傳感器復(fù)習(xí)要點

1、反射式電渦流式傳感器透射式電渦流式電渦流式傳感器產(chǎn)品學(xué)習(xí)必備歡迎下載、根據(jù)傳感器的示意圖，指出傳感器的類型自感式傳感器、差動變壓器、渦電流式傳感器、動鐵式磁電 傳感器、動圈式磁電傳感器、磁敏電阻、光電管、光電倍增管、光電池、光敏電阻、光敏二極管、光纖光柵、感應(yīng)同步器、增量 式編碼器、絕對式編碼器反射式電渦流式傳感器透射式電渦流式電渦流式傳感器產(chǎn)品1|11r12t 3Lit變面積式自感傳感器螺管式自感傳感器螺螺管式動變壓器結(jié)變氣隙式自感傳感器學(xué)習(xí)必備歡迎下載磁敏電阻光電管光電倍增管光電池光敏二極管動鐵式磁電傳感器動圈式線速度磁電動圈式角速度磁電光敏電阻同學(xué)習(xí)必備歡迎下載可妙光IB祁止尢暑/Jtt

2、f1n.移動光柵光纖傳感器光纖光柵應(yīng)變傳感器光纖光柵溫度傳感器U)JtR(b)滑尺直線式感應(yīng)同步器辭n中押；na絕對編碼器二、傳感器與所依據(jù)的物理定律及相關(guān)聯(lián)的術(shù)語或名詞、代號 變磁阻式傳感器、磁電式傳感器、磁敏電阻、光電式傳感器、 光纖傳感器、光纖光柵、感應(yīng)同步器、熱電偶、熱敏電阻、微電子機械系統(tǒng)、數(shù)字溫度傳感器、MEMSMEMS變磁阻式傳感器一一電感式傳感器：1、自感式2、互感式3、電渦流式磁電式傳感器：基本原理 一電磁感應(yīng)定律。eW dte = Blvsin日 R Rt= R R0(1 1 + ATAT)、熱電效應(yīng)、NTCNTC PTCPTC 紅限頻率斯乃爾定律數(shù)值孔徑值 NANA 連續(xù)

3、繞組、斷續(xù)繞組（正弦繞組、余弦繞組）、PtIOOPtIOO、DS18B20DS18B20L二LVDTLVDT、變磁阻（電感）式傳感器工作原理學(xué)習(xí)必備歡迎下載結(jié)構(gòu)型式：恒磁通式e = -W dt學(xué)習(xí)必備歡迎下載變磁通式e=Blvsin二磁敏電阻：理論基礎(chǔ)為磁電阻效應(yīng)（物理磁阻效應(yīng)和幾何磁阻效應(yīng)）光電式傳感器：以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件，光的特性-波長、頻率、能量光電傳感器的工作原理：光電效應(yīng)（分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)）。光纖傳感器：基本原理-幾何光學(xué)的基本定義和定律（斯乃爾定律n2-折射定律：n1sin v1=n2sin二2、光的全內(nèi)反射：sin 忑 -當(dāng)刃尢,二2 90，在界面上發(fā)生全反射 ）紅

4、限頻率fO:對應(yīng)某一種物質(zhì)的光頻閥值,f 0=A 0/h（A0為物體的表面逸出功A0）紅限波長：對應(yīng)紅限頻率的波長稱為臨界波長， 0=hC/ A0數(shù)值孔徑值 NANAsin化、n； 一n； sinsin 6 6 c c =NA=NAn。光纖光柵：一段光纖，其纖芯具有周期性變化的折射率：ni（z）二n*=nmaxCOS&Z）A光纖光柵的周期（柵距），n纖芯的平均折射率一感應(yīng)同步器：由連續(xù)繞組和斷續(xù)繞組組成。工作原理：相當(dāng)于變壓器的初、次級繞組的平面形矩形線圈，次級線圈中的感應(yīng)電壓隨檢測位移量變化。學(xué)習(xí)必備歡迎下載5.輸出信號的處理方式 鑒相法、鑒幅沐穌沖調(diào)寬注金屬熱電阻：常用類型：鉑電阻

5、Pt WZP、銅電阻C - WZC阻值溫度關(guān)系函數(shù)：Rt=RO (1+At)增量式：Rt=RO At=RO A t其中： 鉑A=3.92X10-3 /C、銅A=4.25X10-3 /C熱電阻的分度號一一0C時的電阻值R0,例：Pt50、Pt100、Pt500、Pt1000、Cu50、Cu100, Cu500 Cu1000比值W100R100/R0(=1.3850)溫度系數(shù)TCR=(R100-R0)/(R0X100)例：Pt100查分度表：R0= 100Q,R100= 138.5Q,貝U: R100/R0=1.3850TCR=(R100- R0)/ (R0X100 )=0.003850熱敏電阻：

