河南工业大学传感器考试提纲讲解
传感器复习提纲
传感器原理及应用复习资料第一章传感器概述1．什么是传感器？传感器由哪几个部分组成？试述它们的作用和相互关系。
（1）传感器定义：广义的定义：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定的规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。
广义传感器一般由信号检出器件和信号处理器件两部分组成；狭义的定义：能把外界非电信号转换成电信号输出的器件。
我国国家标准对传感器的定义是：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这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按一定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。
（2）组成部分：传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。
（3）他们的作用和相互关系：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．传感器的总体发展趋势是什么？现代传感器有哪些特征，现在的传感器多以什么物理量输出？（1）发展趋势：①发展、利用新效应；②开发新材料；③提高传感器性能和检测范围；④微型化与微功耗；⑤集成化与多功能化；⑥传感器的智能化；⑦传感器的数字化和网络化。
（2）特征：由传统的分立式朝着集成化。
数字化、多动能化、微型化、智能化、网络化和光机电一体化的方向发展，具有高精度、高性能、高灵敏度、高可靠性、高稳定性、长寿命、高信噪比、宽量程和无维护等特点。
（3）输出：电量输出。
3．压力、加速度、转速等常见物理量可用什么传感器测量？各有什么特点？4（1）按传感器检测的量分类，有物理量、化学量，生物量；（2）按传感器的输出信号性质分裂，有模拟和数字；（3）按传感器的结构分类，有结构性、物性型、复合型；（4）按传感器功能分类，单功能，多功能，智能；（5）按传感器转换原理分类，有机电、光电、热电、磁电、电化学；（6）按传感器能源分类，有有源和无源；根据我国的传感器分类体系表，主要分为物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器三大类。
传感器检测技术复习提纲(完整)
《传感器检测技术》复习提纲Chap. 1传感器的用途（非电量电量）传感器是将各种非电量（包括物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量（一般为电量）的装置。
现代信息产业的三大支柱随着科学技术的发展，传感器技术、通信技术和计算机技术构成了现代信息产业的三大支柱产业，分别充当信息系统的“感官”、“神经”和“大脑”，他们构成了一个完整的自动检测系统。
应用领域传感器几乎渗透到所有的技术领域。
如工业生产、宇宙开发、海洋探索、环境保护、资源利用、医学诊断、生物工程、文物保护等等广泛领域，并逐渐深入到人们的生活中。
传感器命名规则传感器产品的名称，应由主题词及四级修饰语构成。
（1）主题词——传感器。
（2）第一级修饰语——被测量，包括修饰被测量的定语。
（3）第二级修饰语——转换原理，一般可后续以“式”字。
（4）第三级修饰语——特征描述，指必须强调的传感器结构、性能、材料特征、敏感元件及其他必须的性能特征，一般可后续以“型”字。
（5）第四级修饰语——主要技术指标（量程、精确度、灵敏度等）。
本命名法在有关传感器的统计表格、图书索引、检索以及计算机汉字处理等特殊场合使用。
例1 传感器，绝对压力，应变式，放大型，1～3500kPa；例2 传感器，加速度，压电式，±20g。
在技术文件、产品样书、学术论文、教材及书刊的陈述句子中，作为产品名称应采用与上述相反的顺序。
例1 1～3500kPa 放大型应变式绝对压力传感器；例2 ±20g 压电式加速度传感器。
静态特性曲线优劣性比较传感器的静态性能指标：线性度、灵敏度、精确度、迟滞、重复性、零点漂移、温漂、分辨率和阈值灵敏度的定义：灵敏度是传感器在稳态下输出增量与输入增量的比值。
Chap. 2力的测量原理（静力效应，动力效应）力的计量单位为牛顿。
电桥（单臂、双臂、全桥，需要会推导输出表达式）如下图所示为恒压源供电的直流电桥测量电路。
其特点是，当被测量无变化时，电桥平衡时输出为零。
传感器原理及其应用考试重点
传感器原理及其应用第一章传感器的一般特性1）信息技术包括计算机技术、通信技术和传感器技术，是现代信息产业的三大支柱。
2）传感器又称变换器、探测器或检测器，是获取信息的工具广义：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输出的器件和装置。
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（GB7665-87）：定义：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或装置。
