傳感器復(fù)習(xí)資料

傳感器：能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置傳感器的構(gòu)成：敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、信號(hào)調(diào)理轉(zhuǎn)換電路、輔助電源傳感器的靜態(tài)特性：被測(cè)量的值處在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的輸出與輸入的關(guān)系敏捷度：輸出量增量與引發(fā)輸出量增量對(duì)應(yīng)輸入量增量之比。S=Δy/Δx線(xiàn)性度：傳感器的輸出與輸入之間數(shù)量關(guān)系的線(xiàn)性程度遲滯：傳感器在相似工作條件下，輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到?。ǚ葱谐蹋┳兓陂g其輸入輸出特性曲線(xiàn)不重疊的現(xiàn)象重復(fù)性：傳感器在相似工作條件下，輸入量按同一方向作全量程持續(xù)多變化時(shí)，所得特性曲線(xiàn)不一致的程度漂移：在輸入量不變的狀況下，傳感器輸出量隨著時(shí)間變化的現(xiàn)象電阻應(yīng)變片的工作原理：電阻應(yīng)變效應(yīng)，即導(dǎo)體在外界作用下產(chǎn)生機(jī)械形變時(shí)，其電阻值對(duì)應(yīng)發(fā)生變化金屬電阻應(yīng)變片種類(lèi)：絲式電阻應(yīng)變片和箔式電阻應(yīng)變片金屬電阻應(yīng)變片的構(gòu)造：敏感柵、基片、覆蓋層、引線(xiàn)應(yīng)變式加速度傳感器：重要用于物體加速度的測(cè)量。工作原理：物體運(yùn)動(dòng)的加速度與作用在它上面的力成正比，與物體的質(zhì)量成反比，即a=F/m電感式傳感器常見(jiàn)種類(lèi)：自感式、互感式、電渦流式自感式電感（變磁阻式）傳感器工作原理：運(yùn)用線(xiàn)圈自感量的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量，由線(xiàn)圈、鐵芯、和銜鐵三部分構(gòu)成差動(dòng)變隙式電感傳感器：重要構(gòu)成：兩個(gè)完全相似的電感線(xiàn)圈合用一種銜鐵和對(duì)應(yīng)磁路構(gòu)成工作原理：測(cè)量時(shí)，銜鐵與被測(cè)件相連，當(dāng)被測(cè)件上下移動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)銜鐵也以相似的位移上下移動(dòng)，造成一種線(xiàn)圈的電感量增加，另一種線(xiàn)圈的電感量減小，形成差動(dòng)形式基本特性：非線(xiàn)性大大減小，敏捷度也提高了為了使輸出特性能得到有效改善，構(gòu)成差動(dòng)的兩個(gè)變隙式電感傳感器在構(gòu)造尺寸、材料、電氣參數(shù)等方面均應(yīng)完全一致自感式電感傳感器的測(cè)量電路：交流電橋式和諧振式互感式傳感器：把被測(cè)量的非電量變化轉(zhuǎn)換為線(xiàn)圈互感變化的傳感器。這種傳感器是根據(jù)變壓器的基本原理制成，并且次級(jí)繞組用差動(dòng)形式連接，故稱(chēng)差動(dòng)變壓器式傳感器差動(dòng)變壓器常見(jiàn)構(gòu)造：變隙式、變面積式、螺線(xiàn)管式等。在非電量測(cè)量中，應(yīng)用最多的是螺線(xiàn)管式差動(dòng)變壓器差動(dòng)變壓器式傳感器測(cè)量電路：（1）差動(dòng)整流電路（2）相敏檢波電路（可靠工作的條件：us的幅值要遠(yuǎn)不不大于輸入信號(hào)u2的幅值，方便有效控制四個(gè)二極管的導(dǎo)通狀態(tài)，且us和差動(dòng)變壓器式傳感器激勵(lì)電壓u1由同一振蕩器供電，確保兩者同頻同相（或反相））電渦流效應(yīng)：塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場(chǎng)中或在磁場(chǎng)中做切割磁力線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈旋渦狀的感應(yīng)電流，此電流叫電渦流，以上現(xiàn)象稱(chēng)作電渦流效應(yīng)渦流式傳感器的應(yīng)用：1、低頻透射式渦流厚度傳感器；2、高頻反射式渦流厚度傳感器；3、電渦流式轉(zhuǎn)速傳感器電渦流傳感器的測(cè)量電路：調(diào)頻式、調(diào)幅式電容式傳感器類(lèi)型：變極距型（只有在Δd/d0很小時(shí)，才有近似的線(xiàn)性關(guān)系。