6、正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC電阻值隨溫度升高而增大 的電阻器、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC電阻值隨溫度升高而下降 的熱敏電阻器感應(yīng)同步器勵進方式(鈿4感應(yīng)同步器的勵磁方式Uc=kie5in(HXJ 卩)單相輸岀組兩相輸出卿 倆相）潔範(fàn)枝術(shù)竝用學(xué)習(xí)必備歡迎下載負(fù)NTCRt = R0 exp B*(1/T-1/T0)Rt絕對溫度T(K)下的零功率電阻值T(K) = t(C) + 273.15R0絕對溫度T0(K)下的零功率電阻值B材料常數(shù)B值MEM傳感器：采用微電子技術(shù)和微機械加工技術(shù)制造出來的新型傳感器微電子機械系統(tǒng)是指運用微制造技術(shù)在一塊普通的硅片基體上制造出集機械零件、傳感器執(zhí)行元件及電子元

7、件于一體的系統(tǒng)。DS18B20數(shù)字溫度傳感器DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)1、64位光刻ROM 2、溫度傳感器；3、非揮發(fā)的溫度 報警觸發(fā)器TH和TL;4、配置寄存器。DSI8B20工作過程中的協(xié)議：復(fù)位操作、ROM操作命令、存儲器操作命令、 數(shù)據(jù)處理三、1 1、根據(jù)差動變壓器位移測量原理示意圖、已知輸入信號波形，以及對應(yīng)圖示的測量位置，畫出輸出信號波形。2 2、分析磁敏電阻的物理磁阻效應(yīng)和幾何磁阻效應(yīng)磁阻效應(yīng)是指某些金屬或半導(dǎo)體的電阻值隨外加磁場變化而變化的現(xiàn)象。同 霍爾效應(yīng)一樣，磁阻效應(yīng)也是由于載流子在磁場中受到洛倫茲力而產(chǎn)生的。 在達(dá)到穩(wěn)態(tài)時，某一速度的載流子所受到的電場力與洛倫茲力相等，載流

8、子 在兩端聚集產(chǎn)生霍爾電場，比該速度慢的載流子將向電場力方向偏轉(zhuǎn)，比該 速度快的載流子則向洛倫茲力方向偏轉(zhuǎn)。這種偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致載流子的漂移路徑增 加?；蛘哒f，沿外加電場方向運動的載流子數(shù)減少，從而使電阻增加。這種 現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)。若外加磁場與外加電場垂直，稱為橫向磁阻效應(yīng)；若外 加磁場與外加電場平行，稱為縱向磁阻效應(yīng)。一般情況下，載流子的有效質(zhì)學(xué)習(xí)必備_ 歡迎下載量的馳豫時時間與方向無關(guān)，則縱向磁感強度不引起載流子偏移，因而無縱 向磁阻效應(yīng)3 3、熱電效應(yīng)（概念）兩種不同成分的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A和B的兩端分別焊接或絞接在一起，形 成一個閉合回路，如果兩個接點的溫度不同，則回路中將產(chǎn)生一個電動勢，

9、稱之為熱電勢，這種效應(yīng)稱為熱電效應(yīng)4 4、金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻的主要特點，作圖說明利用熱敏 電阻RT實現(xiàn)電感線圈RL溫度補償?shù)墓ぷ髟怼犭娮柚饕攸c：測量精度高，性能穩(wěn)定熱敏電阻的主要特點是：（1）靈敏度高，約為熱電阻的10倍。（2）體積 小，能測量點溫度。 （3）熱慣性小，適宜動態(tài)測量。 （4）無需冷端補償 以及引線方式的考慮，易于維護和進行遠(yuǎn)距離控制。（5）制造簡單，使用壽命長。RT熱敏電阻r電阻溫度系數(shù)近于零的錳銅分路電阻RL被補償?shù)碾娮桡~線圈RB-補償器電阻TA到TB是最佳補償范圍5 5、已知冷端溫度為 TO,TO,在沒有采取冷端溫度補償?shù)那闆r下進行測量，顯示儀表指示值為 T

