傳感器復習提綱ppt課件

1、1復習提要復習提要第一章第一章 傳感器技術(shù)基礎(chǔ)傳感器技術(shù)基礎(chǔ)傳感器的定義傳感器的定義傳感器的組成傳感器的組成3、傳感器數(shù)學模型的分類、傳感器數(shù)學模型的分類4、傳感器的靜態(tài)特性指標、傳感器的靜態(tài)特性指標5、結(jié)構(gòu)型傳感器和物性型傳感器的區(qū)別、結(jié)構(gòu)型傳感器和物性型傳感器的區(qū)別21.傳感器的定義傳感器的定義答：從廣義的角度來說，傳感器是一種能把特定的信息（物理、化學、生物）按答：從廣義的角度來說，傳感器是一種能把特定的信息（物理、化學、生物）按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號輸出的器件和裝置。一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號輸出的器件和裝置。狹義：能把外界非電信息轉(zhuǎn)換成電信號輸出的器件。狹義：能把外界非電信息轉(zhuǎn)換

2、成電信號輸出的器件。國家標準（國家標準（GB766587） 能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件和裝置能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件和裝置32.描述傳感器的組成，以及各部分的作用描述傳感器的組成，以及各部分的作用43.何為結(jié)構(gòu)型傳感器？何為物性型傳感器？何為結(jié)構(gòu)型傳感器？何為物性型傳感器？5 4.衡量傳感器靜態(tài)特性的主要指標有哪些？說明它們的含義？衡量傳感器靜態(tài)特性的主要指標有哪些？說明它們的含義？答答：6xyK75.什么是傳感器的靜態(tài)特性？什么是傳感器的動態(tài)特性？什么是傳感器的靜態(tài)特性？什么是傳感器的動態(tài)特性？答：答：818. 02 . 01

3、0002. 045. 0S22.2218. 04t6.6.某測溫系統(tǒng)由以下四個環(huán)節(jié)組成，各自的靈敏度如下：某測溫系統(tǒng)由以下四個環(huán)節(jié)組成，各自的靈敏度如下： 鉑電阻溫度傳感器：鉑電阻溫度傳感器： 0.45/ 電橋：電橋： 0.02V/ 放大器：放大器： 100( (放大倍數(shù)放大倍數(shù)) ) 筆式記錄儀：筆式記錄儀： 0.2cm/V求：求：(1)(1)測溫系統(tǒng)的總靈敏度；測溫系統(tǒng)的總靈敏度； (2)(2)記錄儀筆尖位移記錄儀筆尖位移4 4cm時，所對應(yīng)的溫度變化值。時，所對應(yīng)的溫度變化值。 解：解：（1 1）測溫系統(tǒng)的總靈敏度為）測溫系統(tǒng)的總靈敏度為 cm/（2 2）記錄儀筆尖位移）記錄儀筆尖位移4

4、 4cm時，所對應(yīng)的溫度變化值為時，所對應(yīng)的溫度變化值為9第二章第二章 電阻式傳感器電阻式傳感器1、電阻式傳感器的工作原理、電阻式傳感器的工作原理2、橫向效應(yīng)、橫向效應(yīng)3、溫度效應(yīng)、溫度效應(yīng)4、熱輸出由哪幾個部分組成、熱輸出由哪幾個部分組成5、熱輸出的補償、熱輸出的補償6、應(yīng)變電橋的工作特性、應(yīng)變電橋的工作特性101.電阻式傳感器的基本原理將被測量的變化轉(zhuǎn)換成傳感器元件電阻值的變化，再電阻式傳感器的基本原理將被測量的變化轉(zhuǎn)換成傳感器元件電阻值的變化，再經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路變成電信號輸出。經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路變成電信號輸出。2.應(yīng)變計既敏感縱向應(yīng)變，又同時受橫向應(yīng)變影響而使靈敏系數(shù)及相對電阻比應(yīng)變計既敏感縱向應(yīng)

