传感器技术及应用第四章电感式传感器

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电感传感器技术及应用

电感传感器技术及应用
电感传感器，又称为感应传感器，它通常是由一个线圈或多个线圈组成的，通过线圈的电流变化引起磁场变化，进而感应出磁场变化的信号。

由于电感传感器具有稳定性好、精度高、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于各种自动化控制系统中。

电感传感器有许多种类，最常见的是压力传感器、位移传感器、角度传感器等。

在这些应用中，电感传感器可以通过量化信号来获取物理参数。

例如，压力传感器将压力传递到线圈中。

压力的增加会导致线圈中电流的变化，从而感应出磁场变化的信号。

这些信号可以被检测到并用于计算出压力大小。

另一个常见的应用是位移传感器。

位移传感器可以检测物体位置的微小改变。

它通常由一对线圈构成，其中一圈是发射线圈，另一圈是接收线圈。

当物体移动时，它会在两个线圈之间诱导出一定的电流，从而产生感应信号。

这些信号可以被处理并用于计算物体的位置变化。

电感传感器还用于能源管理领域，特别是在能源收集、分配和监测方面。

通过安装电感传感器，可以监测能源的流动并计费。

这种信息被用于更好地管理能源使用和支出。

除此之外，电感传感器还被广泛应用于工业自动化系统中。

电感传感器可以用于
检测流体、温度、电流、电压等方面。

这些应用广泛应用于各类工业制造过程，从而实现生产优化和效率提升。

总的来说，电感传感器的应用前景广阔。

它属于常规传感器中的一种，而且稳定性强、精度高、抗干扰能力强等优点使它在各种应用场合中都具有广泛的应用前景。

传感器原理与应用

《传感器原理与应用》 , 第58页第四章电感式传感器电感式传感器是利用电磁感应把铰测的物理量加位移、压力、流量、振动等转换成线圈的自感系数人或互感系数AJ的变化，再由涵量电路转换为电压或电流的变化量输出，实现非电量到电量的转换。

电感式传感器具有以下特点：(1)结构简单，传感器无活动电触点，因此工作可靠寿命长；(2)灵敏度和分辨率高，能测出0．01Pm酌位移变化。

传感器的输出信号强，电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出；(3)线性度和重复性都比较好，在一定位移范围几十微米至数毫米内．传感器非线性误差可做到0．05％一0．1％，并且稳定性也较好。

同时．这种传感器能实现信息的远距离传辖、记录、显示和控制，它在上业自动控制系统中广泛被采用；但是它台频率响应较低，不宜快速动态测控等缺点。

电感式传感器种类很多，本章主要介绍自感式、互感式和涡流式三种传感器。

变磁阻式传感器变磁阻式传感器的结构如图4—1所示。

它由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。

铁芯利衔铁都由导磁材料如硅钢片或坡莫合金制成。

在铁芯和活动衔铁之间有气隙，气隙厚度为8。

传感器的运动部分与衔铁相连，当衔铁移动时，气院厚度6发生变化，从而使磁路中磁配变化．导致电感线圈的电感值变化，这样可以籍以判别被tIg量的位移大小。

线圈的电感值L可按下列电工学公式计算：式中贝——线圈匝数；RN——单位长度上磁路的总磁阻磁路总磁阻可写为式中 Rf——铁芯磁阻；R6——空气气隙磁阻式(4—3)中第一项为铁芯磁阻v第二项为衔铁磁阻；Ll一一磁通通过铁芯助长度(m)；4l——铁芯横截面积(m’)；Al——铁芯材料的导磁率(H／m)；乙——磁通通过衔铁的长度(m)；A2——衔铁横截面积(m2)；A：——衔铁材料的导磁率(H／m)；j一—气隙厚度(m)；A一—气隙横截面积(m’)；P。

——空气的导磁率(4n×10“H／m)。

由于及f《Rj，常常忽略Rf，因此，可得线圈电感为《传感器原理与应用》 , 第59页由式(4—5)可知，当线圈匝数确定后，只要改变j和4均可导致电感的变化，因此v变碰阻式传感器又可分为变气隙厚度6的传原器和变气隙面积4的传感器。