10、T，利用熱電偶分度表計算實際溫度 t t例：用分度號為K的鎳鉻-鎳硅熱電偶測量溫度，在沒有采取冷端溫度補償 的情況下，顯示儀表指示值為500r，而這時冷端溫度為60C。試問：實際溫度應(yīng)T為多少?E（500，0） =20.64mvE（60，0）=2.436mvISOE）1250 E（T，0）=E（T，60）+E（60，0）=20.64+2.436=23.076mv學(xué)習(xí)必備歡迎下載=E(557,0)T為557C=20.64mv=E (500, 0)二2J36inv!TT- (60, 0)-23J)76mv E (557. 0)表jF CT, 0) = E (T, 60) + E (60, 0)必如

11、果熱端溫度不變，設(shè)法使冷端溫度保持在20C，此時顯示儀表的指示值應(yīng)為多少？E(557,20)=E(557,0)-E(20,0)=23.076-0.798=22.278mV=E(538.4,0)顯示儀表指示值應(yīng)為538.4C。 顯示誤差為18.6C=22.278mV = E ( 538.4, 0)K型謀椿-鎳畦(鐮鑄-魂鋁)棘電隅分度表謁別；蔣蹟6 6、根據(jù)光纖纖芯和包層的折射率 n ni,n,n2,外部介質(zhì)為空氣 n no=1=1 計算該光纖的數(shù)值孔徑 值、最大入射角說明 NANA 的意義。最大入射角：-max二arc sin( n：-nf)光線剛好不發(fā)生折射，即：，2 2 =90=90 o

12、o 則臨界入射角：-50J-1.889-1.925|-L961-L996-2.032-2.067 -2.102-2.13?-2J73120-0,039-0.0790J18電157電1970.236-0.2754).314-0,35000.0390.0790.1190J580.1980.2380.27?0.3170.351_100.3970.4370.47?0.517RKT0.5970.63?0.6770.7180.75!200.7930.8380.8790.919d960LOGOL0411.0311.122|1.16130|LM311.2851J25L366L4O71J48L489|1.529

13、1.57(401.611L6521.6931.T34L776LSH13531.8991.9401.9815020222.0642JOS2,1462J8822292.2T02.3122.3532眇602.4352.47?2.5192.5602,6012朋2,684ZT262. KT2.80702.8502.8922.9332.STS10161058110034413.1833.2280|3.2fi63.3073.3493.390rr-rTfir3.5153.5563.5983.63903.6813.7223.1643.8053.8473.E8819303.9714.012血h前I23456n-1

14、8|9更j20.21420.25?20.2992d$4220.38520.42?20.51220.55520.敦1STh0123456T-8n肝汕640 20.68320J2520J68Ml20.853乩堿20,93820,9812L02亦_21.066覓麗2L1522L1942L2372L28021.322os21.40T21J5520f21.49321.5352L57821.6212L66321J062L?4321?912L8312L8?$3廠乩962 2100421M7210902213222JT522.21822.30測22,34622.38822J732151622.55922. 6

15、0112.62168?2272頤22.71222.8152190022,98523.02823.OTO 23.11323.24123,23423.326123.36S23JU23,45423J9?23.53923.584im，歡迎下載70K型謀椿-鎳畦(鐮鑄-魂鋁)棘電隅分度表謁別；蔣蹟sin禮二丄.nf- n；n。學(xué)習(xí)必備_ 歡迎下載sinsin0c c =NA=NA 定義為“數(shù)值孔徑” NA(NumericalNA(Numerical Aperture)Aperture)。7 7、光纖位移傳感器的測量原理及輸入輸出特性如下圖所示，當(dāng)用于振動測量時應(yīng)選擇 _ 段，當(dāng)

16、用于轉(zhuǎn)速測量時應(yīng)選用的段。位移-輸出特性曲線1)前坡區(qū)輸出信號的強度增加得非?？?，這一區(qū)域可以用來進行微米級的位移測量。2)后坡區(qū),信號的減弱約與探頭和被測表面之間的距離平方成反比，可用于距離較遠(yuǎn)而靈敏度、線性度和精度要求不高的測量。3)光峰區(qū),狀態(tài)達(dá)行光大值量其大小取決于被測表面的狀態(tài)。所以這個區(qū)域可用于對表面& &光纖光柵概念、分布式測量原理光纖光柵是一種通過一定方法使光纖纖芯的折射率發(fā)生軸向周期性調(diào)制而形 成的衍射光柵，是一種無源濾波器件。分布式光纖傳感系統(tǒng)原理是同時利用光纖作為傳感敏感元件和傳輸信號介數(shù)值光徑率被光纖接受論光源發(fā)射功率有多大只有 2 20c c 張角之學(xué)