3）传感器的组成：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某一物理量的元件。
转换元件：将敏感元件输出的非电物理量转换成电路参数或电量。
基本转换电路：上述电路参数接入基本转换电路（简称转换电路），便可转换成电量输出。
4）传感器的静态性能指标（1）定义: 传感器输出量的变化值与相应的被测量（输入量）的变化值之比,传感器输出曲线的斜率就是其灵敏度。
①纯线性传感器灵敏度为常数，与输入量大小无关；②非线性传感器灵敏度与x有关。
（2）线性度定义:传感器的输入-输出校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏离与传感器满量程输出之比，称为传感器的“非线性误差”或“线性度”。
线性度又可分为：①绝对线性度：为传感器的实际平均输出特性曲线与理论直线的最大偏差。
②端基线性度：传感器实际平均输出特性曲线对端基直线的最大偏差。
端基直线定义：实际平均输出特性首、末两端点的连线。
③零基线性度：传感器实际平均输出特性曲线对零基直线的最大偏差。
④独立线性度：以最佳直线作为参考直线的线性度。
⑤最小二乘线性度：用最小二乘法求得校准数据的理论直线。
（3）迟滞定义：对某一输入量，传感器在正行程时的输出量不同于其在反行程时的输出量，这一现象称为迟滞。
即：传感器在正(输入量增大)反（输入量减小）行程中输出输入曲线不重合称为迟滞。
（4）重复性定义：在相同工作条件下，在一段短的时间间隔内，同一输入量值多次测量所得的输出之间相互偏离的程度。
传感器复习提纲(2021)
传感器复习提纲(2021)复习提纲第1章传感器概述1．什么就是传感器？传感器由哪几部分共同组成？它们的促进作用及相互关系如何？2．传感器的总体发展趋势就是什么？现代传感器存有哪些特征？3．转速、厚度、温度等常见物理量可用什么传感器测量？各有什么特点？4．了解传感器的分类方法。
所学的传感器分别属于哪一类？5．了解传感器的图形符号，其中符号代表什么含义。
第2章传感器特性1．传感器的性能参数充分反映了传感器的什么关系？2．静态特性特性参数有哪些？各种参数代表什么意义，描述了传感器的哪些特征？3．什么就是传感器的动态误差？传递函数和频率特性的定义就是什么？4．什么就是传感器的动态特性?其特性参数存有那些？各存有哪些建议？理想传感器的幅频特性和相频特性怎样？5．某压电加速度传感器的动态特性可用下列微分方程描述d2q5dq4.02?1.0?10?4.0?1010q?1.5?1015adtdt式中q为输出电荷量（pc）,a为加速度（m/s2）。
确定该传感器的固有频率、阻尼系数和静态灵敏度。
第3章应变式传感器1．什么就是快速反应效应？什么就是静电感应效应？什么就是纵向效应？2．什么是应变片的灵敏系数？半导体应变片灵敏系数范围是多少，金属应变片灵敏系数范围是多少？说明金属丝电阻应变片与半导体应变片的相同点和不同点。
3．比较电阻应变片共同组成的单桥、半桥、全桥电路的特点和相连接方式。
并推论表明相连接方式对灵敏度和非线性误差的影响。
4.在传感器测量电路中，直流电桥与交流电桥有什么不同，如何考虑应用场合？5.例如图a右图的悬臂梁，距梁端部为l边线上下各粘贴完全相同的电阻应变片r1、r2、r3、r4。
未知电源电压u=4v，r为紧固电阻，并且r=r1=r2=r3=r4=250?，当存有一个力f促进作用时，应变片电阻变化量为△r=2.5?，先行分别求图b、c、d、e四种桥臂三相的桥路输入电压。
第4章电容式传感器1．电容传感器存有哪些类型？分别适宜检测什么参数？2．简述变极距型电容传感器的工作原理。
最新传感器复习提纲
U0UK [2(1u)F]
4
第三章 电感式传感器
1、电感式传感器的工作原理和分类 2、差动式变气隙传感器与单一变气隙传感器
比较有什么优点 3、相敏检波电路的工作原理 4、互感式传感器的工作原理 5、电涡流式传感器的工作原理 6、电涡流式传感器的分类
传感器的实际输入-输出曲线（校准曲线）与
拟合直线之间的吻合（偏离）程度。
3. 重复性
传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全
量程连续多次测试时，所得特性曲线间一致程度的指
标。
4. 灵敏度 K y
5. 分辨力
x
分辨力：能检测出的输入量的最小变化量
6. 稳定性
长期稳定性 有效期
7. 漂移
外界干扰下，输出量发生与输入量无关的变化。
U0 UK
2
U0UK(12)UK
4
2
11. 4片应变计采用差动布片和全桥接线。如图所示。当弹性元件 受偏心力F作用时，产生的应力为压应力和弯应力，因此，各应 变计感受的应变为相应的压、弯应变。求电路的输出？
F
F
U 0UK(1234)
4
i
Fi M i
U K (F 1 M 1 ) u (F 2 M 2 ) (F 3 M 3 ) u (F 4 M 4 ) 4
① 一个桥臂R1工作， 234 0
U0UR1UK1
4 R1 4
SVU0/(R1)U e 1R1 1K1
R1 4
2 R1 2
② 两个相邻桥臂工作， 3 4 0 ,1 ,2
U 0UK(12)UK
4
2
SV
U0
K
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。