《传感器原理及工程应用》课后答案

第1章传感器概述1．什么是传感器？（传感器定义）2．传感器由哪几个部分组成？分别起到什么作用？3. 传感器特性在检测系统中起到什么作用？4．解释下列名词术语： 1)敏感元件;2)传感器; 3)信号调理器;4)变送器。

第1章传感器答案：3．答：传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。

传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。

4．答：①敏感元件：指传感器中直接感受被测量的部分。

②传感器：能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或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。

③信号调理器：对于输入和输出信号进行转换的装置。

④变送器：能输出标准信号的传感器第2章传感器特性1．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？2．某传感器精度为2%FS ，满度值50mv ，求出现的最大误差。

当传感器使用在满刻度值1/2和1/8 时计算可能产生的百分误差，并说出结论。

3．一只传感器作二阶振荡系统处理，固有频率f0=800Hz，阻尼比ε=0.14，用它测量频率为400的正弦外力，幅植比，相角各为多少？ε=0.7时，，又为多少？4．某二阶传感器固有频率f0=10KHz，阻尼比ε=0.1若幅度误差小于3%，试求：决定此传感器的工作频率。

5. 某位移传感器，在输入量变化5 mm时，输出电压变化为300 mV,求其灵敏度。

6. 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成，各环节的灵敏度为：S1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/V，求系统的总的灵敏度。

7．测得某检测装置的一组输入输出数据如下：a)试用最小二乘法拟合直线，求其线性度和灵敏度；b)用C语言编制程序在微机上实现。

8．某温度传感器为时间常数 T=3s 的一阶系统，当传感器受突变温度作用后，试求传感器指示出温差的1/3和1/2所需的时间。

电感式传感器的特性及应用

电感式传感器的特性及应用电感式传感器是一种通过测量电感值的变化来实现信号的检测和转换的传感器。

它利用了物体与线圈之间的磁场相互作用来实现信号的感知和测量。

电感式传感器具有灵敏度高、响应速度快、质量轻、成本低、结构简单等特点，因此在众多领域得到广泛应用。

首先，电感式传感器的特性主要表现在以下几个方面：1. 灵敏度高：电感式传感器通过测量线圈的电感值来感知外部物体的磁场，具有较高的灵敏度，可以实现对微小磁场变化的检测。

2. 响应速度快：电感式传感器的响应速度较快，可以及时对外部磁场的变化做出响应，实现实时监测和控制。

3. 宽频段：电感式传感器在很大程度上不受频率的限制，可以检测到较宽范围内的磁场信号。

4. 成本较低：由于电感式传感器的结构相对简单，所需材料较少，因此成本相对较低。

其次，电感式传感器具有广泛的应用领域，常见应用如下：1. 位移测量：电感式位移传感器可以通过感应物体与线圈之间的磁场来实现对物体位移的测量。

在机械、汽车、仪表等领域中广泛应用于位移、位置或端点检测等。

2. 速度测量：通过测量转子上的磁场与线圈之间的电感值变化，可以实现转子转速的检测，广泛应用于发电机、电机和机械制造等领域。

3. 流量测量：电感式流量传感器通常通过测量流体通过导体管道时磁场的变化来实现对流速的测量，广泛用于石油、化工、水处理等行业中的流量检测。

4. 重量测量：电感式传感器可通过检测导体中电流的变化来实现对物体重量的测量，广泛应用于电子天平、电子秤等领域。

5. 磁场检测：电感式传感器可感知磁场的强度和方向，广泛应用于磁场地质、磁场测量仪等领域。

6. 位置检测：电感式传感器可以通过检测物体与传感器之间的磁场变化来实现对物体位置的检测，常用于自动控制和机器人定位等领域。

总之，电感式传感器具有较高的灵敏度、响应速度快、结构简单等特点，能够实现对磁场信号的感知和测量。

其应用广泛，包括位移测量、速度测量、流量测量、重量测量、磁场检测、位置检测等领域。

传感器原理及工程应用习题参考答案

《传感器原理及工程应用》习题答案第1章传感与检测技术的理论基础（P26）1—1：测量的定义？答：测量是以确定被测量的值或获取测量结果为目的的一系列操作。

所以, 测量也就是将被测量与同种性质的标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数。

1—2：什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误差？1－3 用测量范围为－50～150kPa 的压力传感器测量140kPa 的压力时，传感器测得示值为142kPa ，求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。

