测试技术复习资料传感器第四章-考试重点教学教材
(完整版)传感器期末复习重点知识点总结必过
第一章传感器概述人的体力和脑力劳动通过感觉器官接收外界信号，将这些信号传送给大脑，大脑把这些信号分析处理传递给肌体。
如果用机器完成这一过程，计算机相当人的大脑，执行机构相当人的肌体，传感器相当于人的五官和皮肤。
1.1.1传感器的定义广义：传感器是一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号的输出器件和装置。
狭义：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。
国家标准对传感器定义是：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置以上定义表明传感器有以下含义：1、它是由敏感元件和转换元件构成的检测装置；2、能按一定规律将被测量转换成电信号输出；3、传感器的输出与输入之间存在确定的关系；按使用的场合不同又称为: 变换器、换能器、探测器1.1.2传感器的组成传感器由敏感元件、转换元件、基本电路三部分组成：图示：被测量---敏感原件-----转换原件----基本电路-------电量输出电容式压力传感器-------------------压电式加速度传感器----------------------电位器式压力传感器1.1.3传感器的分类1）按传感器检测的范畴分类：生物量传感器、化学量传感器、物理量传感器、2）按输入量分类：速度、位移、角速度、力、力矩、压力、流速、液面、温度、湿度3）按传感器的输出信号分类：模拟传感器数字传感器4）按传感器的结构分类：结构型传感器、物性型传感器、复合型传感器5）按传感器的功能分类：智能传感器、多功能传感器、单功能传感器6）按传感器的转换原理分类：机—电传感器、光—电传感器、热—电电传感器、磁—电传感器电化学传感器。
7）按传感器的能源分类：有源传感器、无源传感器国标制定的传感器分类体系表将传感器分为：物理量、化学量、生物类传感器三大门类；1.2 传感器的地位与作用在基础学科研究中，传感器更有突出的地位。
宏观上的茫茫宇宙、微观上的粒子世界、长时间的天体演化、短的瞬间反应。
传感器与检测技术 第四章
4.1传感器的工作原理及类型 4.2电容传感器的灵敏度及非线性 4.3电容传感器的特性等效电路 4.4电容传感器的设计要点 4.5电容式传感器的转换电路 4.6电容式传感器的应用举例 本章要点
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4.1 电容式传感器的工作原理及类型
电容式传感器是将被测量(如尺寸、压力等)的变化 转换成电容量变化的--种传感器。 一、工作原理 由物理学可知，两个平行金属极板组成的电容器， 如果不考虑其边缘效应，其电容为 ε S ε rε 0 S C d d 式中 ε -- 两个极板间介质的介电常数； ε r -- 介质的相对介电常数； ε 0 -- 真空介电常数（ε 0 =8.85×10-12F/m）； s -- 两个极板相对有效面积； d -- 两个极板间的距离
4.3.2
电容式传感器的等效电路
图4-4 电容式传感器的等效电路 对高频有：
Ce
C 1 LC
2
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4.4 电容传感器的设计要点
一、保证绝缘材料的绝缘性能 必须从选材、结构、加工工艺等方面来减 小温度等误差和保证绝缘材料具有高的绝缘性 能。 二、消除和减小边缘效应 边缘效应不仅使电容传感器的灵敏度降低 而且产生非线性，因此应尽量消除或减小它。
电容式传声器（Microphone）
电容传声器核心是平板电容器，振动膜片是一片表面经 过金属化处理的轻质弹性薄膜，当膜片随着声波的压力的大 小产生振动时，膜片与后极板之间的相对距离发生变化，膜 片与极板所构成电容器的量就发生变化。极板上的电荷随之 变化，电路中的电流也相应变化，负载电阻上也就有相应的 电压输出，从而完成了声音信号与电信号的转换。
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《传感器与测试技术》复习资料.docx
上海开大《传感器与测试基础》复习资料（参考答案）（注意：考试时，答题使用答题纸）一、填空题（20分）1.传感器的特性一般指输入、输出特性，有动、静之分。
静态特性指标的有灵敏度、线性度、分辨力、迟滞误差、稳定性等。
P18—P202.对于测量方法，从不同的角度有不同的分类，按照测量结果的显示方式，可以分为模拟式测量和数字式测量。
P73.对于测量方法，从不同的角度有不同的分类，按照是否在工位上测量可以分为在线测量和离线式测量。
P74.对于测量方法，从不同的角度有不同的分类，按照测量的具体手段，可以分为偏位式测量、微差式测量和零位式测量。
P75.某0. 1级电流表满度值x m =100mA ,测量60仇4的绝对误差为±0. 1mA。
6、服从正态分布的随机误差具有如下性质集中性、对称性、有界性。
P137.硅光电池的光电特性中，当负载短路时，光电流在很大范围内与照度呈线性关系。
P2308、把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据室压蚩的基本原理制成的，其次级绕绢.都用差动形式连接,所以又叫差动变压器式传感器。
P679、霍尔传感器的霍尔电势U H为KNB 若改变I或—就能得到变化的霍尔电势。
P18310、电容式传感器中，变极距式一般用来测量微小的位移。
11、压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，但不适宜测量频率太低的被测量，特别是不能测量一静态值。
12、差动电感式传感器与单线圈电感式传感器相比,线性好灵感度提高二_____ 倍、测量精度高。
