傳感器復(fù)習(xí)要點(diǎn)

1、磁電傳感器、動(dòng)圈式磁電傳感器、磁敏電阻、光電管、 倍增管、光電池、光敏電阻、光敏二極管、光纖光柵、 同步器、增量式編碼器、絕對(duì)式編碼器2變氣隙式自感傳感器變面積式自感傳感器螺管、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(dòng)變壓器、渦電流式傳感器、動(dòng)鐵式 光電 感應(yīng)U 彳fAi柯眄1-4-屮，螺管式變氣式自感傳感器 Hra :to螺管式差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)變氣隙式互感傳感器反射式電渦流式傳感器流式傳感器產(chǎn)品動(dòng)鐵式磁電傳感器圈式角速度磁電It: W；g透射式電渦流式線動(dòng)圈式線速度磁電陰級(jí)磁敏電阻電渦0I* .J-l n 一"EL#MZ&rni光敏二極管光敏電阻#ih光電管光電

2、倍增管光電池T一iim電舔 K-6光融能赳的工作1*9>*f7號(hào)* =；sjg _ a4 fl1!：T! ”iijB iSsw*9幼鬼*光蚌灣取賈屋Bl/1上煒,hI-J ,%移動(dòng)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42直線式感應(yīng)同步器丿til絕對(duì)編碼器條碼道）L_LZ旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器lW增量編碼器（一般只需三、傳感器與所依據(jù)的物理定律及相關(guān)聯(lián)的術(shù)語(yǔ)或名詞、 代號(hào)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lW敏電阻、微電子機(jī)械系統(tǒng)、數(shù)字溫度傳感器、e % e Blvsin =期仆）、熱電效應(yīng)、紅限頻率斯乃爾定律數(shù)值孔

3、徑值連續(xù)繞組、斷續(xù)繞組（正弦繞組、余弦繞組）、100、 18B20、變磁阻式傳感器電感式傳感器：1、自感式2、互感式3、電渦流式變磁阻（4!感）式傳感器工作原理應(yīng)用：常用來(lái)檢測(cè)位移.振動(dòng)，力.應(yīng)變、 流量.比重等物理量.磁電式傳感器：基本原理 一電磁感應(yīng)定律。s/d結(jié)構(gòu)型式：恒磁通式dT變磁通式eBlv sin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(zhǎng)、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（斯乃爾定律 折射定律:幾何光學(xué)的基本定義和定律門2Sin C 2 、光

4、的全內(nèi)反n112射:當(dāng) 1> C,2> 90，在界面上發(fā)生全反射）紅限頻率fO :對(duì)應(yīng)某一種物質(zhì)的光頻閥值,f 0= A 0(AO為物體的表面逸出功 A0）紅限波長(zhǎng)：對(duì)應(yīng)紅限頻率的波長(zhǎng)稱為臨界波長(zhǎng)，A0數(shù)值孔徑值：sin C 一如門2e Cn。2光纖光柵：一段光纖，其纖芯具有周期性變化的折射率:nnmax COS（ Z）A光纖光柵的周期（柵距），n 纖芯的平均折射感應(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(jí)繞組的平面形矩形線 圈，次級(jí)線圈中的感應(yīng)電壓隨檢測(cè)位移量變化。4、感應(yīng)同步器的勵(lì)舫式耳J I倆棚）卿 （碩兩相輸岀5、輸出信號(hào)的處理方式 鑒fflS-鑒

5、福迭-誌沖調(diào)寬法連單 續(xù)相組岀金屬熱電阻：常用類型:鉑電阻一一、銅電阻一一阻值-溫度關(guān)系函數(shù):=R0(1+)增量式:=R0 At = RO A t其中： 鉑 A= 3.92 X 10-3 / C 、銅 A= 4.25 X 10-3熱電阻的分度號(hào)0 C時(shí)的電阻值RO,例：50、100 、500 、1000 、 50、100,500、1000比值W100R1000(=1.3850)溫度系數(shù)(R1000) /(R0 X 100)例：100查分度表：R0= 100Q , R100= 138.5 Q ,則：R1000=1.3850(R100- R0) / (R0 X 100 ) = 0.003850熱敏