解：已知：真值L ＝140kPa 测量值x ＝142kPa 测量上限＝150kPa 测量下限＝－50kPa∴ 绝对误差 Δ＝x-L=142-140=2(kPa)实际相对误差％＝＝43.11402≈∆L δ标称相对误差％＝＝41.11422≈∆x δ引用误差％－－＝测量上限－测量下限＝1)50(1502≈∆γ1－10对某节流元件（孔板）开孔直径d 20的尺寸进行了15次测量，测量数据如下（单答：绝对误差是测量结果与真值之差, 即: 绝对误差=测量值—真值相对误差是绝对误差与被测量真值之比,常用绝对误差与测量值之比,以百分数表示 , 即: 相对误差=绝对误差/测量值 ×100%引用误差是绝对误差与量程之比,以百分数表示, 即: 引用误差=绝对误差/量程 ×100%位：mm ）：120.42 120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40 120.43 120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差，并写出其测量结果。

解：则 2072.410.03270.0788()0.104d G mm v σ=⨯=<=-，所以7d 为粗大误差数据，应当剔除。

然后重新计算平均值和标准偏差。

当n ＝14时，若取置信概率P ＝0.95，查表可得格拉布斯系数G ＝2.37。

传感器原理与应用习题及答案

《第一章传感器的一般特性》1转速（r/min）0 500 1000 1500 2000 2500 3000输出电压（V）0 9.1 15.0 23.3 29.9 39.0 47.51）该测速发电机的灵敏度。

2）该测速发电机的线性度。

2．已知一热电偶的时间常数τ=10s，若用它来测量一台炉子的温度，炉内温度在540οC和500οC 之间按近似正弦曲线波动，周期为80s，静态灵敏度k=1，试求该热电偶输出的最大值和最小值，以及输入与输出信号之间的相位差和滞后时间。

3．用一只时间常数为0.355s 的一阶传感器去测量周期分别为1s、2s和3s的正弦信号，问幅值误差为多少？4．若用一阶传感器作100Hz正弦信号的测试，如幅值误差要求限制在5%以内，则时间常数应取多少？若在该时间常数下，同一传感器作50Hz正弦信号的测试，这时的幅值误差和相角有多大？5．已知某二阶系统传感器的固有频率f0=10kHz，阻尼比ξ=0.1，若要求传感器的输出幅值误差小于3%，试确定该传感器的工作频率范围。

6．某压力传感器属于二阶系统，其固有频率为1000Hz,阻尼比为临界值的50%,当500Hz的简谐压力输入后，试求其幅值误差和相位滞后。

《第二章应变式传感器》1．假设某电阻应变计在输入应变为5000με时电阻变化为1%，试确定该应变计的灵敏系数。

又若在使用该应变计的过程中，采用的灵敏系数为 1.9，试确定由此而产生的测量误差的正负和大小。

2．如下图所示的系统中：①当F＝0和热源移开时，R l＝R2＝R3＝R4，及U0＝0；②各应变片的灵敏系数皆为+2.0，且其电阻温度系数为正值；③梁的弹性模量随温度增加而减小；④应变片的热膨胀系数比梁的大；⑤假定应变片的温度和紧接在它下面的梁的温度一样。

在时间t＝0时，在梁的自由端加上一向上的力，然后维持不变，在振荡消失之后，在一稍后的时间t1打开辐射源，然后就一直开着，试简要绘出U0和t的关系曲线的一般形状，并通过仔细推理说明你给出这种曲线形状的理由。