17、習(xí)必備歡迎下載質(zhì)，采用先進的OTD戲術(shù)，探測出沿著光纖不同位置的溫度和應(yīng)變的變化, 實現(xiàn)真正分布式的測量。9 9、識別編碼器碼盤，計算角度分辨率，識別絕對編碼器不同碼制的碼盤絕對編碼器碼制：二進制碼、十進制碼、循環(huán)碼(格雷碼)等二進制碼道：數(shù)量等于二進制碼的位數(shù)n,碼盤的分辨率：a=360 /2n，例如：4位二進制碼盤，其最小分辨的角度：a=360 /2422.5n位格雷碼碼盤，與n位二進制碼盤一樣，有2n種不同編碼，最小分辨率a=360 /2n。1010、分析增量式編碼器的四倍頻細(xì)分原理 四倍頻細(xì)分原理編碼器正向移動時，輸出的 A A 相信號的相位超前 B B 相 9090則在一個周期內(nèi)，兩

18、相開關(guān)信號共有 4 4 次相對變化：00-10-11-01-0000-10-11-01-00。每發(fā)生 1 1 次變化，可逆計數(shù)器便實現(xiàn) 1 1 次加計數(shù),1 1 個周期內(nèi)共可實現(xiàn) 4 4 次加計數(shù)，從而實現(xiàn)正轉(zhuǎn)狀態(tài)的四倍頻AerLjn_n_rL(a)編碼器正向移動計數(shù)。學(xué)習(xí)必備歡迎下載當(dāng)編碼器反向移動時，輸出的 A A 相信號的相位滯后于 B B 相信號 9090一個周期內(nèi)兩相信號也有 4 4 次相對變化：00-01-11-10-0000-01-11-10-00 。同理，如果每發(fā)生 1 1 次變化，可逆計數(shù)器便實現(xiàn) 1 1 次減計數(shù)，在 1 1 個周期內(nèi)，共可實現(xiàn) 4 4 次減計數(shù)，就實現(xiàn)了反

19、轉(zhuǎn)狀態(tài)的四倍頻計數(shù)。綜合上述分析，可以做出處理模塊狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，如圖所示。ABRJ-LnTT(a)正向移動00-10-11 -o 1 -oo分別表示計數(shù)器加/減1,“0”表示計數(shù)器不動作AL(b)編碼器反向移動Am_rL_nLBLrr_rL_ruh)反向 00-01-11-10-00其中“+”、a學(xué)習(xí)必備歡迎下載1111、DS18B2CDS18B2C 的基本特點和分布式溫度測量原理1.集溫度測量，A/D轉(zhuǎn)換于一體，數(shù)字量輸出，可直接與微機接口。2.測量溫度范圍為-55C+125 C,可以程序設(shè)定912位的分辨率，3.用戶設(shè)定的報警溫度存儲在EEPRO中，掉電后依然保存。4.單總線結(jié)構(gòu)，并支持多點

20、組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的總 線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫DS18B20中的溫度數(shù)據(jù)格式：經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值，以二字節(jié)16位符號擴展的補碼形式存放在高 速暫存存儲器的第0和第1個字節(jié)。讀取時低位在前，高位在后， 溫度表示有：9位，10位，11位，12位，四種形式，對應(yīng)精度（分辨率）分別為：0.5=2e-1，0.25=2e-2，0.125=2e-3，0.0625=2e-4，位數(shù)=1位符號位+7位整數(shù)位+小數(shù)位；最高位為符號位，并擴展至MSb的所有位形成16位溫度數(shù) 未編程時默認(rèn)為12位精度g位.一，10位-1V位-12位-以12位轉(zhuǎn)化為例：12=1位符號位+7位整數(shù)位+4小數(shù)位,分辨率0.0625=1/（2%）用16位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式，前面5位是符號位，以0.0625C/LSB形式表達(dá)，溫度大于0時，5符號位均為0,只要將測到的數(shù)值乘于0.0625即可 得到實際溫度；當(dāng)溫度小于0時，5符號位均為1,測到的數(shù)值需要取反加1,再乘以0.0625，即可得到溫度（絕對）值。bit 7bitbitsbit 4bit 3bit 2bitibitObiH5bit 14 bit!3bit 12 bitbit 10bit9bit 8LS bMS b