13.热电偶冷端温度有如下补偿方法：冷端恒温法（冰浴法）、计算修正法、电桥补偿法、仪表机械零点调整法。
P21014.空气介质变间隙式电容传感器中，提高其灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用差动式电容传感器。
15.从原理来分，电容式传感器结构类型有：变面积式、变极距式、变介电常数式。
16.变极距式电容传感器的电容变化与极板间距之间的关系是成关系，为了减小这种关系带来的测量误差，常采用差动结构来解决。
传感器与检测技术第四章
测量误差可能来源于测量设备、测量方法、测量环境、测 量人员等多个方面。
测量误差的处理方法
针对不同类型的测量误差，可以采取不同的处理方法，如 校准测量设备、改进测量方法、控制测量环境、提高测量 人员技能等。
信号调理与数据采集系统设计
信号调理的定义
信号调理是指对传感器输出的微弱信号进行放大、滤波、转换等处理，以便于后续的数据采集和 处理。
济性等因素。
06
压电式传感器原理及应用
压电式传感器工作原理及特点
工作原理
高灵敏度
宽频带
结构简单
耐高温高压
压电式传感器是基于压 电效应的传感器。压电 材料在受到外力作用时 ，会在其表面产生电荷 ，从而实现非电量到电 量的转换。
压电式传感器具有高灵 敏度，能够测量微小的 压力或力变化。
压电式传感器的频响范 围宽，适用于动态测量 。
温度传感器
用于测量温度，广泛应用于家 电、汽车、工业等领域。
位移传感器
用于测量物体位置变化，常用 于机械、建筑等领域。
化学传感器
对化学物质敏感，用于环境监 测、医疗诊断等领域。
02
检测技术基础
检测技术概述及发展历程
检测技术的定义
检测技术是研究和应用各种物理、化学、生物等原理和方法，对物 质成分、结构、性质、状态等进行测量、分析和判断的技术。
电阻式传感器性能评价及选用原则
性能评价
评价电阻式传感器的性能主要包括测量精度、稳定性、响应速度、线性度、重复性等方面。其中，测 量精度和稳定性是评价传感器性能的重要指标。
选用原则
在选用电阻式传感器时，应根据实际需求考虑传感器的测量范围、精度等级、稳定性要求、输出信号 类型及接口等因素。同时，还需要注意传感器的安装和使用环境，以确保传感器的正常工作和使用寿 命。
《传感器与检测技术》教学课件 第四章
传感器与检测技术
第四章 电容式传感器
图4-8为变介电常数型电容式传感器的原理图， 此时δ和S为常数，
图4-8 变介电常数型电容传感器原理图
传感器与检测技术
第四章 电容式传感器
当有一厚度为d的相对介电常数为εr的固体电介 质通过极板间的间隙时，电容器的电容可等效为
两个电容串联而成，总电容为
C 0S d dr
容的初始电容C0为：
C0
0A
0ab
•（4-2）
当动极板移动△x后，两板极间的电容变为：
C
0b(a
x)
C0
0b
x
•（4-3）
电容的变化量为：
C
C
C0
0b x
C0
x a
•（4-4）
传感器与检测技术
灵敏度K0为：
K0
C x
0b
第四章 电容式传感器
（4-5）
图4-3是改变极板间遮盖面积的差动电容传感器 的原理图。上、下两个圆筒是固定极板，而中间 的为可动极板，当可动极板向上移动时，与上极 板的遮盖面积增加，而与下极板的遮盖面积减小， 两者变化的数值相等，传感器输出为两电容之差。
传感器与检测技术
第四章 电容式传感器
•学习目标
掌握变面积、变极距、变 介质电容传感器的组成和 工作原理；了解电容传感 器的测量电路；掌握电容 传感器的基本使用方法。
传感器与检测技术
第四章 电容式传感器
第一节电容式传感器的结构、工作原理和特性
•以电容器作为敏感元件，将被测物理量 的变化转换为电容量的传感器称为电容式 传感器。当忽略边缘效应时，平板电容器 的电容量C可以表示为：
L
2 d (1 ( d )2 ) 2 d
传感器与检测技术第四版 第四章
要求各个码道刻划精确，彼此对准，给码盘制作造成很大困难 有—个码道提前或延后改变，就可能造成输出的粗大误差
消除粗大误差方法： (1) 双读数头法，循环码代替二进制码
六位循环码码盘
特点：
(1) n位循环码码盘具有2n种不同编码；
(2) 循环码码盘具有轴对称性， 其最高位相反，其余各位相同
二进制码转换为循环码的电路
循环码转变为二进制码的电路
循环码是无权码，直接译码有困难， 一般先转换为二进制码再译码
单盘与多盘编码器：
单盘编码器： 全部码道在一个圆盘上，结构简单，使用方便
多盘编码器： 几个码盘通过机械传动装置连成一起，可大大提高分辨率
4.2.4 光电码盘的应用
光学码盘测角仪
脉冲当量变换
(3) 循环码为无权码 (4) 循环码码盘转到相邻区域时，编码中只有一位发生变化，
不会产生粗误差
4.2.3 二进制码与循环码的转换
十进制数 0 1 2 3 4 5 6 7
二进制码 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111
循环码 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100
阻挡层光电效应(光生伏特效应)： 在光线作用下使物体产生一定方向的电动势的现象。 如光电池、光敏晶体管
4.1.1 光电管
4.1.2 光电倍增管
特点：放大光电流。 结构：光电阴极+若干倍增极+阳极 工作原理： 二次电子发射系数 σ =二次发射电子数／入射电子数 若倍增极有n，则倍增率为σn
4.1.3 光敏电阻
4.1.6 光电式传感器的应用
1. 模拟式光电传感器的应用 原理： 光电器件的光电流随光通量而变化，是光通量的函数。 光通量随被测非电量而变化，这样光电流就是被测非电量的函数 光电比色高温计
测试技术第四章复习提纲doc