6、電阻：正溫度系數(shù)熱敏電阻器()一一電阻值隨溫度 升高而增大的電阻器、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器() 阻值隨溫度升高而下降的熱敏電阻器 負(fù)：=R0 B*(110)絕對(duì)溫度T(K)下的零功率電阻值T(K) = t( C ) + 273.15R0 絕對(duì)溫度T0(K)下的零功率電阻值B 材料常數(shù)B值傳感器：采用微電子技術(shù)和微機(jī)械加工技術(shù)制造出來(lái)的新 型傳感器 微電子機(jī)械系統(tǒng)是指運(yùn)用微制造技術(shù)在一塊普通的硅片基 體上制造出集機(jī)械零件、傳感器執(zhí)行元件及電子元件于 體的系統(tǒng)。18B20:數(shù)字溫度傳感器3、非18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)1、64位光刻；2、溫度傳感器;揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器和； 4、配置寄存器。8B20工作過(guò)程

7、中的協(xié)議：復(fù)位操作、操作命令、存儲(chǔ)器操作命令、數(shù)據(jù)處理1、根據(jù)差動(dòng)變壓器位移測(cè)量原理示意圖、已知輸入信號(hào)波形，以及對(duì)應(yīng)圖示的測(cè)量位置，畫出輸出信號(hào)波形。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(chǎng)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(chǎng)中受到洛倫茲力而產(chǎn)生的。在達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，某一速度的載流子所受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力相等，載流子在兩端聚集產(chǎn)生霍爾電場(chǎng)，比該速度慢的載流子將向電場(chǎng)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(shuō)，沿外加電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的載流子數(shù)減少，從而使電阻增加。這種現(xiàn)象稱為

8、磁阻效應(yīng)。若外加磁場(chǎng)與外加電場(chǎng)垂直，稱為橫向磁阻效應(yīng)；若外加磁場(chǎng)與外加電場(chǎng)平行，稱為縱向磁阻效應(yīng)。一般情況下，載流子的有效質(zhì)量的馳豫時(shí)時(shí)間與方向無(wú)關(guān)，則縱向磁感強(qiáng)度不引 起載流子偏移，因而無(wú)縱向磁阻效應(yīng)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(gè)閉合回路，如果兩個(gè)接點(diǎn)的溫度不同， 則回路中將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，稱之為熱電勢(shì)，這種效應(yīng)稱為熱電效應(yīng)4、金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻的主要特點(diǎn)，作圖說(shuō)明利用 熱敏電阻實(shí)現(xiàn)電感線圈溫度補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟?。熱電阻主要特點(diǎn)：測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定 I 熱敏進(jìn)。遠(yuǎn)距離護(hù)叭5）電阻的主要特點(diǎn)是點(diǎn)溫度及;敏度高制造易于維 長(zhǎng)。

9、適宜動(dòng)態(tài)測(cè)。'fay:i *卄4bio WI熱敏電阻丨分路電阻溫度系數(shù)近于零的錳銅I被補(bǔ)償?shù)碾娮桡~線圈丨 補(bǔ)償器電阻丨到是最佳補(bǔ)償范圍丨劌tfl=5、已知冷端溫度為TO,在沒(méi)有采取冷端溫度補(bǔ)償?shù)那闆r下進(jìn)行測(cè)量，顯示儀表指示值為 T利用熱電偶分度表計(jì)算實(shí)際溫度t例：用分度號(hào)為K的鎳鉻-鎳硅熱電偶測(cè)量溫度，在沒(méi)有采取冷端溫度補(bǔ)償?shù)那闆r下， 顯示儀表指示值為500C，而這時(shí)冷端溫度為60 C。試問(wèn)：實(shí)際溫度應(yīng)T為多少?E (500, 0)= 20.64E (60, 0)= 2.436E (T, 0)= E (T, 60) + E (60, 0) =20.64 + 2.436 = 23.076