5、變，又同時受橫向應(yīng)變影響而使靈敏系數(shù)及相對電阻比都減少的現(xiàn)象，稱為橫向效應(yīng)。都減少的現(xiàn)象，稱為橫向效應(yīng)。3.溫度效應(yīng)指單純由溫度變化引起應(yīng)變計電阻變化的現(xiàn)象。溫度效應(yīng)指單純由溫度變化引起應(yīng)變計電阻變化的現(xiàn)象。114、熱輸出分為由幾部分組成？、熱輸出分為由幾部分組成？前部分為熱阻效應(yīng)所造成；前部分為熱阻效應(yīng)所造成；后部分為試件與敏感柵熱膨脹失配所引起。后部分為試件與敏感柵熱膨脹失配所引起。tKtRRtst)(125.熱輸出的補償方法熱輸出的補償方法0t)(sgK即baaatbbtatbtRRRRRRbaRRR1321RR、43RR 、146.金屬電阻應(yīng)變片與半導體材料的電阻應(yīng)變效應(yīng)有什么不同金屬

6、電阻應(yīng)變片與半導體材料的電阻應(yīng)變效應(yīng)有什么不同?答：金屬電阻的應(yīng)變效應(yīng)主要是由于其幾何形狀的變化而產(chǎn)生的，半導體材料的答：金屬電阻的應(yīng)變效應(yīng)主要是由于其幾何形狀的變化而產(chǎn)生的，半導體材料的應(yīng)變效應(yīng)則主要取決于材料的電阻率隨應(yīng)變所引起的變化產(chǎn)生的。應(yīng)變效應(yīng)則主要取決于材料的電阻率隨應(yīng)變所引起的變化產(chǎn)生的。7. 應(yīng)變計的應(yīng)變計的 蠕變（蠕變（）和零漂（）和零漂（P0）158、應(yīng)變電橋的工作特性、應(yīng)變電橋的工作特性16)(2144332211RRRRRRRRe)(24321K)(4443322110RRRRRRRRUU)(44321KU111044KURRUU1112121KRRe4)/(110UR

7、RUSVKUKUU2)(42100)(2121Ke20UKUSV04322143, 017)(4443322110RRRRRRRRUU)(44321KUKUKUU2)(4310KKe)(212120UKUSVUKKUU)(4432100)(214321KeUKUSV03142, 0)(2144332211RRRRRRRRe)(24321K4231,18tRRRRRR)()(111111tRRRR)(1122ttRRRR)()(2211)(4)(41122110RRURRRRUU19)(4310KUU31KUU20KUKUU2)(42102021MiFii)(443210KUU)()()()(4

8、44332211MFMFMFMFuuKU，4321FFFF4321MMMM)1(240FuKUU22第三章第三章 電感式傳感器電感式傳感器1、電感式傳感器的工作原理和分類、電感式傳感器的工作原理和分類2、差動式變氣隙傳感器與單一變氣隙傳感器比較有什么優(yōu)點、差動式變氣隙傳感器與單一變氣隙傳感器比較有什么優(yōu)點3、相敏檢波電路的工作原理、相敏檢波電路的工作原理4、互感式傳感器的工作原理、互感式傳感器的工作原理5、電渦流式傳感器的工作原理、電渦流式傳感器的工作原理6、電渦流式傳感器的分類、電渦流式傳感器的分類231、電感式傳感器的工作原理和分類、電感式傳感器的工作原理和分類242、差動式變氣隙傳感器與

9、單一變氣隙傳感器比較有什么優(yōu)點、差動式變氣隙傳感器與單一變氣隙傳感器比較有什么優(yōu)點02002AWL 0,0200200112)(2AWAWLLL1)(22200020AW00LL025)(1100001LL001LL00LLS.3020001 LL時，當10260,0200200222)(2AWAWLLL00L.3020002 LL時，當10002LL27 .13020001LL .13020002LL)(20201AWL)(20202AWL002LS .250300012LLLL281L2LEFJKGH21LL HGUU 1L2L：EJGFGU ：EKHFHU ：EKGFGU ：EJHFHU

