传感器几个必须掌握的公式

Ｅ

＝

应变

Ｓ

Ｆ

＝

应力

径向应变

轴向应变：

＝１

Ｅ

Ｅ

桥：

全

２

电桥：

双臂

电桥：

电桥的输出电压：单臂

２

σ

ε

σ

με

ε

με

ε

ε

ε

-

=

∆

=

∆

⨯

=

∆

=

=

∆

=

=

∆

=

-

r

r

L

L

K

R

R

U

K

E

R

R

U

K

E

R

R

U

E

E

,

10

/

/

4

/

6

4

ε

K

R

R=

∆/

）

＋

－

－

（

４

ＵＫ

＝

Ｕ

电桥的和差特性：

４

３

２

１

０

ε

ε

ε

ε

)

(

4

4

3

2

1

0R

R

R

R

R

R

R

R

U

U

∆

+

∆

-

∆

-

∆

=

二、几个名词

•传感器

•静态特性（线性度、灵敏度、回程误差、稳定性、漂移、重复性、分辨力）

•动态特性

•电阻应变效应

•压电效应（正、逆压电效应）

•霍尔效应

•光电效应（外光电效应、内光电效应（光电导效应、光生伏特效应）

•热电效应三、几个常见物理量的测量方法•位移：电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、磁电式传感器、霍尔传感器•转速：电容式传感器、磁电式传感器、霍尔传感器、光电式传感器、电涡流传感器•加速度：电阻应变式传感器、差动变压器式传感器、压电式传感器、电容式传感器•力：电阻应变式、压电式传感器、电容式传感器、电感式传感器

•温度：热电偶、热电阻、热敏电阻

四、几个问题

•传感器的组成、作用？

•传感器的分类？

•传感器的静态特性指标、动态特性指标？

•改善传感器性能（非线性）的途径有哪些？（差

动连接的原理和作用）

•电阻应变式传感器测力的基本原理？

•电桥电路的特点？

•电感式传感器、电容式传感器的后续测量电路？

•热电偶测温的基本原理、基本定律？

•内外光电效应对应的元器件？

1传感器：国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”

2静态特性是指检测系统的输入为不随时间变化的恒定信号时，系统的输出与输入之间的关系。主要包括线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移等。

(1) 线性度：指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。

(2) 灵敏度：灵敏度是传感器静态特性的一个重要指标。其定义为输出量的增量Δy 与引起该增量的相应输入量增量Δx 之比。它表示单位输入量的变化所引起传感器输出量的变化，显然，灵敏度S 值越大，表示传感器越灵敏.

(3) 迟滞：传感器在输入量由小到大(正行程)及输入量由大到小(反行程)变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象称为迟滞。也就是说，对于同一大小的输入信号，传感器的正反行程输出信号大小不相等，这个差值称为迟滞差值。

(4) 重复性：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。

(5) 漂移：传感器的漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时间变化，此现象称为漂移。产生漂移的原因有两个方面：一是传感器自身结构参数；二是周围环境(如温度、湿度等)。最常见的漂移是温度漂移，即周围环境温度变化而引起输出量的变化，温度漂移主要表现为温度零点漂移和温度灵敏度漂移。温度漂移通常用传感器工作环境温度偏离标准环境温度(一般为20℃)时的输出值的变化量与温度变化量之比。

(6) 分辨率和阈值(resolution and threshold) 传感器能检测到输入量最小变化量的能力称为分辨力。对于某些传感器，如电位器式传感器，当输入量连续变化时，输出量只做阶梯变化，则分辨力就是输出量的每个“阶梯”所代表的输入量的大小。对于数字式仪表，分辨力就是仪表指示值的最后一位数字所代表的值。当被测量的变化量小于分辨力时，数字式仪表的最后一位数不变，仍指示原值。当分辨力以满量程输出的百分数表示时则称为分辨率。

阈值是指能使传感器的输出端产生可测变化量的最小被测输入量值，即零点附近的分辨力。有的传感器在零位附近有严重的非线性，形成所谓“死区”(dead band)，则将死区的大小作为阈值；更多情况下，阈值主要取决于传感器噪声的