10、=E (557, 0) T 為 557 C二 2.416rin20.64inv=E (500, 0)1(；丁(T,側(cè)7"、閒(他仍E (T,什)=23JI76I11V(557, 0)1 CT, 0) = E (T. 60) + E (6th 儀果熱指示值應(yīng)變多設(shè)？使冷端溫度保持在 E(557,20 ) (557,0) - E(20,0)=23.076 - 0.798=22.278=E ( 538.4, 0)顯示儀表指示值應(yīng)為538.4 Co顯示誤差為()20 C，此時(shí)顯示18.6 C=23.("6iiiv(557t 0)!557 f=-O59«mVire(<

11、h 2(021) "C ；E G", 20= E (T,= 22.27HriA= E ( 53S.4 , 0)'0123456T89-50吐889-L925-L995-2.0322附-2-102-2.13?-2-173-3-S0-0,039 '-OjOB0J180.236H3U2T5電314-fl. 35000.0390.,OT90J190.158CUM0.2380.277cm0.S1->la0J970期0.4770.51?0.551腳0.63T0.6T7時(shí)180.75!200J980艇I0JT90,9190.960ML0S11.1221.16：3Qh

12、2B1.244L285L325L3661,織1,443L4891.5291.57(40L6L11.6521.6M1伽1.716LSl'T1.95S1.899LM01.381SOi0222.064 2?10S 門46218 廠1229tmjjir1S3T®602J362們2-519血2.6012-6431584血怎面n186(2的22,9S32.S753.0163； 9583.1003,141M838012663.3073.3493,M3.4323' 4733.5151556S.5983.63!95訶3.J223J643麟3.S473艇3.9303.9T14.0124.

13、®氈1 _ZS456789肚21420.25T20.2M'虹禮20.,385M20 側(cè)M, 51220.55520M!fir0'12 "3g56789bo2k測(cè)20.,63320J2E2訕M853儷加址20.93121,0251121.06621.,IOSII., IS化1%2I.,23T21>21.32221 Jf21. <21,455202U9321.,53521,518乩62121矗321；?052LT4921, m21.83421,8753021Jl'9i21.95222. OM22口22.0902213222.1T522'

14、;, 21822.26022Jfl血213®22., 38812,4 JI224322.51623； 55922-60122；曲22珊徂72550 "Irm22. S152SJ5T22曲22.942加8523.028爼m23.113n 15sFJX198"23.M123l加莎11B.454滿9眩58外部介質(zhì)為空氣n 0=1。ni2,卜- <p-.L K型錫珞硅(銀箝我鈕吉電漏分度表翊:im6、根據(jù)光纖纖芯和包層的折射率 計(jì)算該光纖的數(shù)值孔徑值、最大入射角 說(shuō)明的意義。最大入射角： max arc sin( Jnln)2n2光線剛好不發(fā)生折射，sin c 即：

15、2 =90 o則臨界入射角:no只有26 C張e C定義為“數(shù)值孔徑”（數(shù)值孔徑光意率是光纖接受傳源發(fā)射功率有多大'7、光纖位移傳感器的測(cè)量原理及輸入輸出特性如下圖所示，當(dāng)用于振動(dòng)測(cè)量時(shí)應(yīng)選擇.段，當(dāng)用于轉(zhuǎn)速測(cè)量時(shí)應(yīng)選用的段。位移-輸出特性曲線1）前坡區(qū)輸出信號(hào)的強(qiáng)度增加得非?？?，這一區(qū)域可以用來(lái)進(jìn)行微米級(jí)的位移測(cè)2）后坡區(qū)，信號(hào)的減弱約與探頭和被測(cè)表度之間的距離平鯛反比。3）光峰區(qū)，域號(hào)達(dá)于最大面狀態(tài)進(jìn)行光學(xué)于被測(cè)表面的狀態(tài)。所以這個(gè)區(qū)8光纖光柵概念、分布式測(cè)量原理光纖光柵是一種通過(guò)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(wú)源濾波器件。分布式光纖傳感系統(tǒng)