传感器复习提纲
传感器原理及应用复习提纲绪论一. 传感器及其作用二. 传感器的组成及其各部分的功能（什么是敏感元件，什么是转换元件，什么是测量电路，作用是什么？）三. 传感器的分类方法1．解释按输入量分类。
2．解释按测量原理分类。
四. 传感器技术的三要素是什么？第一章传感器的一般特性一. 传感器的静态特性1．牢固掌握传感器的主要静态特性指标及其定义：线性度、灵敏度、精确度、最小检测量和分辨率、迟滞、重复性、零点漂移、温漂。
2．牢固掌握精度等级的意义和应用。
二. 传感器的动态特性1．数学模型（0、1、2阶微分方程描述方法）2．传递函数（零阶特性，一阶特性，二阶特性。
）3．工程实际传感器动态指标的表示方法第二章应变式传感器1．金属应变片式传感器的特点（6点）。
精度高，测量范围广；频率响应特性较好；结构简单，尺寸小，重量轻；可在恶劣条件下正常使用；价格低廉，品种多样，便于选择。
金属应变片式传感器的原理（应变效应）2．金属应变片的主要特性：灵敏度系数的定义及物理意义。
什么是金属应变片的横向效应。
解释什么是机械滞后。
解释什么是应变极限。
研究金属应变片的动态特性的目的是什么。
3．温度误差及补偿温度怎样造成金属应变片式传感器的测量误差。
了解怎样用单丝自补偿应变片了解怎样用双丝组合自补偿应变片掌握用电桥补偿应变片的温度误差的原理4．测量电路固掌握分析、计算应变片式传感器组成的电桥电路。
了解等臂电桥，单臂电桥，输入和输出的关系（应变ε与电桥输出电压）。
了解什么是第一对称电桥，什么是第二对称电桥，输入和输出的关系。
5．什么是应变效应。
6. 什么是压阻效应。
半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的亚阻效应。
7．什么是固态压阻器件。
8．应变片式传感器可以检测哪些物理量，可以应用在哪些领域。
怎样构成加速度传感器？9. 半导体应变片的特点10. 金属应变片式传感器和固态压阻器件都是应变片式传感器，区别是什么。
11．半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的亚阻效应。
大学传感器技术期末考试要点归纳总结
一、电容式位移传感器的分类及特点：以电容器为敏感元件，将机械位移量转换为电容变化的传感器，特点如下：1结构简单，适应性强；2动态响应好；3分辨率高；4温度稳定性好；5可实现非接触测量、具有平均效应。
分类如下1变间隙型：电容量与极板间距成反比，适合测量位移量；2变面积型：电容量与面积改变量成正比，适合测量线位移和角位移；3变介质型利用不同介质的介电常数各不相同，通过改变介质的介电常数实现对被测量的检测，并通过电容式传感器的电容量的变化反映出来，适合于介质的介电常数发生改变的场合。
二、三线制热电阻测量的转换电路(第38页)采用三线制是为了减小引线电阻的影响三、信噪比：表示传感器检测微弱信号能力的一种评价指标，指的是传感器接收的被信号量与噪声量的比值。
通常用信噪比（记为S/N或SNR）作为信号与噪声强度的比率评价指价。
四、不知道五、红外传感器能够测量哪些物理量？温度、六、固体半导体摄像元件是MOS型晶体管开关集成电路七、石英晶体收到压力时电荷产生在哪一面？X面上八、以下哪些属于自发电传感器？压电式九、光敏电阻适于作为光电导开关元件十、热电偶输出接触电势，其数值取决于热电偶两热电极的材料和接触点的温度，接点温度越高，接触电势越大。
十一、半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等十二、光电式传感器分为外光电效应和内光电效应和光生伏特效应三类十三、亮电流与暗电流之间的关系？在温室条件下，光敏电阻在全暗后经过一定时间测得的电阻值为暗电阻，此时给定工作电压下流过光敏电阻的电流为暗电流。
光敏电阻在某一光照下的阻值，称为该光照下的亮电阻，此时流过的电流为亮电流。
亮电流与暗电流的差为光电流。
十四、按传感器输出信号的性质分类，可分为：开关型传感器、模拟型传感器、数字型传感器。
按传感器的物理量分类，可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器；按传感器工作原理分类，可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅热电偶等传感器。
传感器原理及应用复习提纲标准版文档
主应要变动 片态式特传性感的器性在能生指活标中有处时处域可单见位，阶注跃意响其应性用能的指特标点和。频域频率特性性能指标。 敏复感习元 改件传、感转器换实元验件实、验转现换象电，路特别是示波器观察信号输出特点； 零绘点制产 电于路电原压理产图生中的，原各因种及传补感偿器方的法符；号 复应习变改 片传式感传器感实器验在实生验活现中象处，处特可别见是，示注波意器其观应察用信的号特输点出。特点； 应变片式传感器在生活中处处可见，注意其应用的特点。 如何辨别衔铁位移大小、方向； 零点产于电压产生的原因及补偿方法；
各种辐射传感器工作原理及应用 复习改传感器实验实验现象，特别是示波器观察信号输出特点；
辐射射线测量传感器与其他热辐射传感器的相似处与不同