第一节1、什么是“传感器”？2、机械工程领域中，传感器的输出信号一般为什么类型的信号？3、传感器一般由、和组成？4、实现了非电量到电信号的转换，是传感器的核心元件?5、敏感元件一定是一个单一元件，这种说法对吗？6、敏感元件一定不是一个单一元件，这种说法对吗？7、敏感元件输出的电信号可分为两类：一类是、及，另一类是、和等电参数。
8、同一种传感器，只可以用于测量一种被测量，这种说法对吗？9、同一种被测量，只可以用一种传感器来测量，这种说法对吗？10、根据被测量即传感器的用途进行分类，可将传感器分为力、、等？11、根据传感器的工作原理或信号转换原理分类，可将传感器分为、、等？12、电气式传感器可分为、、、、等?13、按信号变换特征可将传感器分为与？14、什么是“物性型传感器”，请举例说明？15、什么是“结构型传感器”，请举例说明？16、根据敏感元件与被测对象之间的能量关系，传感器也可分为与 ?17、什么是“能量转换型”，请举例说明？18、什么是“能量控制型”，请举例说明？19、按输出信号的性质不同可分为和传感器?20、数字式传感器有什么优点？21、按构成传感器的功能材料不同，可将传感器分为、、、等。
第二节22、机械式传感器一般以作为敏感元件？23、简述机械式传感器的工作原理？24、举几个机械式传感器的应用实例？25、简述弹簧秤的工作原理？第三节26、电阻式传感器的敏感元件是？27、简述电阻式传感器的工作原理？28、根据其敏感元件工作原理的不同，可分为和两类。
29、变阻器式传感器的转换元件是？30、简述变阻器式传感器的工作原理？31、常用变阻器式传感器有、和等？32、变阻器式传感器的测量电路一般采用电路？33、举一个变阻器式传感器的应用实例？34、电阻应变片的转换元件是？35、按敏感栅材料的不同，电阻应变片可分为电阻应变片和电阻应变片两大类？36、根据应变片形状的不同，金属电阻应变片可分为、和三种。
37、半导体电阻应变片有、和三种。
传感器复习大纲
第一章测试的基础知识1、计量的概念：实现测量单位统一和量值准确传递2、测量的概念：测量是以确定被测对象的量值3、测试的概念：测试则是具有试验性质的测量第二章信号分析基础1、信号分为：连续、离散、能量、功率、确定（周期、非周期）、随机（平稳、非平稳）信号2、周期信号的频谱有以下特点：离散性、谐波性、收敛性第三章测试系统的特性1、对测试系统的基本要求是实现不失真的测试2、理想的测试系统应该具有：单一性、输入与输出关系3、测试系统的静态特性指标：灵敏度（输入与输出之比）、线性度、回程误差（迟滞误差）、重复性、精度、稳定性和漂移（稳定度、环境影响）、分辨力、可靠性第四章传感器技术概论1、传感器的组成：敏感组件、变换组件、信号调理电路、（Extra ：辅助电源提供转换能量）2、弹性敏感组件的基本特性：● 刚度：外力作用时抵抗变形的能力（k=dF/dx ）● 灵敏度：外力作用下产生变形的大小（S=1/k=dx/dF ）● 弹性滞后原因：分子间存在内摩擦）● 弹性后效与载荷、时间有关）● 温度特性：αt 表示膨胀系数、0L 表示温度为0t °C 时的长度则t °C 时的长度为]t -t 1[0t 0）（α+=L L ● 固有频率：em k 21f π= （k ：刚度e m ：振动质量）机械品质因数：Q 值越大，弹性敏感组件消耗的能量越少，储能效率越高，工作频带越窄3、弹性敏感组件的要求：极限强度高、滞后温度小、抗氧化绝缘耐腐蚀第五章电阻应变式传感器1、电阻应变片的结构：敏感栅、基底、引线、覆盖层、粘合剂、电极2、电阻应变片原理：电阻应变效应、压阻效应3、电阻应变效应：电阻值随机械变形而变化的物理现象4、压阻效应：受到载荷应力作用，电阻产生变化5、公式：AL R ρ=（L ：长度A ：截面积（4d 2π=A ）ρ：电阻率） 6、电阻应变片种类：丝式、箔式、半导体、薄膜应变片7、电阻应变片材料要求：灵敏度、电阻率高而稳、电阻系数小热稳定、抗氧化耐腐蚀、无机械滞后8、测量电桥：电桥是电阻（电感或电容）所组成的一个四端网络,参与测量的桥臂数越多，电桥的灵敏度越高计算方法：图，详见书46页当L R →∞时，电桥输出电压为）（4332110R R R R R R U U I +-+= 当电桥平衡时，0U =0则有：1R 4R =2R 3R 或4321R R R R = 结论：电桥若平衡，相对两臂的乘积相等，或相邻两臂电阻的比值必定相等 半桥单臂：I U RR U ∆=410只有一个电阻工作，其他都为0 半桥双臂：I U RR U ∆=210只有两个电阻工作，其他都为0 全臂：I U RR U ∆=0所有电阻都相等 第六章电感式传感器1、电感式传感器分为：自感、互感、电涡流式2、自感式（线圈、铁心、衔铁组成）：变气隙式、变面积式、螺管式、差动式自感传感器变间隙型：图详见53页：m2R N L =（N 为线圈匝数，m R 磁路总电阻）差动式自感传感器：两个结构相同的自感线圈组合在一起形成差动式电感传感器，提高灵敏度，减少测量误差3、互感式电感传感器:即差动变压器工作原理类似变压器，但接线方式是差动的，用来测量被测量转化为互感系数M 的变化4、电涡流式传感器：根据电磁感应定律，块状金属在变化的磁场或做切割磁感线运动时，导体内将产生旋涡状的感应电流，称为电涡流电涡流式传感器结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量范围大、干扰能力强第七章电容式传感器1、电容式传感器工作原理和结构：d AC ε=（12-100.9⨯=ε为介电常数A 为面积d为间距）两块平行金属板组成的平板电容器。
《传感器》考试复习资料
一、填空：1.传感器位于系统之首，其作用相当于人的五官，直接敏感外界信息。
2.非电量一般有两种形式：一种是稳定的，即不随时间变化或变化极其缓慢，称为静态信号；另一种是随时间变化而变化，称为动态信号。
3.传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系称为静态特性。
4.传感器的分辨率是在规定测量范围内所能检测输入量的最小变化量。
5.迟滞特性能表明传感器在正向行程和反向行程期间，辅出-输入特性曲线不重合的程度。