16、原理是同時(shí)利用光纖作為傳感敏感元件 和傳輸信號(hào)介質(zhì)，采用先進(jìn)的技術(shù)，探測(cè)出沿著光纖不同位 置的溫度和應(yīng)變的變化，實(shí)現(xiàn)真正分布式的測(cè)量。9、識(shí)別編碼器碼盤，計(jì)算角度分辨率，識(shí)別絕對(duì)編碼器不同碼制的碼盤絕對(duì)編碼器碼制： 二進(jìn)制碼、 十進(jìn)制碼、循環(huán)碼(格雷碼)進(jìn)制碼道：數(shù)量等于二進(jìn)制碼的位數(shù)n,碼盤的分辨率:a =360° /2n ,例如：4位二進(jìn)制碼盤，其最小分辨的角度:a =360° /24 22.5 °n位格雷碼碼盤，與n位二進(jìn)制碼盤一樣，有2n種不同編碼，最小分辨率a =360° /2n。10、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

17、動(dòng)時(shí)，輸出的A相信號(hào)的相位rLTUnA(a)編碼器正向移動(dòng)超前B相90則在一個(gè)周期內(nèi)，兩相開(kāi)關(guān)信號(hào)共有4次相對(duì)變化:00-10-11-01-00 。每發(fā)生1次變化，可逆計(jì)數(shù)器便實(shí)現(xiàn) 1次加計(jì)數(shù)，1個(gè)周期內(nèi)共可實(shí)現(xiàn)4次加計(jì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)狀態(tài)的四倍頻計(jì)數(shù)。當(dāng)編碼器反向移動(dòng)時(shí)，輸出的A相信號(hào)的相位滯后于B相ftLTLTTTT信號(hào)90°一個(gè)周期內(nèi)兩相信號(hào)也(b)編碼器反向移動(dòng)有4次相對(duì)變化：00-01-11-10-00 。同理，如果每發(fā)生1次變化，可逆計(jì)數(shù)器便實(shí)現(xiàn) 1次減計(jì)數(shù)，在1個(gè)周期內(nèi)，共可實(shí)現(xiàn) 4次減計(jì)數(shù)，就實(shí)現(xiàn)了反轉(zhuǎn)狀態(tài)的四倍頻計(jì)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

18、示。(a)正向移動(dòng) 00-10-11-01-00ABLTLTL£b)反向 00-01-11-10-00其中AB-”分別表示計(jì)數(shù)器加/減1，“ 0”表示計(jì)數(shù)器不動(dòng)作。11、18B20的基本特點(diǎn)和分布式溫度測(cè)量原理 1.集溫度測(cè)量，轉(zhuǎn)換于一體，數(shù)字量輸出，可直接與微機(jī)接口。2.測(cè)量溫度范圍為-55 ° 125° C可以程序設(shè)定912位的分辨率，3.用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在中，掉電后依然保存。4.單總線結(jié)構(gòu)，并支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) 18B20可以并聯(lián)在唯一的總線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫18B20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(hào)擴(kuò)展的補(bǔ)碼形式存放在高

19、速暫存存儲(chǔ)器的第 0和第1個(gè)字節(jié)。讀取時(shí)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(duì)應(yīng)精度（分辨率）分別為：0.5=21 , 0.25=22,0.125=23 ,0.0625=24，位數(shù)=1位符號(hào)位+7位整數(shù)位+小數(shù)位；最高位為符號(hào)位，并擴(kuò)展至的所有位形成16位溫度數(shù)bit 7bit 6bit5bit 4bit 3bit 2bit 1bit 0binsbit 14bit 13bit 12bit 11bit 10bit 9bit 8未編程時(shí)默認(rèn)為12位精度。LS bMS b10位11 位12位以12位轉(zhuǎn)化為例:12=1位符號(hào)位+7位整數(shù)位+4小數(shù)位,分辨率 0.0625=1/（2八4）用16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式，前面5位是符號(hào)位，以0.0625 C形式表達(dá)，溫度大于0時(shí)，5符號(hào)位均為0，只要將測(cè)到的數(shù)值乘于0.0625即可得到實(shí)際溫度;當(dāng)溫度小于0時(shí)，5符號(hào)位均為1,測(cè)到的數(shù)值需要取反加1再乘以0.0625，即可得到溫度（絕對(duì)）值。2-A22-112'2''2）MSb(unit =©LSbhSSSs7LSBMSBrilMPERATlJkEDi<；Li.()i in 1 (Bill an