復不帶電狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱為壓電效應。當作用力方向改變時，電荷極性也隨著改變。相反，在電介質的極化方向施加電場，這些電介質也會產生變形，這種現(xiàn)象稱為逆壓變。相反，在電介質的極化方向施加電場，這些電介質也會產生變形，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應（電致伸縮效應）電效應（電致伸縮效應）。（1）無論是正或逆壓電效應

8、，其作用力（或應變）與電荷（或電場強度）之間呈線性關系；（2）晶體在哪個方向上有正壓電效應，則在此方向上一定存在逆壓電效應；（3）石英晶體不是在任何方向都存在壓電效應的。壓電式傳感器的前置放大器的兩個作用：一是將壓電式傳感器的高輸出阻抗變換成低阻抗輸出；二是放大壓電式傳感器輸出的弱信號。根據壓電式傳感器的工作原理及其等效電路，它的輸出可以是電信號也可以是電荷信號。設計前置放大器也有兩種形式：一種是電壓放大器，其輸出電壓和輸入電壓（傳感器

9、的輸出電壓）成正比；另一種是電荷放大器，其輸出電壓與輸入電荷成正比。電荷放大器電荷放大器是壓電式傳感器的另一種專用前置放大器，它能將高內阻的電荷源轉換成低內阻的電壓源，而且輸出電壓正比于輸入電荷，同樣具有阻抗變換作用。電荷放大器最突出的優(yōu)點是：在一定的條件下，傳感器的靈敏度與電纜長度無關。熱電式傳感器熱電式傳感器定義：熱電式傳感器是一種將溫度變化轉換為電量變化的裝置。它利用傳感元件的電磁參數(shù)隨溫度變化的特性來達到測量的目的。將溫度轉換為

10、電勢大小的熱電式傳感器叫做熱電偶，將溫度轉換為電阻值大小的熱電式傳感器叫做熱電阻。當兩種不同材料的金屬導體A和B組成閉合回路，且兩個結點溫度不同時，回路中將產生電動勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應。利用熱電效應制成的將溫度信號轉換為電信號的器件稱為熱電偶。熱電偶的基本定律熱電偶的基本定律1、中間導體定律：在熱電偶回路中接入第三種導體，只要第三種導體的兩接點溫度相同，、中間導體定律：在熱電偶回路中接入第三種導體，只要第三種導體的兩接點溫度相同，則