6.重复性表示传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时，所得特性曲线不一致性的程度。
7.传感器的漂移是指在外界的干扰下，输出量发生与输入量无关的、不需要的变化。
8.常用的电阻应变片可分为两类：金属电阻应变片和半导体电阻应变片。
前者主要分为丝式、箔式和膜式等。
9.敏感栅是应变片最重要的组成部分。
10.用应变片构成应变式传感器，如何将应变敏感栅粘贴在基片上是能否应用于测量的关键之一。
11.压阻传感器零点温度漂移是因为扩散电阻的阻值随温度变化引起的，灵敏度温度漂移是因为压阻系数随温度变化引起的。
12.电位计（器）式电阻传感器分为线绕式和非线绕式两种，它们主要用于非电量变化较大的测量场合。
13.光电电位器与其它形式电位器最显著区别是：它是一种非接触式电位器。
14.电感式传感器从磁路上可分为闭磁路和开磁路两种。
螺管式属于开磁路。
15.最基本的闭磁路自感式变磁阻电感传感器，由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。
16.螺管型电感传感器是开磁路自感式变磁阻电感传感器。
17.自感式传感器是基于将电感线圈的自感变化代替被测量的变化，互感式传感器则是把被测量的变化转换为变压器的互感变化。
18.差动变压器在铁芯位于中心位置时，输出电压并不是零电位，而是U x，U x被称为零点残余电压。
19.电涡流传感器可分为高频反射式和低频透射式两类。
20.变极距电容式传感器的最大位移应该小于极板间距的1／10。
21.圆筒形电容器不能用作改变极距的传感器。
《传感器与智能检测技术》 第4章习题答案
第4章压电式传感器一、填空题1.压电元件一般有三类：第一类是石英晶体；第二类是压电陶瓷；第三类是高分子压电材料。
2.压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。
3.将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的压电效应；蜂鸣器中发出“嘀…嘀…”声的压电片发声原理是利用压电材料的逆压电效应。
4.在实验室作检验标准用的压电仪表应采用sio2压电材料；能制成薄膜，粘贴在一个微小探头上、用于测量人的脉搏的压电材料应采用PVDF。
5.使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量动态的力或压力。
6.动态力传感器中，两片压电片多采用并联接法，可增大输出电荷量；在电子打火机和煤气灶点火装置中，多片压电片采用串联接法，可使输出电压达上万伏，从而产生电火花。
7.用于厚度测量的压电陶瓷器件利用了逆压电效应原理。
二、综合题1.简述压电式加速度传感器的结构及原理。
压电式加速度传感器一般由壳体及装在壳体内的弹簧、质量块、压电元件和固定安装的基座组成。
压电元件一般由两片压电片组成，并在压电片的两个表面镀银，输出端由银层或两片银层之间所夹的金属块上引出，输出端的另一根引线就直接和传感器的基座相连。
在压电片上放置一个质量块，然后用硬弹簧对质量块预加载荷，然后将整个组件装在一个基座的金属壳体内。
为了隔离基座的应变传递到压电元件上去，避免产生假信号输出，增加传感器的抗干扰能力，基座一般要加厚或者采用刚度较大的材料制造。
使用时，将传感器基座与试件刚性固定在一起，当其感受振动时，由于弹簧的刚度相当大，质量块的质量相对较小，可以认为质量块的惯性很小。
因此可以认为质量块感受到与传感器基座相同的振动，并受到与加速度方向相反的惯性力作用，这样，质量块就有一个正比于加速度的作用力作用在压电片上。
通过压电片的压电效应，在压电片的表面上就会产生随振动加速度变化的电压，当振动频率远低于传感器的固有频率时，传感器输出的电压与作用力成正比，即与传感器感受到的加速度成正比。
传感器与测试技术(复习资料)
《传感器与测试技术》复习资料总共50题共100分一、单选题（共20题,共40分）1. 不能用涡流式传感器进行测量的是（）。
（2分）A.位移B.材质鉴别C.探伤D.非金属材料. ★标准答案：D2. 压电材料按一定方向置放在电场中，其几何尺寸发生变化，称为（）效应。
（2分）A.压电B.压阻C.逆压电D.压磁. ★标准答案：C3. 以下误差在数据处理时应该剔除的是（）。
（2分）A.粗大误差B.绝对误差C.系统误差D.随机误差. ★标准答案：A4. 不能实现非接触式测量的传感器是（）。
（2分）A.压电式传感器B.电涡流式传感器C.光电式传感器D.超声波传感器. ★标准答案：A5. 半导体热敏电阻的电阻率随着温度上升，电阻率（）。
（2分）A.上升B.迅速下降C.保持不变D.归零. ★标准答案：B6. 下列四种光电元件中，基于外光电效应的元件是（）。
（2分）A.光敏二极管B.硅光电池C.光电管D.光导管. ★标准答案：C7. 非线性度是表示校准曲线（）的程度。
（2分）A.接近真值B.偏离拟合直线C.正反行程不重合D.重复性. ★标准答案：B8. 下列传感器中，属于发电型测力传感器的是（）。
（2分）A.电容式传感器B.自感式传感器C.压电式传感器D.电阻式传感器. ★标准答案：C9. 热电偶的冷端补偿法中，应用最广泛的是（）。
（2分）A.冷端恒温法B.补偿导线法C.计算修正法D.电桥补偿法. ★标准答案：B10. 将电阻应变片贴在（）上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。
（2分）A.质量块B.导体C.弹性元件D.机器组件. ★标准答案：C11. 湿空气的露点是指在（）不变的情况下降温，使湿空气达到饱和，并出现第一滴液滴时的温度。
（2分）A.空气温度和总压力B.总压力和湿度C.湿度和水蒸气分压D.空气温度和水蒸气分压. ★标准答案：B12. 金属丝电阻应变片的基本特性中对测量结果影响最大的是（）。