应辐变射片 射式线传测感量器传在感生器活与中其处他处热可辐见射，传注感意器其的应相用似的处特与点不。同
辐射射线测量传感器与其他热辐射传感器 绘动制态电 特路性原是理在图动中态，信各号种(输传入感信器号的随符时号间变化)的作用下，输出量Y与输入量X间的关系。
传感器复习方法举例
生活中差动变压器很常见，请注意此传感 主要包括线性度、滞后、迟滞、重复性、稳定性和温度稳定性、漂移、灵敏度、分辨力、阈值等。 器的原理及应用； 如何辨别衔铁位移大小、方向；
绘制电路原理图中，各种传感器的符号 动态特性是在动态信号(输入信号随时间变化)的作用下，输出量Y与输入量X间的关系。
主要包括线性度、滞后、迟滞、重复性、稳定性和温度稳定性、漂移、灵敏度、分辨力、阈值等。 生活中差动变压器很常见，请注意此传感器的原理及应用；
传感器原理复习提纲及详细知识点()
传感器原理复习提纲第一章 绪论1. 检测系统的组成。
传感器 测量电路 输出单元把被测非电量转换成为与之有确定对应关系，且便于应用的某些物理量（通常为电量）的测量装置。
把传感器输出的变量变换成电压或电流信号，使之能在输出单元的指示仪上指示或记录仪上记录；或者能够作为控制系统的检测或反馈信号。
指示仪、记录仪、累加器、报警器、数据处理电路等。
2. 传感器的定义及组成。
定义 能感受被测量并按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。
组成 敏感元件转换元件 转换电路 直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量。
敏感元件的输出就是它的输入，抟换成电路参量。
上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。
3. 传感器的分类。
工作机理 物理型、化学型、生物型构成原理 结构型（物理学中场的定律）、物性型:物质定律 能量转换 能量控制型、能量转换型物理原理 电参量式传感器、磁电传感器、压电式传感器 用途位移、压力、振动、温度4. 什么是传感器的静态特性和动态特性。
静特性 输入量为常量，或变化极慢 动特性 输入量随时间较快地变化时5. 列出传感器的静态特性指标，并明确各指标的含义。
230123n ny a a x a x a x a x =+++++x 输入量，y 输出量，a 0零点输出，a 1理论灵敏度，a 2非线性项系数灵敏度传感器在稳态下，输出的变化量与引起该变化量的输入变化量之比。
表征传感器对输入量变化的反应能力线性传感器 非线性传感器迟滞正（输入量增大）反（输入量减小）行程中输出输入曲线不重合称为迟滞。
产生迟滞的原因：由于传感器敏感元件材料的物理性质和机械另部件的缺陷 所造成的，如弹性敏感元件弹性滞后、 运动部件摩擦、 传动机构的间隙、 紧固件松动等。
线性度传感器的实际输入-输出曲线的线性程度。
4种典型特性曲线k y x=∆∆%1002max⨯∆=FSH Y H γ非线性误差%100max⨯∆±=FSL Y L γ，ΔLmax ——最大非线性绝对误差，YFS ——满量程输出值。
传感器考试提纲
电阻应变效应: 导体在外界作用下产生机械变形（拉伸或压缩）时，其电阻值相应发生变化的现象称为电阻应变效应。
压阻效应: 半导体材料的电阻率ρ随作用应力的变化而发生变化的现象称为压阻效应。
变形: 物体在外力作用下面而改变原来尺寸或形状的现象称为变形。
弹性变形: 当外力去掉后物体能完全恢复其原来的尺寸和形状，这种变形称为弹性变形。
涡流效应: 根据法拉第电磁感应定律，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内将生产呈旋涡状的感应电流，这种现象称为电涡流效应。
压电效应: 某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复到不带电状态，这种现象称为压电效应。
正压电效应: 当作用力方向改变时，电荷的极性也随之改变。
有时人们把这种机械能转换为电能的现象，称为“正压电效应”。
逆压电效应:相反，当在电介质极化方向施加电场时，这些电介质也会产生几何变形，这种现象称为“逆压电效应”（电致伸缩效应）。
热电效应: 所谓的热电效应，是两种不同材料的导体组成一个闭合回路，当两接点温度T和T0不同时，则在该回路中就会产生电动势。
霍尔效应:置于磁场中的静止载流导体，当它的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体上垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种现象称为霍尔效应。
测量目的及测量过程: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。
测量过程就是传感器从被测对象获取被测量的信息，建立起测量信号，经过变换，传输，处理，从而获得被测量量值的过程。
灵敏度: 灵敏度是输出量增量Δy与引起输出量增量Δy的相应输入量增量Δx之比。
S=Δy/Δx线性度: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。
输出与输入关系可分为线性特性和非线性特性。