电感式传感器应用场景

电感式传感器应用场景以电感式传感器应用场景为题，本文将介绍电感式传感器的工作原理、主要应用领域以及未来发展趋势。

一、电感式传感器的工作原理电感式传感器是利用电感的变化来检测物理量的传感器。

它由感应线圈和铁芯组成。

当感应线圈中通过交变电流时，会在铁芯中产生交变磁场，进而引起感应线圈中的电感值发生变化。

通过测量感应线圈中的电感值的变化，可以判断被测量的物理量的变化情况。

二、电感式传感器的主要应用领域1. 位移测量：电感式传感器可以通过测量电感值的变化来实现位移测量，广泛应用于机械加工、自动化控制等领域。

例如，在汽车制造过程中，可以利用电感式传感器来测量发动机的运动轨迹，从而实现精确的运动控制。

2. 压力测量：电感式传感器可以通过测量被测物体所受压力引起的变形来实现压力测量，常用于工业生产中的液位、气体压力等的测量。

例如，在石油化工行业中，可以利用电感式传感器来测量管道中的液位，以确保生产过程的安全和稳定。

3. 温度测量：电感式传感器可以通过测量被测物体温度引起的热膨胀变化来实现温度测量，被广泛应用于工业生产中的温度控制领域。

例如，在电力行业中，可以利用电感式传感器来测量变压器的温度，以避免过热引发事故。

4. 流量测量：电感式传感器可以通过测量流体流动引起的涡旋产生的电感值变化来实现流量测量，常用于工业生产中的流体控制领域。

例如，在化工行业中，可以利用电感式传感器来测量管道中的流体流量，从而实现精确的流量控制。

三、电感式传感器的未来发展趋势随着科技的不断进步，电感式传感器在各个领域的应用也在不断拓展。

未来，电感式传感器有以下几个发展趋势：1. 进一步提高精度：随着技术的发展，电感式传感器的测量精度将进一步提高，可以实现更加精确的测量。

这将在工业自动化、医疗诊断等领域发挥重要作用。

2. 增加多功能性：未来的电感式传感器将具备更多的功能，可以同时测量多个物理量，并实现多种复杂的控制。

这将提高传感器的应用灵活性和效率。

(完整版)传感器教案

传感技术及应用课程教案第一章传感器概述§1-1 传感器与非电量测量一、非电量与非电量测量一切物质都处在永恒不停的运动之中。

物质的运动形式很多，它们通过化学现象或物理现象表现出来。

表征物质特性或其运动形式的参数很多，根据物质的电特性，可分为电量和非电量两类。

电量一般是指物理学中的电学量，如电压、电流、电阻、电容、电感等；非电量则是指除电量之外的一些参数，如压力、流量、尺寸、位移量、重量、力、速度、加速度、转速、温度、浓度、酸碱度等。

在众多的实际测量中，大多数是对非电量的测量。

在早期，非电量的测量多采用非电的测量方法，例如用尺测量长度；用秤称重量；用水银温度计测温度等等。

但随着科学技术的发展，对测量的准确度、测量速度、尤其对被测量动态变化过程的测量和远距离的检测都提出了更高的要求，原有的非电量测量方法已无法适应这一需要。

因此需要研究新的测量方法和技术。

这就是非电量的电测技术，这种技术就是用电测技术的方法去测量非电的物理量。

（或称把被测非电量转换成与非电量有一定关系的电量，再进行测量的方法）。

非电量电测技术的主要特点：1.应用了已经较为成熟和完善的电磁参数测量技术、理论和方法。

因而，非电量电测技术中的关键技术是研究如何将非电量变换成电磁量的技术——传感技术。

2.便于实现连续测量。

连续测量对于某些参数的自动测量（例如地震监测等）是十分重要的，但用非电的方法连续测量大电量却难以实现。

3.电信号容易传输（有线、无线）、转换（放大、衰减、调幅、调频、调相等）、记录、存贮和处理，便于实现遥测、巡回检测、自动测量，并能以模拟或数字方式进行显示和记录测量结果。