传感器及检测技术期末考试复习提纲
《传感器及检测技术》课程期末考试复习提纲一、考试章节范围：考试范围大体为：教材第1-7章，以及第9章的无线传感器网络、多传感器信息融合等少部分内容。
为减轻复习负担，其中各章的以下小节基本不用复习：第1章：1.1.1、1.1.3、1.3.7、1.3.8、1.4.2、1.5第2章：2.2第3章：3.4.3第4章：4.3.1、4.4.3～4.4.5第5章：5.1.4、5.2.3～5.2.4、5.3.2第6章：6.1、6.3.3～6.3.7、6.4二、考试题型：A卷（期末试卷）1．填空题: 20空，每空1分，共20分2．选择题: 10题，每题2分，共20分3．判断题：10题，每题1分，共10分4．简答题: 5题，每题5分，共25分5．解答题: 3题，分值不一，共25分（分别为：脉冲式光电传感器测物体位移、两线制压力变送器、热电偶测温）B卷（补考试卷）1．填空题: 20空，每空1分，共20分2．名词解释: 4题，每题5分，共20分3．简答题: 5题，每题6分，共30分4．解答题: 3题，每题10分，共30分（分别为：光纤导光、测力传感器计算、两线制超声液位计测液位）三、成绩比例：期末考试成绩： 70％平时考勤、作业等：20％实验：10％四、各章需掌握的知识点：第1章传感器与检测技术基础（重点）1．掌握检测系统的组成；掌握传感器的定义和组成；传感器的其他用名；传感器按各种不同标准的分类。
2．掌握测量误差的两种表示方法：绝对误差、相对误差的定义，其计算方法和各自用途；掌握满度（引用）相对误差在衡量仪表准确度等级中的应用。
弄清楚传感器精度等级的含义（例如1.5级是何意）。
3．掌握按规律性对误差的分类：系统误差、随机误差和粗大误差，掌握其基本概念；掌握正态分布的随机误差的特点；掌握发现系统误差的几种准则，以及每种准则主要发现的是哪类系统误差。
4．掌握粗大误差最常用的判别和剔除方法—3σ原则的主要内容。
5．掌握传感器的基本特性参数分为两方面：静态特性和动态特性；掌握静态特性包括哪些主要性能指标，重点理解线性度和灵敏度两个指标的含义。
《传感器与检测技术》复习资料整理
第一章：传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。
传感器分类见第8页自动检测系统由①传感器②信号调理③数据采集④信号处理⑤信号显示⑥信号输出⑦输入设备⑧稳压电源第二章：误差：测量结果不能准确地反映被测量的真值而存在一定的误差，这个偏差就是测量误差。
约定真值：根据国际计量委员会通过并发布的各种物理参量的定义，利用当前最先进的科学技术复现这些实物的单位基准，其值被公认为国际或国家基准，称其为约定真值。
相对真值：如果一级检测仪器（计量工具）的小于第一级检测仪器误差的1/3，则可认为前者是后者的相对真值。
误差：①绝对误差②相对误差③引用误差精度等级：仪表准确度习惯称为精度，准确度等级习惯上称为精度等级。
人为规定：取最大引用误差百分数作为检测仪器（系统）精度等级的标志，即最大引用误差去掉正负号和百分号后的数字表示精度等级。
精度等级的计算见第17页工作误差：检测仪器在额定工作下可能产生的最大误差范围，它是衡量检测仪器的最重要的质量指标之一。
误差性质的分类：系统误差随机误差粗大误差减少系统误差的方法：采用修正的方法减小横差系统误差采用交叉读书减小线性系统误差采用半周期法减小周期性系统误差粗大误差的解决办法（29页）：拉伊达准则格拉布斯准则课后题第36页第3题第三章静态特性的主要参数：①测量范围②精度等级③灵敏度④线性度⑤迟滞⑥重复性⑦分辨力⑧死区动态特性：见46页的频率特性对线性测量系统其稳态响应（输出）是与输入（激励）同频率的正弦信号。
对同一正弦输入，不同传感器或检测系统稳态响应的频率虽相同，但幅度和相位角通常不同。
第四章结构型传感器电阻式应变传感器：利用电阻应变片静应变片转换为电阻的变化，实现电测非电量的传感器。
金属材料的应变效应:金属材料在受到外力作用时，产生机械变形，导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。
电桥测量电路的结构的分类：直流电桥（①单臂工作电桥②双臂工作电桥③全臂工作电桥）单臂工作电桥存在非线性误差灵敏度之比：单臂：双臂：全臂= 1:2:4课后习题第113页考电阻应变第五章常用物性型传感器压电效应：当沿着一定方向施加机械力作用而产生变形时，会引起它内部正负电荷中心相对位移产生点的极化，从而导致其两个相对表面（极化面）上出现符号相反的电荷；当外力去掉后，又恢复到不带电的状态。
传感器与检测技术课后复习资料
1．什么是传感器？它由哪几个部分组成？分别起到什么作用？解：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置，能完成检测任务；传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。
敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量；转换元件把敏感元件的输出作为它的输入，转换成电路参量；上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。
2．传感器技术的发展动向表现在哪几个方面？解：（1）开发新的敏感、传感材料：在发现力、热、光、磁、气体等物理量都会使半导体硅材料的性能改变，从而制成力敏、热敏、光敏、磁敏和气敏等敏感元件后，寻找发现具有新原理、新效应的敏感元件和传感元件。
（2）开发研制新型传感器及组成新型测试系统①MEMS技术要求研制微型传感器。
如用于微型侦察机的CCD传感器、用于管道爬壁机器人的力敏、视觉传感器。
②研制仿生传感器③研制海洋探测用传感器④研制成分分析用传感器⑤研制微弱信号检测传感器（3）研究新一代的智能化传感器及测试系统：如电子血压计，智能水、电、煤气、热量表。
