傳感器考點(diǎn)復(fù)習(xí)-中南大學(xué)課件

1、傳感器原理與應(yīng)用內(nèi)容提要和基本要求教學(xué)內(nèi)容和重點(diǎn)： 傳感器的基本概念及其基本特性（靜態(tài)、動態(tài)特性）； 傳感器的標(biāo)定和校準(zhǔn)方法； 各類傳感器的轉(zhuǎn)換原理；特性分析及其設(shè)計(jì)方法；測量電路；實(shí)際應(yīng)用； 實(shí)驗(yàn)。參考學(xué)時： 56或64學(xué)時，其中講課4450學(xué)時；實(shí)驗(yàn)1214學(xué)時?？己朔椒ǎ?平時(作業(yè)、考勤)15%+實(shí)驗(yàn)15%+期末考試70%Chapter1 1明確傳感器的定義、組成及其分類；傳感器技術(shù)的特點(diǎn)；傳感器與傳感器技術(shù)的地位和作用及其發(fā)展趨勢； 2掌握傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)及定量描述方法； 3掌握傳感器動態(tài)特性的描述方法（微分方程，傳遞函數(shù)，頻率特性）及其動態(tài)特性指標(biāo)（一階傳感器的時間常數(shù)，二階傳感

2、器的固有頻率n和阻尼比）的意義； 4掌握傳感器動態(tài)響應(yīng)（階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)）的分析方法； 5掌握傳感器動態(tài)誤差的意義及其計(jì)算方法； 6了解機(jī)-電模擬的基本方法和意義。一 階 傳 感 器 二 階 傳 感 器微分方程 傳遞函數(shù) 頻率特性 幅頻特性相頻特性 動態(tài)誤差 主要計(jì)算公式 Chapter2 3掌握電阻應(yīng)變式傳感器測量線路（直流惠斯通電橋）的結(jié)構(gòu)形式（特別是差動結(jié)構(gòu)）及特點(diǎn)，一般情況下，電橋輸出電壓為4掌握電阻應(yīng)變式傳感器的組成、應(yīng)用及其分析方法；彈性敏感元件+電阻應(yīng)變片 電阻應(yīng)變式傳感器； 彈性敏感元件的應(yīng)變-應(yīng)力關(guān)系：=/E；彈性敏感元件的泊松比：d/d=l/l=。 5了解電位計(jì)式傳感器結(jié)

3、構(gòu)和基本特性（自學(xué)）。 Chapter3 被測量 L，M電磁感應(yīng) 自感式傳感器（電感式傳感器）電感式傳感器 差動變壓器 互感式傳感器 電渦流式傳感器 Chapter3 1.掌握電感式傳感器結(jié)構(gòu)、原理及其基本特性： 變氣隙型電感式傳感器 螺管式電感傳感器 電感量 靈敏度 非線性 誤差 差動結(jié)構(gòu)：靈敏度加倍；非線性誤差減小。 Chapter3 2.掌握電感式傳感器的電橋測量電路的輸出特性：交流電橋輸出： 差動電阻平衡臂電橋： 或差動變壓器電橋： 或 Chapter4 被測量 （d，S，） C U(I,f) 1掌握不同類型的電容傳感器構(gòu)成原理及其用途，并結(jié)合應(yīng)用設(shè)計(jì)電容式傳感器： 平行板電容器電容量

4、： 柱式電容器電容量： Chapter4 角位移變面積式電容傳感器： 變介電常數(shù)式電容傳感器： (線性) 2分析各種電容式傳感器測量電路特點(diǎn)：交流不平衡電橋，二極管檢波電路，差動脈沖寬度調(diào)制電路，運(yùn)算法測量電路等； 3了解雜散電容產(chǎn)生原因及減少或消除雜散電容影響的方法； 4明確電容式差壓變送器結(jié)構(gòu)原理，掌握分析計(jì)算電容變送器初始電容及靈敏度變化的方法。 Chapter5 電壓前置放大器傳感器的電壓靈敏度： 輸入電壓Ui與作用力之間的相位差: 理想情況：幅值比 電壓靈敏度 Chapter5 測量電路的時間常數(shù)： ，n=1/， 幅值比， 相位差； 低頻響應(yīng)動態(tài)誤差： 電荷前置放大器 輸出電壓： 與