线性度是指在全量程范围内实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差值ΔL 与满量程输出值Y 之比γ =±ΔL /Y ×100%迟滞:传感器在相同工作条件下，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。
传感器考试简答题复习资料总结
传感器考试简答题复习资料总结1：何为传感器的静态特性？主要技术指标是什么？答：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传感器的静态特性；其主要指标有线性度、灵敏度、精确度、最小检测量和分辨力、迟滞、重复性、零点漂移、温漂。
2：何为传感器的动态特性？主要技术指标是什么？答：（1）动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性；描述动态特性的指标：对一阶传感器：时间常数；对二阶传感器：固有频率、阻尼比。
3：什么是金属材料的应变效应？什么是半导体材料的压阻效应？答：①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。
（②半导体材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。
4：比较金属丝应变片和半导体应变片的相同和不同点。
答：相同点：它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化；不同点：金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。
5：什么事金属应变片的灵敏度系数？答：金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数；（它与金属丝应变灵敏度函数不同，应变片由于由金属丝弯折而成，具有横向效应，使其灵敏度小于金属丝的灵敏度）6：采用应变片进行测量时为什么要进行温度补偿？常用温补方法有哪些？答：①因为金属的电阻本身具有热效应，从而使其产生附加的热应变；（②基底材料、应变片、粘接剂、盖板等都存在随温度增加而长度应变的线膨胀效应，若它们各自的线膨胀系数不同，就会引起附加的由线膨胀引起的应变；常用的温度补偿法有单丝自补偿，双丝组合式自补偿和电路补偿法。
7：固态压阻器件的结构特点是什么？受温度影响会产生那些温度漂移？如何进行补偿？答：（1）固态压阻器件的特点是：属于物性型传感器，是利用硅的压阻效应和微电子技术制成的压阻式传感器，具有灵敏度高、动态响应好、精度高易于集成化、微型化等特点。
传感器原理复习大纲
第一章 传感器概论
传感器的组成与分类 传感器的静态特性
线性度、灵敏度、迟滞和重复性
传感器的动态特性
阶跃响应，频率响应特性（重要的概念和相 关参数的含义和物理意义）
传感器的标定
什么是传感器标定，为什么要进行标定，静 态标定方法，动态标定方法
第一章 温度传感器
热电阻（金属热电阻），热敏电阻（半 导体）的工作原理
第四章 磁敏传感器
霍尔效应 霍尔元件的原理和特性 霍尔元件的温度补偿 霍尔元件的应用电路 磁阻元件原理及特性 磁阻元件的应用电路 磁敏二极管和磁敏二极管的原理及特性Βιβλιοθήκη 第七章 声/超声波敏传感器
超声波传感器的原理及特性 超声波探头原理
第九章 智能传感器
智能型传感器的概念、结构及发展方向
光敏二极管和光敏晶体管的工作原理及 特性
第三章 力/压力敏传感器
电阻应变片的工作原理及特性 电阻应变片的调理电路（单臂，半桥，
全桥） 电阻应变片的温度补偿 金属应变计和半导体应变计的差别 应变计的应用电路
第三章 力/压力敏传感器
压电传感器的原理及特性 压电传感器的等效电路及各自的特点 压电传感器的应用及电路
（金属）热电阻和热敏（半导体）电阻 的测量电路（常采用三线和四线连接法）
热敏电阻（半导体），（金属）热电阻 和热敏（半导体）电阻温度传感器的应 用（典型的控温电路，温度显示电路， 温度补偿电路，与温度相关的控制电路）
第一章 温度传感器
热电偶，热电偶的基本原理
热电效应，珀尔贴（Peltier）效应，汤姆逊 （Thomson）效应
热电偶基本定律
均质导体定律，标准电极定律，中间导体定 律，中间温度定律，标准化热电偶，非标准 化热电偶，热电偶的冷端温度补偿，热电偶 的温度测量电路
传感器复习大纲 传感器复习题及答案
传感器复习大纲传感器习题及答案第一章传感器的定义：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。
传感器的分类：1.按检测的量分类：物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器。
2.按输出信号的性质分类：模拟传感器、数字传感器。
3.按传感器的能源分类：有源传感器、无源传感器。
第二章描述传感器静态特性的主要指标：线性度、迟滞、重复性、阈值、灵敏度、稳定性、噪声、漂移等，它们是衡量传感器静态特性优劣的重要指标参数。
灵敏度：是指传感器在稳定工作条件下，输出微小变化增量与引起此变化的输入微小变量的比值。