它们的特点是传感器与微型计算机有机结合，构成智能传感器。
系统功能最大程度地用软件实现。
（4）传感器发展集成化：固体功能材料的进一步开发和集成技术的不断发展，为传感器集成化开辟了广阔的前景。
（5）多功能与多参数传感器的研究：如同时检测压力、温度和液位的传感器已逐步走向市场。
3．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选择？解：在生产过程和科学实验中，要对各种各样的参数进行检测和控制，就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量，这取决于传感器的基本特性，即输出—输入特性。
衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度，迟滞和重复性等。
1）传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度；2）传感器的灵敏度S是指传感器的输出量增量Δy与引起输出量增量Δy的输入量增量Δx的比值；3）传感器的迟滞是指传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程期间其输出-输入特性曲线不重合的现象；4）传感器的重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。
汇总整理《传感器与检测技术》期末考试复习要点
第一章传感器基础L.智能物联网工程师群，免费共享100G学习资料Qq-群-号码：538435543欢迎大家加入交流经验，互相分享1检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。
答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。
当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。
下图给出了检测系统的组成框图。
检测系统的组成框图传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。
测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。
通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。
根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。
显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。
2.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义?依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号主称——传感器，代号C；被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。
见附录表2；转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。
见附录表3；序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。
若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。
例：应变式位移传感器： C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。
3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行?答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。
此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U来讲为一小量。
传感器与检测技术复习资料(重点版)
第一章by YYZ 都是老师上课给的应该全都有了。
1.传感器是一种以一定精确度把被测量（主要是非电量）转换为与之有确定关系、便与应用的某种物理量（主要是电量）的测量装置。
2.传感器的组成：信号从敏感元件到转换元件转换电路。
3.敏感元件：它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。
4.转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成为电路参数。
5.转换电路：将电路参数接入转换电路，便可转换为电量输出。
6.误差的分类：系统误差（测量设备的缺陷），随机误差（满足正态分布），粗大误差。
7.系统误差：在同一条件下，多次测量同一量值时绝对值和符号保持不变，按一定规律变化的误差称为系统误差。
材料、零部件及工艺的缺陷，标准测量值，仪器刻度的标准，温度，压力会引起系统误差。
8.随机误差：绝对值和符号以不可预定的变化方式的误差。
仪表中的转动部件的间隙和摩擦，连接件的弹性形变可引起随机误差，随机误具有随机变量的一切特点。
9.粗大误差：超出规定条件下的预期的误差。
粗大误差明显歪曲测量结果，应该舍去不用。
10.精度：反映测量结果与真值接近度的值。
11.精度可分为准确度、精密度、精确度。
12.准确度：反映测量结果中系统误差的影响程度。
13.精密度：反映测量结果中随机误差的影响程度。
14.精确度：反映测量结果中系统误差和随机误差综合的影响程度，其定量特征可以用测量的不确定度（或极限误差）表示。
15.精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，但精确度高，则精密度和准确度都高。