4.可在极宽的范围内以较快的速度对被测非电量进行准确的测量。

5. 与计算机相配合可进行传感器输出非线性的校正，误差的计算与补偿，进而使仪器智能化。

同时，也可实现某些参数的自动控制。

6.可完成用非电量方法无法完成的检测任务（如温度场测量等）。

二、非电量电测系统随着计算机技术的普及和应用，人们对传感技术的重要性有了进一步的认识，把传感器视为计算机的“五官”，推动了传感技术的发展。

电感式传感器原理

电感式传感器原理
电感式传感器是一种利用电感效应进行测量和检测的传感器。

其基本原理是根据电感的特性来实现信号的转换和传输。

电感式传感器的工作原理是通过改变线圈中的电感值来感应外部的物理量。

当外部物理量发生变化时，线圈中的电感值也会相应地发生变化。

通过测量线圈的电感值的变化，可以得知外部物理量的变化情况。

电感是指导线圈中产生的自感应电动势。

当线圈中的电流发生变化时，会产生与电流变化方向相反的电动势。

这种电动势会产生磁场并储存能量。

当外部物理量改变线圈中的磁场时，会影响线圈中的电感值。

测量电感值的常用方法是利用谐振电路。

当外部物理量引起电感值变化时，会影响谐振电路的谐振频率。

通过测量谐振频率的变化，可以得到外部物理量的变化信息。

电感式传感器广泛应用于各种测量和控制领域。

例如，在温度传感中，可以利用电感式传感器测量温度变化引起的电感值变化；在位移传感中，可以利用电感式传感器测量物体位置的改变；在压力传感中，可以利用电感式传感器测量压力变化引起的电感值变化等。

总之，电感式传感器是一种利用电感效应进行测量和检测的传感器，通过测量线圈的电感值的变化来获取外部物理量的变化
信息。

由于其简单、可靠和精度高的特点，电感式传感器被广泛应用于各种工程领域。

电感式传感器及其应用全文

电感式传感器及其应用3.1自感式传感器3.2差动变压器式电感式传感器 3.3电涡流式电感传感器3.4电感式传感器的应用电感传感器（Inductance sensor）利用电磁感应原理将被测非电量转换成线圈自感量或互感量的变化，进而由测量电路转换为电压或电流的变化量。

电感式传感器种类很多，主要有自感式、互感式和电涡流式三种。

可用来测量位移、压力、流量、振动等非电量信号主要特点有：◆结构简单、工作可靠；◆灵敏度高，能分辨0.01μm的位移变化；◆测量精度高、零点稳定、输出功率较大；◆可实现信息的远距离传输、记录、显示和控制，在工业自动控制系统中被广泛采用；主要缺点有：◆灵敏度、线性度和测量范围相互制约；◆传感器自身频率响应低，不适用于快速动态测量。

3.1自感式传感器3.1.1传感器线圈的电气参数分析3.1.2自感式传感器3.1.3自感式传感器的误差3.1.1一.传感器线圈的电气参数分析如图，其为一种简单的自感式传感器，当衔铁随被测量变化而上、下移动时，其与铁心间的气隙发生变化，磁路磁阻随之变化，从而引起线圈电感量的变化，然后通过测量电路转换成与位移成比例的电量，实现了非量到电量的变换。

可见，这种传感器实质上是一个具有可变气隙的铁心线圈。

1 l0 2类似于上述自感式传感器，变磁阻式传感通常都具有铁心线圈或空心线圈(后者可视作前者特例)。

电路参数及其影响：1.线圈电感L由磁路基本知识可知，匝数为W的线圈电感为式中——磁路总磁阻(31)-m R mR W L /2=当线圈具有闭合磁路时－导磁体总磁阻当线圈磁路具有小气隙时式中——气隙总磁阻(32)-(33)-δR δR W L /2=F R F R W L /2=等效磁导率:即将线圈等效成一封闭铁心线圈，其磁路等效磁导率为μe ，磁通截面积为S，磁路长度为l式中——真空磁导率，＝4π×10-7(H/ｍ)2.铜损电阻取决于导线材料及线圈的几何尺寸3.涡流损耗电阻由频率为ｆ的交变电流激励产生的交变磁场，会在线圈铁心中造成涡流及磁滞损耗。

传感器技术及应用知到章节答案智慧树2023年山东工业职业学院

传感器技术及应用知到章节测试答案智慧树2023年最新山东工业职业学院第一章测试1.自动控制技术、通信技术、连同计算机技术和（），构成信息技术的完整信息链。

参考答案:传感技术2.传感器按其敏感的工作原理，可以分为物理型、化学型和（）三大类。

参考答案:生物型3.近年来，仿生传感器的研究越来越热，其主要就是模仿人的（）的传感器。

参考答案:感觉器官4.若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为( )。

参考答案:感觉器官5.传感器主要完成两个方面的功能：检测和（）。

参考答案:转换6.下列指标属于衡量传感器动态特性的评价指标的是（）。

参考答案:时域响应7.按误差数值表示的方法，误差可以分为( )参考答案:引用误差;相对误差;绝对误差8.评定仪表品质的几个主要质量指标( )参考答案:灵敏度和灵敏限;变差;精度;非线性误差9.相对误差的表示方法有( )参考答案:相对百分误差;实际相对误差;标称相对误差10.重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了（）。