第三章电阻应变式传感器主要利用金属电阻应变效应或半导体材料的压阻效应制成敏感元件，是测量微小变化的理想传感器。
金属电阻应变片的基本原理是电阻应变效应，了、即导体产生机械形变时它的电阻值发生变化。
对于半导体而言，应变传感器主要是利用半导体材料的压阻效应。
作业。
第四章变极距型、变面积型、变介质型三种形式电容式传感器。
（大概看一下工作原理。
）第五章变磁阻式传感器（自感式传感器）的工作原理。
差动变压器式传感器（互感式传感器）零点残余电压差动变压器测量电路：差动变压器输出交流信号，为正确反映衔铁位移大小和方向，常常采用差动整流电路和相敏检波电路。
P72图由法拉第电磁感应原理可知：一个块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中切割磁力线运动时，导体内部会产生闭合的电流，这种电流像水中旋涡，故称为电涡流，这种现象叫做电涡流效应。
根据电涡流效应制作的传感器称涡流传感器。
电涡流传感器的最大特点是能够对被测量进行非接触测量。
用自己的话描述其工作原理。
（根据法拉第电磁感应原理, 块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时, 导体内将产生呈涡旋状的感应电流, 此电流叫电涡流, 以上现象称为电涡流效应。
根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。
按照电涡流在导体内的贯穿情况, 此传感器可分为高频反射式和低频透射式两类, 但从基本工作原理上来说仍是相似的。
传感器原理与应用复习提纲重点
《传感器原理与应用》课程复习纲要一、课程内容1．基本概念名词解释，要完整。
例如：压电效应：名词解释要包括两部分（正、逆压电效应），材料等。
2．传感器的工作原理例如：电涡流式测厚传感器：说明传感器的组成结构、写出原理图、叙述工作过程和相关的表达式（或数学模型或物理模型）等。
3．基础知识和基本常识（包括传感器的分类）例如：（1）动态模型中，“标准”输入只有三种：正弦周期输入、阶跃输入和线性输入，而经常使用的是前两种。
（2）在光线作用下能使物体产生一定方向电动势的称光生伏特效应，如光电池。
（3）电涡流式位移传感器有高频反射式和低频透射式两种。
（4）看图分析并叙述图上提供的信息。
4．计算例如：（1）金属应变片如何贴片分布于在等强度梁上？电阻变化计算和输出电压计算。
（2）用于测量转速的传感器有哪些？结构如何？如何计算转速？测速误差多少？5．测量电路简图和作用例如：金属应变片全桥电路、半桥电路等测量电路图，及相应的作用。
6．有关误差补偿例如：非线性补偿可用差动结构；温度补偿也可差动结构，还有其它方法等。
7．看图设计叙述例如：（1）8个实验内容：金属应变片、差动变压器、扩散硅压阻式压力传感器、霍尔传感器和光纤传感器等。
（2）看图叙述某传感器的结构组成，如何工作的及优缺点。
二、考试形式1．闭卷考试考试时间：120分钟。
2．考试题型填空题(10分)、单项选择题(10分)、简述题(4*8分)、计算题(2*10分)和设计题(2*14分)三、各章需掌握的内容绪论什么是传感器，传感器的物理基础、传感器的分类等。
第1章传感器技术基础传感器的数学模型、物理模型、静态特性（包括其指标，如线性度等）、动态特性（包括其指标，如二阶系统的参量分析等）、标定和校准、传感器的分析手段和传感器材料。
第2章电阻式传感器电阻式传感器的结构、组成和工作原理，测量电路及有关信号输出计算，及应用。
第3章变磁阻式传感器电感式传感器的分类、组成和工作原理、测量电路的作用等；电涡式传感器的分类、组成和工作原理；霍尔式传感器的组成、工作原理和所用材料，及应用；磁阻效应的有关知识。
传感器技术考试提纲(工技大)
传感器：能感受规定的被测量（包括物理量，化学量，生物量等）并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转化元件组成。
传感器的物理定律：守恒定律，场的定律，物质定律，统计法则。
静态模型：指在静态条件下（即输入量对时间T的各阶导数为0）得到的传感器数学模型。
传感器的静态特性：线性度，回差，重复性，灵敏度，分辨力，阈值，稳定性，漂移，静态误差。
传感性的动态特性：是反映传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。
动态误差分为两部分：1.输出量达到稳定状态以后与理想输出量之间的差别。
2..当输入量发生跃变时，输出量由一个稳态到另一个稳态之间的过渡状态中的误差。
电阻式传感器：通过电阻参数的变化来实现电测非电量目的的传感器。
导电材料的应变电阻效应分为两部分：1.金属材料（形变）的应变电阻效应。
2.半导体材料（电阻尼变化）的应变电阻效应。
压阻式传感器分为两种：1.利用半导体材料的体电阻，制作成半导体应变计；其灵敏度要比金属应变计高2个数量级。
2.将弹性敏感元件与应变（转化）元件合二为一，制成扩散硅压阻式传感器。
变磁阻式传感器是一种利用磁路磁阻变化引起传感器线圈的电感（自感或互感）变化来检测非电量的机电转换装置。
自感式传感器按磁路几何参数变化形式的不同，目前常用的自感式传感器有变气隙式，变面积式与螺管式三种。