5、之間的相位差： Chapter5 4學(xué)會分析壓電式加速度計(jì)的頻率響應(yīng)特性及其應(yīng)用頻率范圍的確定方法。 加速度計(jì)微分方程： 靈敏度與頻率關(guān)系： Chapter6被測量 電動勢 1.掌握磁電式傳感器的結(jié)構(gòu)（恒定磁通式和變磁通式）及其工作原理（電磁感應(yīng)原理e= N d/dt）； 2掌握磁電式傳感器的設(shè)計(jì)方法和典型應(yīng)用（速度型傳感器）； 3掌握磁電式振動傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)和特性分析。 Chapter7 溫度 電信號（電阻、電壓 、電流等） 1.掌握金屬熱電阻的測溫原理（電阻溫度效應(yīng)），明確鉑熱電阻和銅熱電阻的熱電特性、測溫范圍、百度電阻比（W(100)R100 / R0 ）、分度號（Pt100、

6、Pt50和Cu100、Cu50）和分度表； 2.了解熱敏電阻的三種基本類型和NTC熱敏電阻的基本特性； 3.掌握PN結(jié)型溫度傳感器（晶體二極管、三極管和集成溫度傳感器）的測溫原理及特性； Chapter8 光 電信號 1.明確光電傳感器由光源、光學(xué)元件和光電元件組成； 2.熟悉光電元件的光-電轉(zhuǎn)換原理是光電效應(yīng)，即外光電效應(yīng)（h=mv02/2+A0）和內(nèi)光電效應(yīng)（光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)）； 3.掌握主要光電元件（光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏二極管和光敏三極管、光電池等）的結(jié)構(gòu)和主要特性(特別是光譜特性、光電特性）； 4.理解發(fā)光二極管（LED）的發(fā)光機(jī)理：電子空穴復(fù)活，所釋放出的光子能

7、量h，即為PN結(jié)禁帶寬度Eg，所以Eg=h=hc/，從而，=hc/Eg，禁帶寬度Eg決定LED發(fā)射光的顏色；明確LED的伏安特性和光譜特性； Chapter8 5.熟悉光電傳感器的四種基本類型和主要應(yīng)用； 6.熟悉光纖傳感器所用光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)及其傳光原理（全反射原理）； 7.掌握光纖傳感器結(jié)構(gòu)類型，明確光纖在傳感器中的作用； 8.了解光纖傳感器在位移、壓力、流量、液位、溫度、等不同場合的應(yīng)用方法； 9.了解紅外傳感器的基本原理及其主要應(yīng)用； 10.了解電荷耦合器件（CCD）的圖像感光原理及圖像信號的轉(zhuǎn)移原理。Capter10被測量 數(shù)字、頻率 1掌握光柵傳感器結(jié)構(gòu)（照明系統(tǒng)、光柵副、光電元件）

8、及莫爾條紋的形成機(jī)理和特性； 2.掌握測量光柵傳感器位移的辨向原理及提高測量精度的細(xì)分技術(shù)； 3.了解感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)原理及其信號處理方法； 4.掌握碼盤式角數(shù)字編碼器的結(jié)構(gòu)和工作原理； 5.掌握幾種主要的頻率式數(shù)字傳感器（振筒式、振膜式、振弦式傳感器等）的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及頻率信號的檢測方法和應(yīng)用。Capter11氣體成分、濃度 電信號 1了解熱導(dǎo)式、熱線式、熱敏電阻式氣體傳感器的測量原理和基本檢測電路； 2掌握接觸燃燒式氣體傳感器、半導(dǎo)體氣體傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并會設(shè)計(jì)簡單的氣體報(bào)警器； 3紅外氣體傳感器和濕式氣體傳感器的結(jié)構(gòu)和檢測原理。 Capter13 （自學(xué)） 1.了解超聲波的產(chǎn)生及其傳輸特性，熟悉超聲波傳感器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用； 2.了解微波的基本特性及微薄傳感器的的檢測應(yīng)用； 3.了解超導(dǎo)效應(yīng)及超導(dǎo)傳感器的應(yīng)用；