参考答案:提高可靠性第二章测试1.应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，应选择( )测量转换电路。

参考答案:四臂全桥2.应变式压力传感器受压时产生的是( )信号。

参考答案:电阻3.全桥差动电路的电压灵敏度是单臂工作时的( )。

参考答案:4倍4.直流电桥工作时不需要平衡。

（）参考答案:错5.全桥的灵敏度最高。

（）参考答案:对6.电阻应变式传感器是把被测量转换为电阻值的变化。

（）参考答案:对7.金属丝电阻随着它所受的机械变形的大小而相应变化的现象，称为金属的( )。

参考答案:电阻应变效应8.制作应变片敏感栅的材料中，用的最多的金属是( )参考答案:康铜9.电阻应变片配用的测量电路中，为了克服分布电容的影响，多采用( )参考答案:交流不平衡10.直流电桥平衡的条件是( )参考答案:相对两臂电阻的乘积相等第三章测试1.欲测量极微小的位移，应选择（）自感传感器。

传感器原理与应用习题第4章电容式传感器 (1)

《传感器原理与应用》及《传感器与测量技术》习题集与部分参考答案教材：传感器技术（第3版）贾伯年主编，及其他参考书第4章电容式传感器4-1 电容式传感器可分为哪几类？各自的主要用途是什么？答：（1）变极距型电容传感器：在微位移检测中应用最广。

（2）变面积型电容传感器：适合测量较大的直线位移和角位移。

（3）变介质型电容传感器：可用于非导电散材物料的物位测量。

4-2 试述变极距型电容传感器产生非线性误差的原因及在设计中如何减小这一误差？答：原因：灵敏度S 与初始极距0δ的平方成反比，用减少0δ的办法来提高灵敏度，但0δ的减小会导致非线性误差增大。

采用差动式，可比单极式灵敏度提高一倍，且非线性误差大为减小。

由于结构上的对称性，它还能有效地补偿温度变化所造成的误差。

4-3 为什么电容式传感器的绝缘、屏蔽和电缆问题特别重要？设计和应用中如何解决这些问题？答：电容式传感器由于受结构与尺寸的限制，其电容量都很小，属于小功率、高阻抗器，因此极易受外界干扰，尤其是受大于它几倍、几十倍的、且具有随机性的电缆寄生电容的干扰，它与传感器电容相并联，严重影响传感器的输出特性，甚至会淹没没有用信号而不能使用。

解决：驱动电缆法、整体屏蔽法、采用组合式与集成技术。

4-4 电容式传感器的测量电路主要有哪几种？各自的目的及特点是什么？使用这些测量电路时应注意哪些问题？4-5 为什么高频工作的电容式传感器连接电缆的长度不能任意变动？答：因为连接电缆的变化会导致传感器的分布电容、等效电感都会发生变化，会使等效电容等参数会发生改变，最终导致了传感器的使用条件与标定条件发生了改变，从而改变了传感器的输入输出特性。

4-6 简述电容测厚仪的工作原理及测试步骤。

4-7 试计算图P4-1所示各电容传感元件的总电容表达式。

4-8如图P4-2所示，在压力比指示系统中采用差动式变极距电容传感器，已知原始极距1δ＝2δ＝0.25mm ，极板直径D ＝38.2mm ，采用电桥电路作为其转换电路，电容传感器的两个电容分别接R ＝5.1k Ω的电阻后作为电桥的两个桥臂，并接有效值为U1＝60V 的电源电压，其频率为f ＝400Hz ，电桥的另两桥臂为相同的固定电容C ＝0.001μF 。

《传感技术与应用》课程标准

《传感技术与应用》课程标准一、课程基本信息二、课程的性质、目的和任务1.课程性质本课程是电子信息工程技术（物联网）专业的职业能力核心课程之一，具有自身的体系和很强的实践性。