16.传感器的静态特性是指输入被测量不随时间变化，或随时间变化很缓慢时，传感器的输出与输入的关系。
17.衡量传感器静态特性的重要指标是线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度等。
18.线性度的计算例题：19.20.△Lmax为最大非线性绝对误差，Yfs为满量程输出。
21.传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间的线性程度。
22.灵敏度是指传感器在稳态下的输出变化量△Y与引起次变化的输入变化量△x之比，它表征传感器对输入量变化的反映能力。
2202传感器与检测技术复习资料
传感器与检测技术知识点整理DX代表单项选择题GN代表概念题JD代表简答题JS代表计算题（重点看不涉及数字的题（概念性的题）。
第1章：概述一、传感器的定义。
DX，GN工程中通常把直接作用于被测量，能按一定规律将其转换成同种或别种量值输出的器件称作传感器。
二、传感器的分类。
DX，GN1.物性型传感器：依靠敏感元件材料本身物理化学性质的变化来实现信号变换的传感器。
属于物性型传感器有：光电式和压电式，如：电阻应变片，压电式加速度计，光电管等。
2.结构型传感器：依靠传感器结构参量的变化实现信号转换。
属于结构型传感器的有：电感式，电容式，光栅式。
如：电容传感器，涡流传感器，差动变压器式等。
五套3.按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（光电式传感器）三、传感器的特性与主要性能指标。
DX，GN，JS1.静态指标：线性度，灵敏度，重复性等。
（1）线性度：指测量装置输出、输入之间保持常值比例关系的程度。
（2）灵敏度：输出的变换量与输入的变换量之比。
（3）重复性：指测量系统在输入量按同一方向做全量程连续多次测试时所得输入、输出特性曲线不重合程度。
2.动态指标：属于传感器动态性能的有：固有频率，四、传感器及检测系统基本特性的评价指标与选用原则。
DX，GN，JD1.灵敏度（1）测试系统的灵敏度越高，则其测量范围：越窄（2）对于理想的定常线性系统，灵敏度是（常数）（3）传感器灵敏度的选用原则。
①尽量选用灵敏度高的传感器②尽量选用信噪比大的传感器③当被测量是向量时要考虑交叉灵敏度的影响④过高的灵敏度会缩小其适用的测量范围2.线性度（1）非线性度是表示校准曲线( 偏离拟合直线 )的程度。
3.稳定性（1）测试装置在规定条件下保持其测量特性恒定不变的能力称( 稳定度 )4.精确度（1）精度：也称为精确度，是反映测量系统误差和随机误差的综合误差指标，即准确度和精密度的综合偏差程度。
（2）传感器精确度的选用原则。
①尽量选用精确度高的传感器，同时考虑经济性②对于定性试验，要求传感器的精密度高③对于定量试验，要求传感器的精确度高④传感器的精确度越高，价格越昂贵。
测试技术复习资料传感器第四章考试重点
测试技术传感器第四章题型小结一、选择题1. 电涡流式传感器是利用什么材料的电涡流效应工作的。
（ A ）PVFA. 金属导电B. 半导体C. 非金属D.22. 为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用（B ）。
A. 电压放大器B. 电荷放大器C. 前置放大器D. 电容放大器3. 磁电式绝对振动速度传感器的数学模型是一个（B ）。
A. 一阶环节B. 二阶环节C. 比例环节D. 高阶环节4. 磁电式绝对振动速度传感器的测振频率应（A ）其固有频率。
A. 远高于B. 远低于C. 等于D. 不一定5. 随着电缆电容的增加，压电式加速度计的输出电荷灵敏度将（C ）。
A. 相应减小B. 比例增加C. 保持不变D. 不确定6. 压电式加速度计，其压电片并联时可提高（B ）。
A. 电压灵敏度B. 电荷灵敏度C. 电压和电荷灵敏度D. 保持不变7. 调频式电涡流传感器的解调电路是（C ）。
A. 整流电路B. 相敏检波电路C. 鉴频器D. 包络检波电路8. 压电式加速度传感器的工作频率应该（C ）其固有频率。
A. 远高于B. 等于C. 远低于D. 没有要求9. 下列传感器中哪个是基于压阻效应的？（ B ）A. 金属应变片B. 半导体应变片C. 压敏电阻D. 磁敏电阻10. 压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的（B ）成正比。
A. 位移B. 速度C. 加速度D. 频率11. 石英晶体沿机械轴受到正应力时，则会在垂直于（B ）的表面上产生电荷量。
A. 机械轴B. 电轴C. 光轴D. 晶体表面12. 石英晶体的压电系数比压电陶瓷的（C ）。
A. 大得多B. 相接近C. 小得多D. 不确定13. 光敏晶体管的工作原理是基于（ B ）效应。
A. 外光电B. 内光电C. 光生电动势D. 光热效应14. 一般来说，物性型的传感器，其工作频率范围（A ）。
A. 较宽B. 较窄C. 较高D. 不确定15. 金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变化主要由（B ）来决定的。
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26.当电阻应变片式传感器拉伸时，该传感器电阻（A）
A.变大B.变小C.不变D.不定
27.极距变化型电容传感器的灵敏度与（D）
A.极距成正比B.极距成反比
C.极距的平方成正比D.极距的平方成反比
28.压电式加速度传感器的工作频率应（C）其固有频率
16.电容式传感器中，灵敏度最高的是（C）。
A.面积变化型B.介质变化型C.极距变化型D.不确定
17.极距变化型电容传感器适宜于测量微小位移量是因为（B）
A.电容量微小影响灵敏度