电涡流:有一通以交变电流I的传感器线圈。
由于电流I的存在，线圈周围就产生一个交变磁场H。
若被测导体置于该磁场范围内，导体内便产生电涡流。
电涡流式传感器结构类型：1.反射式2..透射式电涡流式传感器所用的谐振电路有三种类型：1.定频调幅式2.变频调幅式3..调频式压磁式传感器：又称磁弹性式传感器，是利用铁磁材料的逆磁致伸缩效应工作的传感器。
磁致伸缩效应：铁磁材料在磁场中磁化时，在磁场方向会伸长或缩短。
逆磁致伸缩效应:被磁化的铁磁材料在应力影响下形成磁弹性能，使磁化强度矢量重新取向，从而改变应力方向的磁导率的现象。
传感器提纲
一、填空题：1、传感器由、、三部分组成。
2、在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的倍左右为宜。
3、有一温度计，它的量程范围为0～200℃，精度等级为0.5级。
该表可能出现的最大误差为，当测量100℃时的示值相对误差为。
4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择型热敏电阻。
5、在压电晶片的机械轴上施加力,其电荷产生在。
6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。
7、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于测量。
8、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是。
对于镍铬-镍硅热电偶其正极是。
9、压电传感器一般使用两片压电元件，在电荷输出时，一般是把压电元件起来，而当以电压作为输出的时候则是把压电元件起来。
10、热电阻主要是利用电阻随温度升高而这一特性来测量温度的。
11、热电偶的冷端温度补偿常用的方法有法、法、法和法。
12、金属电阻在外力的作用下发生机械形变，导致其发生变化是金属电阻应变片工作的物理基础。
13、霍尔器件在额定控制电流下，无外磁场时，两个霍尔电极之间的称为不等位电势U0。
14、热电势由两部分组成，一部分是两种导体的，另一部分是单一导体的温差电势。
15、中间导体定律：在热电偶中接入第三种导体，只要第三种导体的两接点温度相同，则热电偶的。
16、电容式和电感式传感器常用差动式结构，其作用是提高，减少。
17、压电式传感器利用效应工作，常用的前置放大器有电压放大器和。
18、热电阻是利用导体的随温度的变化这一物理现象来温度的。
19、根据参数的变换，电容式传感器分为变极距式电容传感器、、和。
20、热电偶的热电势大小与和有关，为了保证输出热电势是被测温度的单值函数，必须保持冷端温度。
21、用石英晶体制作的压电式传感器，晶面上产生的与作用在晶面上的压强成正比，而与晶片和面积无关。
22、电感式传感器是利用被测量的变化引起线圈或的变化，从而导致线圈改变这一物理现象来实现测量的。
二、选择题1、在以下几种传感器当中属于自发电型传感器。
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1 2 3 4 x
Ucd=-(E/2)(ΔR/R)
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第2章
2.2
证： R1 R R R4 R R
U cd U cb U db
R E R E R R R R R R
2RR 4R2 R2
E
略去 R的第二项，即可得
U cd
E 2
R R
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第2章
2.3说明电阻应变片的组成和种类。电阻应变片 有哪些主要特性参数？
4 0.11 5 0.126 6 0.194
L
Lmax yFS
68,线性度 ±7%
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第1章
1.4 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。
解：设温差为R,测此温度传感器受幅度为R的阶跃响应 为(动态方程不考虑初态)
yt R(1 et / 3 )
当 yt R 时 t 3ln 2 1.22
3
3
当 yt R 时 t 3ln 1 2.08
2
2
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第1章
1.5 某传感器为一阶系统，当受阶跃函数作用时，在
t=0时，输出为10mV;t→∞时，输出为100mV;在t=5s时， 输出为50mV,试求该传感器的时间常数。
第1章
1.1 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。
解： k U 300 103 60 X 5 103
1.2 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。
444 00.0.111.1115 505.101.1160.1610.080.608 0.08