10、 EFEF1L2LGHUUGHUU3、試分析差動變壓器相敏檢測電路的工作原理。、試分析差動變壓器相敏檢測電路的工作原理。29相敏檢測電路原理是通過鑒別相位來辨別位移的方向，即差分變壓器輸出的調(diào)相敏檢測電路原理是通過鑒別相位來辨別位移的方向，即差分變壓器輸出的調(diào)幅波經(jīng)相敏檢波后，便能輸出既反映位移大小，又反映位移極性的測量信號。幅波經(jīng)相敏檢波后，便能輸出既反映位移大小，又反映位移極性的測量信號。經(jīng)過相敏檢波電路，正位移輸出正電壓，負位移輸出負電壓，電壓值的大小表經(jīng)過相敏檢波電路，正位移輸出正電壓，負位移輸出負電壓，電壓值的大小表明位移的大小，電壓的正負表明位移的方向。明位移的大小，電壓的正負表明

11、位移的方向。304分析電感傳感器出現(xiàn)非線性的原因，并說明如何改善？分析電感傳感器出現(xiàn)非線性的原因，并說明如何改善？答：答：原因是改變了空氣隙長度原因是改變了空氣隙長度改善方法是讓初始空氣隙距離盡量小，同時靈敏度的非線性也將增加，改善方法是讓初始空氣隙距離盡量小，同時靈敏度的非線性也將增加，最好使用差動式傳感器，其靈敏度增加非線性減少。最好使用差動式傳感器，其靈敏度增加非線性減少。31電渦流式傳感器的工作原理電渦流式傳感器的工作原理根據(jù)電磁感應(yīng)原理，當金屬導體置于變化著的磁場中或在磁場中做切割磁力線根據(jù)電磁感應(yīng)原理，當金屬導體置于變化著的磁場中或在磁場中做切割磁力線運動時，導體內(nèi)就會產(chǎn)生呈渦旋狀

12、的感應(yīng)電流，這一現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。運動時，導體內(nèi)就會產(chǎn)生呈渦旋狀的感應(yīng)電流，這一現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。1I1H2I2H32電渦流式傳感器的分類電渦流式傳感器的分類高頻反射式高頻反射式低頻透射式低頻透射式電渦流式傳感器電渦流式傳感器33第四章第四章 電容式傳感器電容式傳感器1、電容傳感器的工作原理、電容傳感器的工作原理2、電容傳感器的分類、電容傳感器的分類3、差動結(jié)構(gòu)電容傳感器的特點、差動結(jié)構(gòu)電容傳感器的特點4、變間距型，變面積型和變介質(zhì)型電容傳感器原理、變間距型，變面積型和變介質(zhì)型電容傳感器原理5、應(yīng)用中存在的問題：邊緣效應(yīng)以及如何克服？、應(yīng)用中存在的問題：邊緣效應(yīng)以及如何克服？341、電容傳

13、感器的工作原理、電容傳感器的工作原理ACr00r352、電容傳感器的分類、電容傳感器的分類變間隙型變面積型變介質(zhì)型電電容容式式傳傳感感器器361000011CACCC1000021CACCC12120201,02100AC 3、差動結(jié)構(gòu)電容傳感器的特點、差動結(jié)構(gòu)電容傳感器的特點37時，當1/0.13020001CC.13020002CC.22300021CCCC002CCS%100)(%100)(2)(220030fe002CC384、變間距型，變面積型和變介質(zhì)型電容傳感器原理、變間距型，變面積型和變介質(zhì)型電容傳感器原理ACr0+3911r2r2405、應(yīng)用中存在的問題：邊緣效應(yīng)以及如何克服？

14、、應(yīng)用中存在的問題：邊緣效應(yīng)以及如何克服？ 危害：靈敏度降低、危害：靈敏度降低、 產(chǎn)生非線性產(chǎn)生非線性 d411.霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)2.霍爾電勢是如何產(chǎn)生的？霍爾電勢是如何產(chǎn)生的？3.為什么導體材料和絕緣體材料均不宜做成霍爾元件？為什么導體材料和絕緣體材料均不宜做成霍爾元件？4.霍爾元件常選擇霍爾元件常選擇N型半導體的依據(jù)型半導體的依據(jù)5.磁阻效應(yīng)磁阻效應(yīng)6.磁敏二極管的工作原理磁敏二極管的工作原理42LbdBIHEIHUxyz半導體1.霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)當電流垂直于外磁場通過導體時，在導體的垂直于磁場和電流方向的兩個端面當電流垂直于外磁場通過導體時，在導體的垂直于磁場和電流方向的兩個端面之間會出