它是相关专业学生分析、运行、安装和维护实际检测系统的基础,是职业岗位知识、能力、素质培养的重要支撑技术课程。

2.目的和任务本课程主要面向电子设备管理，仪器维护岗位，本课程的任务是通过课堂理论学习和实际操作训练，使学生掌握一线高级技术人员所必需的传感器与检测技术的应用知识，并能结合计算机控制技术中的传感器与控制技术的应用，掌握检测的理论依据和检测设备的结构、工作原理、使用与维护方法的知识和技能。

使学生能够在电子领域设计和应用传感器。

同时具备有较强的工作岗位适应能力、分析和解决实际问题的能力以及创新意识和良好的职业道德。

三、课程教学的基本要求四、课程的教学重点和难点、学时分配教学重点：检测技术基本知识，各种常见传感器一般结构及基本工作原理等内容教学难点：各种常见传感器的功能及应用电路的分析和设计方法课程学时分配一览表五、相关课程的衔接本课程是一门的综合性课程，需要有一定的电子基础知识和专业知识。

其前导课程主要是《电子技术》、《电子技术应用与实践》《电子信息工程技术导论》，后续课程主要有《单片机技术与应用》、《电子设计与制图》，本课程具有承上启下的作用。

六、实验教学七、其它学生成绩包括平时成绩和期末考试成绩，其中，平时成绩占30%，期末考核占70%。

成绩考核方法分为过程考核和理论考核两种。

平时成绩为过程考核，包括出勤表现5%、课堂提问5%、实践操作10%、实践报告10%，实训成绩由主讲教师和实训教师根据学生在实训过程中的表现进行现场评价，力求科学全面地评价学生的综合素质。

主要考核学生的实践动手能力、团队协作精神、服从意识等。

第四章常用传感器原理及应用

q
Ca
Cc
R0
★ 由于后继电路的输入阻抗不可能为无穷大，而且压电元件本身也存在漏电阻，极板上的电荷由于放电而无法保持不变，从而造成测量误差。因此，不宜利用压电式传感器测量静态或准静态信号，而适宜做动态测量。
★ 压电晶片有方形、圆形、圆环形等各种，而且往往是两片或多片进行串联或并联。
+
并联：适于测缓变信号和以电荷为输出量的场合
3、介电常数变化型此类传感器可用来测量液体的液位和材料的厚度等。
两圆筒间的电容为：空气的介
21 L C ln(R r )
外电极内半径
电常数
电极长度
内电极内半径
如果电极的一部分被非导电性液体所浸没时，则会有电容量的增量∆C产生：
2 ( 2 1 )l C ln(R r )
线圈
铁芯
衔铁
由于 δ 很小，可认为气隙磁场是均匀的，若忽略磁路的铁损，则总磁阻为：
线圈铁芯
衔铁
l 2 Rm A 0 A0
由于铁心磁阻与气隙相比要小得多，可以忽略
2 Rm 0 A0
N 0 A0 L 2
传感器灵敏度： K
2
dL
N 2 0 A0 2
2
d
N 2 0 A0 2 2
这种传感器适用于较小位移的测量，测量范围约在 0.001~1mm左右。
2、变面积式原理：气隙长度不变，铁心与衔铁之间相对而言覆盖面积随被测量的变化而改，导致线圈的电感量发生变化。特点：灵敏度比变气隙型的低，但其灵敏度为一常数，因而线性度较好，量程范围可取大些，自由行程可按需要安排，制造装配也较方便，因而应用较为广泛。 3、螺管式原理：衔铁随被测对象移动，线圈磁力线路径上的磁阻发生变化，线圈电感量也因此而变化。特点：灵敏度更低，但测量范围大，线性也较好，同时自由行程可任意安排，制造装配方便，应用较广泛。