LLLLyLyLFmSFyLmayLxSFamxFSmaS1xa0x1001%010%0%0102%..10115021.0.120.1.15035.10092%..100.11059.0%8%0.09%
nxi 2 (xi )2
6 91 21 21
105
b
(xi 2yi nxi 2
xi xi (xi )2
yi
)
91
42.23 6 91
21182.54 21 21
9.59 105
0.09
所以， y kx b 1.98x 0.09
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1.11
第1章
iii yyiyii (k(xkix(ikbx)ib) b) 11110000..010.73707 22 0.0025.0503 .0053.05 0.053 0.05
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第2章
2.2 如图F1-1所示电路是电阻应变仪中所用的不 平衡电桥的简化电路，图中R2=R3=R是固定电阻， R1与R4是电阻应变片，工作时R1受拉，R4受压， ΔR表示应变片发生应变后，电阻值的变化量。 当应变片不受力，无应变时ΔR=0，桥路处于平 衡状态，当应变片受力发生应变时，桥路失去了 平衡，这时，就用桥路输出电压Ucd表示应变片 应变后的电阻值的变化量。试证明:
1) 绘出弹性元件贴片位置及全桥电路；
2) 计算传感器在满量程时，各应变片电阻变化；
3) 当桥路的供电电压为10V时，计算传感器的输出 电压。
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2.5 解：①图 2-32(c)
第2章
②圆桶截面积 A R2 r 2 59.7 106
应变片 1,2,3,4 感受的是纵向应变,有
解：
S S1 S2 S3 0.2 2.0 5.0 2mm / C
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1.3 测得某检测装置的一组输入输出数据如下：
x 0.9 2.5 3.3 4.5 5.7 6.7 y 1.1 1.6 2.6 3.2 4.0 5.0
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。
答：①金属电阻应变片由四部分组成：敏感栅、基底、 盖层、粘结剂、引线。分为金属丝式和箔式。
②其主要特性参数：灵敏系数、横向效应、机械 滞后、零漂及蠕变、温度效应、应变极限、疲劳寿 命、绝缘电阻、最大工作电流、动态响应特性。
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第2章
2.5 一个量程为10kN的应变式测力传感器，其弹 性元件为薄壁圆筒轴向受力，外径20mm,内径18mm, 在其表面粘贴八各应变片，四个沿周向粘贴，应 变片的电阻值均为120Ω,灵敏度为2.0,波松比为 0.3,材料弹性模量E=2.1×1011Pa。要求：
解： y kx b i yi (kxi b)
k
nxi yi nxi 2
xiyi (xi )2
b (xi 2yi xi xi yi ) nxi 2 (xi )2
k 0.68 b 0.25
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第1章
1.3
∴ y 0.68x 0.25
1 0.238 2 0.35 3 0.16
y FS
12.05
②端点线性度：
由两端点做拟和直线 y 1.97x 0.23
中间四点与拟合直线误差：0.17 0.16 0.21 0.08
所以，
L
Lm a x yFS
100 %
0.21 12.05
1.74%
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第1章
1.11
③最小二乘线性度：
k nxi yi xiyi 6 182.54 21 42.23 208.41 1.98
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第1章
1.11 试求下列一组数据的各种线性度：
x
1
2
3
4
5
6
y 2.20 4.00 5.98 7.9 10.10 12.05
1)理论（绝对）线性度，给定方程为y=2.0x; 2)端点线性度； 3)最小二乘线性度。
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第1章
1.11
解：
①理论线性度： L
Lmax 100% 12.05 2 6 0.4%
解：此题与炉温实验的测飞升曲线类似:
yt 10 90(1 et /T )
由 y5 50 T 5 8.51
ln 5 9
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第1章
1.8 什么是传感器的静特性？有哪些主要指标？
答：静特性是当输入量为常数或变化极慢时，传感器的 输入输出特性，其主要指标有线性度、迟滞、重复性、 分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性。