微位移測(cè)量中應(yīng)用最廣），變面積型，變介質(zhì)型（測(cè)量液位高低）電容式傳感器應(yīng)用：電容式壓力傳感器，電容式加速度傳感器，差動(dòng)式電容測(cè)厚傳感器(工作原理：在被測(cè)帶材的上下兩端各置放一塊面積相等，與帶材距離相等的極板，這樣極板與帶材就構(gòu)成了兩個(gè)電容器C1，C2。把兩塊極板用導(dǎo)線(xiàn)連接起來(lái)成為一種極，而帶材就是電容的另一種極，其總電容為C1+C2，如果帶材的厚度發(fā)生變化，將引發(fā)電容量的變化，用交流電橋?qū)㈦娙莸淖兓瘻y(cè)出來(lái)，通過(guò)放大即可由電表批示測(cè)量成果)電容式傳感器測(cè)量電路：調(diào)頻電路、運(yùn)算放大器式電路、二極管雙T形交流電橋、脈沖寬度調(diào)制電路壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)，當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃?，?nèi)部產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)表面上便產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，又重新恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱(chēng)壓電效應(yīng)。當(dāng)作用力方向變化時(shí)，電荷的極性也隨之變化，這種把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的現(xiàn)象稱(chēng)作“正壓電效應(yīng)”當(dāng)在電介質(zhì)極化方向施加外電場(chǎng)，這些電介質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生幾何形變，這種現(xiàn)象稱(chēng)作“逆壓電效應(yīng)”壓電材料：含有壓電效應(yīng)的材料（壓電晶體和壓電陶瓷）石英晶體：SIO2，單晶體構(gòu)造，正六面體。光軸：縱向軸z，電軸：通過(guò)六面體棱線(xiàn)并垂直于光軸的x，機(jī)械軸：與x、z軸同時(shí)垂直的軸y。縱向壓電效應(yīng)：沿電軸x方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)，橫向壓電效應(yīng)：沿機(jī)械軸y方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)。沿光軸z方向的力作用時(shí)不產(chǎn)生光電效應(yīng)壓電陶瓷構(gòu)造：人工制造的多晶體壓電材料。材料內(nèi)部的晶粒有許多自發(fā)極化的電疇，它有一定的極化方向，從而存在電場(chǎng)。在無(wú)電場(chǎng)作用時(shí)，電疇在晶體中雜亂分布，它們各自的極化效應(yīng)被互相抵消，壓電陶瓷內(nèi)計(jì)劃強(qiáng)度為零。因此原始的電陶瓷呈中性，不含有壓電性質(zhì)壓電式傳感器的測(cè)量電路：電壓放大器，電荷放大器（輸出電壓只取決于輸入電容和反饋電容）所要解決的核心問(wèn)題：為了得到必要的測(cè)量精度，規(guī)定反饋電容的溫度和時(shí)間穩(wěn)定性都較好壓電式傳感器的應(yīng)用：壓電式測(cè)力傳感器，壓電式加速度傳感器，壓電式金屬加工切削力測(cè)量，壓電式玻璃破碎報(bào)警器霍爾效應(yīng)：置于磁場(chǎng)中的靜止載流導(dǎo)體，當(dāng)它的電流方向與磁場(chǎng)方向不一致時(shí)，載流導(dǎo)體上垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。