B.灵敏度与极距的平方成反比，间距变化大则产生非线性误差
C.非接触测量
D.两电容极板之间距离变化小
18.高频反射式涡流传感器是基于（A）和集肤效应来实现信号的感受和变化的。
C.有用信息D.频域信号
22.压电式传感器是属于（B）型传感器
A.参量型B.发电型C.电感型D.电容型
23.莫尔条纹光栅传感器是（B）的
A.数字脉冲式B.直接数字编码式
C.调幅式D.调频式
24.磁电式绝对振动速度传感器的动态数学模型是（C）
A.一阶环节B.二阶环节C.比例环节D.积分环节
25.电涡流传感器是利用被测（A）的电涡流效应
A.远高于B.等于C.远低于D.不确定
29.调频式电涡流传感器的解调电路是（C）
A.电荷放大器B.相敏检波器C.鉴频器D.鉴相器
30.高频反射式电涡流传感器，其等效阻抗分为等效电阻R和等效电感L两部分，M为互感系数。当线圈与金属板之间距离δ减少时，上述等效参数变化为（B）
A. R减小，L不变，M增大B. R增大，L减小，M增大
C. R减小，L增大，M减小D. R增大，L增大，M增大
31.为消除压电传感器联接电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用（B）
A.电压放大器B.电荷放大器C.相敏检波器D.鉴相器
32.在测量位移的传感器中，符合非接触式测量且不受油污等介质影响的是（D）传感器
A.电容式B.压电式C.电阻式D.电涡流式
A.电压灵敏度B.电荷灵敏度C.电压和电荷灵敏度D.保持不变
7.调频式电涡流传感器的解调电路是（C）。
A.整流电路B.相敏检波电路C.鉴频器D.包络检波电路
8.压电式加速度传感器的工作频率应该（C）其固有频率。
A.远高于B.等于C.远低于D.没有要求
9.下列传感器中哪个是基于压阻效应的？（B）
A.金属应变片B.半导体应变片C.压敏电阻D.磁敏电阻
33.半导体热敏电阻随温度上升，其阻值（B）
A.上升B.下降C.保持不变D.变为0
34.为使电缆的长短不影响压电式传感器的灵敏度，应选用（B）放大器
A.电压B.电荷C.微分D.积分
35.涡流式位移传感器的输出与被测对象的材料（C）
A.无关B.不确定C.有关D.只限于测铜
37.自感型传感器的两线圈接于电桥的相邻桥臂时，其输出灵敏度（B）
10.压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的（B）成正比。
A.位移B.速度C.加速度D.频率
11.石英晶体沿机械轴受到正应力时，则会在垂直于（B）的表面上产生电荷量。
A.机械轴B.电轴C.光轴D.晶体表面
12.石英晶体的压电系数比压电陶瓷的（C）。
A.大得多B.相接近C.小得多D.不确定
13.光敏晶体管的工作原理是基于（B）效应。
A.很低B.很高C.较低D.较高
45.极距变化型电容式传感器，其灵敏度与极距（D）
A.成正比B.平方成正比C.成反比D.平方成反比
46.随电缆电容的增加，压电式加速度计的输出电荷灵敏度（A）
A相应减小B比例增加C保持不变D不确定
47.压电式加速度计，其压电片并联可提高（B）
A.电压灵敏度B.电荷灵敏度C.电压和电荷灵敏度D.电流灵敏度
A.很大B.很低C.不变D.随意
42.半导体应变片的灵敏度和电阻应变片的灵敏度相比（A）
A.半导体应变片的灵敏度高B.二者相等
C.电阻应变片的灵敏试验高D.不能确定
43.若石英晶体沿机轴受到正应力，则会在垂直于（C）的面上产生电荷
A.机轴B.电轴C.光轴D.都不
44.压电式传感器是个高内阻传感器，因此要求前置放大器的输入阻抗（B）
A.一阶环节B.二阶环节C.比例环节D.高阶环节
4.磁电式绝对振动速度传感器的测振频率应（A）其固有频率。
A.远高于B.远低于C.等于D.不一定
5.随着电缆电容的增加，压电式加速度计的输出电荷灵敏度将（C）。
A.相应减小B.比例增加C.保持不变D.。
A.外光电B.内光电C.光生电动势D.光热效应
14.一般来说，物性型的传感器，其工作频率范围（A）。
A.较宽B.较窄C.较高D.不确定
15.金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变化主要由（B）来决定的。
A.贴片位置的温度变化
B.电阻丝几何尺寸的变化
C.电阻丝材料的电阻率变化
D.电阻丝材料长度的变化
A.涡电流B.纵向C.横向D.压电
19.压电材料按一定方向放置在交变电场中，其几何尺寸将随之发生变化，这称为（D）效应。
A.压电B.压阻C.压磁D.逆压电
20.下列传感器中，能量转换型传感器是（A）
A.光电式B.应变片C.电容式D.电感式
21.测试工作的任务主要是从复杂的信号中提取（C）
A.干扰噪声信号B.正弦信号
48.（B）的基本工作原理是基于压阻效应
A.金属应变片B.半导体应变片C.压敏电阻D.压电陶瓷
49.可变磁阻式电感传感器，当线圈匝数N及铁芯截面积Ａ0确定后，原始气隙δ0越小，则电感L（B）
测试技术复习资料传感器第四章-考试重点
测试技术传感器第四章题型小结
一、选择题
1.电涡流式传感器是利用什么材料的电涡流效应工作的。（A）
A.金属导电B.半导体C.非金属D.
2.为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用（B）。
A.电压放大器B.电荷放大器C.前置放大器D.电容放大器
3.磁电式绝对振动速度传感器的数学模型是一个（B）。
A.提高很多倍B.提高一倍
C.降低一倍D.降低很多倍
38.变间隙式电容传感器测量位移量时，传感器的灵敏度随（A）而增大
A.间隙的减小B.间隙的增大
C.电流的增大D.电压的增大
40.压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的（C）成正比
A.位移B.速度C.加速度D.时间
41.压电式传感器是高阻抗传感器，要求前置放大器的输入阻抗（A）