传感器原理及应用复习题库

传感器原理及应用复习题库第一章概述1、传感器一般由敏感元件、转换元件、基本电路三部分组成。

62、传感器图用图形符号由符号要素正方形和等边三角形组成，正方形表示转换元件，三角形表示敏感元件，“X ”表示被测量，“*”表示转换原理。

7第二章传感器的基本特性1、传感器动态特性的主要技术指标有哪些？它们的意义是什么？答：1）传感器动态特性主要有：时间常数τ；固有频率n ω；阻尼系数ξ。

2）含义：τ越小系统需要达到稳定的时间越少；固有频率n ω越高响应曲线上升越快；当n ω为常数时响应特性取决于阻尼比ξ，阻尼系数ξ越大，过冲现象减弱，1ξ≥时无过冲，不存在振荡，阻尼比直接影响过冲量和振荡次数。

2、有一温度传感器，微分方程为30/30.15dy dt y x +=，其中y 为输出电压（mV) , x 为输入温度（℃）。

试求该传感器的时间常数和静态灵敏度。

解：对微分方程两边进行拉氏变换，Y(s)(30s+3)=0.15X(s)则该传感器系统的传递函数为： ()0.150.05()()303101Y s H s X s s s ===++ 该传感器的时间常数τ=10，灵敏度k=0.053、测得某检测装置的一组输入输出数据如下：试用最小二乘法原理拟合直线，求其线性度和灵敏度。

（10-12）1、解: b kx y +=)(b kx y i i i +-=∆22)(i i ii i i x x n y x y x n k ∑-∑∑∑-∑=222)()(i i i i i i i x x n y x x y x b ∑-∑∑∑-∑∑=代入数据求得68.0=k 25.0=b ∴ 25.068.0+=x y238.01=∆ 35.02-=∆ 16.03-=∆ 11.04-=∆ 126.05-=∆ 194.06-=∆ x0.9 2.5 3.3 4.5 5.7 6.7 y 1.1 1.6 2.6 3.2 4.0 5.0%7535.0%100max ±=±=⨯∆±=FS L y L γ 第三章电阻式传感器1、何为电阻应变效应？怎样利用这种效应制成应变片？答：导体在受到拉力或压力的外界力作用时，会产生机械变形，同时机械变形会引起导体阻值的变化，这种导体材料因变形而使其电阻值发生变化的现象称为电阻应变效应。

《传感器技术与应用》课程标准

《传感器技术及应用》课程标准一、课程性质与任务本课程是中等职业学校电子技术应用专业学生必修的专业基础平台课程。

其任务是：使学生掌握常用传感器的基本概念、基本特性和基本参数，了解常用传感器的结构形式和相关的测量电路，能够根据实际情况选用合适传感器，学会常用传感器的维护方法，能够运用电子电路仪器设备，对传感器进行安装、调试和检测，从而达到传感器应用专项职业能力考核规范的要求。

对学生进行职业意识培养和职业道德教育，提高职业能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。

二、课程教学目标（一）知识目标1．了解传感器技术的发展现状、特点以及在信息技术中的重要地位；2．了解传感器在生产控制领域和实际生活中的作用；3．掌握常用传感器的基本工作原理及特性；4.会分析各种传感器测量电路；5.了解各种传感器的典型应用。

（二）能力目标1. 初步具备查阅传感器手册并合理选用能够正确识别和选用传感器的能力；2. 会使用常用电子仪器仪表调试和检测传感器；3.能够看懂传感器安装接线图，学会正确安装；4.了解传感器的安全操作规范，能够维护传感器。

（三）素养目标1．培养学生勤于思考、做事认真、严谨的良好作风；2.培养学生分析问题、解决问题的能力；3.培养学生的沟通能力及团队协作精神；4.培养学生的质量意识、安全意识；5.培养学生社会责任心、环保意识。

三、课程主要内容及特点本课程内容主要由11个教学模块组成，内容包括：认知传感器、认知应变式电阻传感器、认知电容式传感器、认知电感式传感器、认知压电式传感器、认知超声波传感器、认知霍尔传感器、认知温度传感器、认知湿度传感器、认知光敏传感器和认知气敏传感器。

教学重点是各种传感器的认知、安装检测以及选型，，难点是传感器的基本原理、结构特征、测试电路的理解。

课程总学时不低于108个。

四、课程教学内容及安排五、教学实施（一）学时安排建议学时分配参考表（二）教学方法建议本课程为单元模块课程，各单元由单元情景、单元学习目标、单元任务、单元学习检测与评价、单元小结五部分构成。