該電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為霍爾電動(dòng)勢(shì)霍爾傳感器的應(yīng)用：霍爾式微位移傳感器，霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器，霍爾計(jì)數(shù)裝置霍爾電勢(shì)與哪些因素有關(guān)：激勵(lì)電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度，霍爾片的敏捷度光電式傳感器的構(gòu)成：光源，光學(xué)通路，光電元件，測(cè)量電路光電效應(yīng)：外光電效應(yīng)，內(nèi)光電效應(yīng)外光電效應(yīng)：在光線(xiàn)作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面對(duì)外發(fā)射的現(xiàn)象內(nèi)光電效應(yīng)：在光線(xiàn)作用下，物體內(nèi)的導(dǎo)電性能發(fā)生變化或產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)的效應(yīng)光電器件：光敏電阻、光敏二極管和光敏晶體管、光電池光電池：是一種直接將光能轉(zhuǎn)換為電能的光電器件光電池的工作原理：基于“光生伏特效應(yīng)”。硅光電池事實(shí)上是一種大面積的PN結(jié)，當(dāng)光照射到PN結(jié)的一種面，例如P型面時(shí)，若光子能量不不大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，那么P型區(qū)每吸取一種光子就產(chǎn)生一對(duì)自由電子和空穴，電子---空穴對(duì)從表面對(duì)內(nèi)快速擴(kuò)散，在結(jié)電場(chǎng)的作用下，最后建立一種與光照強(qiáng)度有關(guān)的電動(dòng)勢(shì)光電池的特性：1光譜特性（光電池對(duì)不同波長(zhǎng)的光的敏捷度是不同的）2光照特性（光電池在不同光照度下，其光電流和光生電動(dòng)勢(shì)是不同的，它們之間的關(guān)系就是光照特性）3頻率特性4溫度特性（描述光電池的開(kāi)路電壓和短路電流隨溫度變化的狀況）光電耦合器件：1用于實(shí)現(xiàn)電隔離的光電耦合器（光電隔離器）、2用于檢測(cè)物體位置或檢測(cè)有無(wú)物體的光電開(kāi)關(guān)光電耦合器（光電隔離器）：廣泛應(yīng)用在電路隔離、電平轉(zhuǎn)換、噪聲克制等場(chǎng)合光電開(kāi)關(guān)：廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、自動(dòng)化包裝線(xiàn)及安全裝置中作為光控制和光探測(cè)裝置。光纖構(gòu)造：纖芯，包層，保護(hù)套光纖傳光原理：基于光的全內(nèi)反射光纖基本特性：1數(shù)值孔徑（NA）（物理意義：表征光纖集光本領(lǐng)的一種重要參數(shù)，即反映光纖接受光量的多少）2光纖模式3光纖傳輸損耗光纖傳感器：運(yùn)用光纖本身的某種敏感特性或功效制成的傳感器，稱(chēng)為功效型傳感器（傳感型傳感器）；光纖僅僅起傳輸光的作用，它在光纖端面或中間加裝其它敏感元件感受被測(cè)量的變化，這類(lèi)傳感器稱(chēng)為非功效型傳感器（傳光型傳感器）光纖傳感器的應(yīng)用：1光纖加速度傳感器2光纖溫度傳感器熱電效應(yīng)：兩種不同材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）構(gòu)成一種閉合回路，當(dāng)兩接點(diǎn)溫度不同時(shí)，則在該回路中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。該電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為熱電勢(shì)。這兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體的組合稱(chēng)為熱電偶，導(dǎo)體稱(chēng)為熱電極。兩個(gè)接點(diǎn)，一種稱(chēng)熱端（測(cè)量端或工作端），測(cè)溫時(shí)將它置于被測(cè)介質(zhì)中；另一種稱(chēng)冷端（參考端或自由端），它通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與顯示儀表相連熱電偶基本定律：1、均質(zhì)導(dǎo)體定律：由兩種均質(zhì)導(dǎo)體構(gòu)成的熱電偶，其熱電動(dòng)勢(shì)的大小只與兩材料及兩接點(diǎn)溫度有關(guān)，與熱電偶的大小尺寸、形狀及沿電板各處的溫度分布無(wú)關(guān)