15、現(xiàn)電勢差，這一現(xiàn)象便是霍爾效應(yīng)。這個電勢差也被叫做霍爾電勢差。之間會出現(xiàn)電勢差，這一現(xiàn)象便是霍爾效應(yīng)。這個電勢差也被叫做霍爾電勢差。 432.霍爾電勢是如何產(chǎn)生的？霍爾電勢是如何產(chǎn)生的？LbdBIHEIHUxyz半導體導體中的電荷在電場作用下沿電流方向運動，由于存在垂直于電流方向的磁場，導體中的電荷在電場作用下沿電流方向運動，由于存在垂直于電流方向的磁場，電荷受到洛倫茲力，產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的方向垂直于電流方向和磁場方向，而且正電電荷受到洛倫茲力，產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的方向垂直于電流方向和磁場方向，而且正電荷和負電荷偏轉(zhuǎn)的方向相反，這樣就產(chǎn)生了電勢差。荷和負電荷偏轉(zhuǎn)的方向相反，這樣就產(chǎn)生了電勢差。 44

16、4.霍爾元件常選擇霍爾元件常選擇N型半導體的依據(jù)型半導體的依據(jù)因為在因為在N型半導體材料中，電子的遷移率比空穴的大，且型半導體材料中，電子的遷移率比空穴的大，且np，所以霍爾元件，所以霍爾元件一般采用一般采用N型半導體材料。型半導體材料。 3.為什么導體材料和絕緣體材料均不宜做成霍爾元件？為什么導體材料和絕緣體材料均不宜做成霍爾元件？因為導體材料的因為導體材料的雖然很大，但雖然很大，但很小，故不宜做成元件，而絕緣材料的很小，故不宜做成元件，而絕緣材料的雖雖然很大，但然很大，但很小，故也不宜做成元件。很小，故也不宜做成元件。 455.磁阻效應(yīng)磁阻效應(yīng)IIB46PNI面rHPNI面rHPNI面r6

17、.磁敏二極管的工作原理磁敏二極管的工作原理471.壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)2.壓電陶瓷的壓電現(xiàn)象壓電陶瓷的壓電現(xiàn)象3.壓電傳感器在實際測量系統(tǒng)中的等效電路壓電傳感器在實際測量系統(tǒng)中的等效電路4.壓電式傳感器只適用于動態(tài)測量而不能用于靜態(tài)測量壓電式傳感器只適用于動態(tài)測量而不能用于靜態(tài)測量 Fdq33481.壓電效應(yīng)的分類壓電效應(yīng)的分類 正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)（電致伸縮）正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)（電致伸縮）49502.壓電陶瓷的壓電現(xiàn)象壓電陶瓷的壓電現(xiàn)象513.壓電傳感器在實際測量系統(tǒng)中的等效電路壓電傳感器在實際測量系統(tǒng)中的等效電路524.壓電式傳感器只適用于動態(tài)測量而不能用于靜態(tài)測量壓電式傳感器只適用于動

18、態(tài)測量而不能用于靜態(tài)測量 531.熱電阻的工作原理熱電阻的工作原理2.熱敏電阻的工作原理熱敏電阻的工作原理3.熱電偶的工作原理熱電偶的工作原理4.金屬導體產(chǎn)生接觸電動勢和溫差電動勢的原因金屬導體產(chǎn)生接觸電動勢和溫差電動勢的原因5.熱電偶基本定律熱電偶基本定律541.熱電阻的工作原理熱電阻的工作原理2.熱敏電阻的工作原理熱敏電阻的工作原理3.熱電偶的工作原理熱電偶的工作原理將兩種不同材料的導體或半導體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩端焊接起來，將兩種不同材料的導體或半導體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩端焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路，當兩導體之間存在溫差時，便產(chǎn)生電動勢，在回路中就會構(gòu)成一個閉合回路，當兩導體之間存在溫差時，便產(chǎn)生電動勢，在回路中就會形成一個大小的電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，而這種電動勢稱為熱電勢。熱形成