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2电阻式传感器电阻式传感器的种类繁多，应用广泛，其基本原理是将被测物理量的变化转换成电阻值的变化，再经相应的测量电路而最后显示被测量值的变化。
电阻式传感器与相应的测量电路组成的测力、测压、称重、测位移、测加速度、测扭矩、测温度等测试系统。
目前己成为生产过程检测以及实现生产自动化不可缺少的手段之一。
2.1电位器式传感器电位器是一种常用的机电元件，广泛应用于各种电器和电子设备中。
它主要是一种把机械的线位移或角位移输入量转换为与它成-定函数关系的电阻或电压输出的传感元件来使用。
它们主要用于测量压力、高度、加速度等各种参数。
电位器式传感器具有一系列优点，如结构简单、尺寸小、重量轻、精度高、输出信号大、性能稳定并容易实现任意函数。
其缺点是要求输入能量大，电刷与电阻元件Z间容易磨损。
电位器的种类很多，按其结构形式不同，可分为线绕式、薄膜式、光电式等；按特性不同，可分为线性电位器和非线性电位器。
目前常用的以单圈线绕电位器居多。
空载特性（输出端不接负载或负载为无穷大）上面讨论的电位器空载特性相当于负载开路或为无穷大时的情况,而一般情况下，电位器接有负载，接入负载时的特性为负载特性，负载特性相对于空载特性的偏差称为电位器的负载误差, 对于线性电位器负载误差即是其非线性误差。
电位器式传感器应用举例膜盒电位器式压力传感器测小位移传感器电位器式加速度传感器1.惯性质量;2.片弹簧；3.电位器；4.电刷；5.阻尼器；6.壳体。
6 52.2应变片式传感器问题：1.什么是应变？什么是应变片？2.应变片式传感器是把哪一个非电量转换成电量呢？转换成什么电量呢？如何转换的呢？它们之I'可的关系是什么呢？电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应，即在导体产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。
敏感栅由金属细丝绕成栅形，实现应变一电阻转换的传感元件。
基底和盖片的作用是保持敏感栅和引线的几何形状和相对位置，并且有绝缘作用。
一般为厚度0.02〜0.05mm的环氧树脂，酚醛树脂等胶基材料。
天津大学传感器复习重点-适用于机械工业出版社 唐文彦主编版本
传感器重点复习内容绪论传感器定义：能够感受规定的测量量，并且按照一定的规律转换成可用输出信号的器件和装置一、静特性指标当输入量为常量，或变化极慢时，输出与输入之间的关系称为静特性二、传感器组成P1敏感元件、转换元件、基本转换电路1、敏感元件：直接感受被测量，输出与被测量成确定关系的某一物理量输出元件。
2、转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，他把输入转换成电路参量。
3、基本转换电路电路参数变化量接入基本转换电路，便可以转化成电量输出。
传感器只需要完成被测参数到电量的基本转换，然后输入测控电路即可。
三、稳定性指标及其含义P71、线性度：在采用直线拟合线性化时，输出输入的校正曲线与其拟合曲线之间的最大偏差，称为线性度，通常用相对误差来表示。
2、迟滞：传感器在正反行程中输出输入曲线不重合称为迟滞。
3、重复性：重复性是指传感器在输入按同一方向连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度。
4、灵敏度与灵敏度误差：（1）灵敏度：传感器输出的变化量与引起该变化量的输入变化量之比称为其静态灵敏度。
（2）灵敏度误差：由于某种原因，引起灵敏度发生变化，产生灵敏度误差。
用相对误差表示。
5、分辨力与阈值：（1）分辨力：分辨力是指传感器能检测到的最小的输入增量。
（2）阀值：传感器输入零点附近的分辨力称为阈值。
6、稳定性：稳定性是指传感器在长时间工作的情况下输出量发生的变化，有时称为长时间工作稳定性或零点漂移。
7、温度稳定性：温度稳定性又称为温度漂移，是指传感器在外界温度变化下输出量发生的变化。
温度稳定性误差用温度每变化若干度的绝对误差或相对误差表示。
每摄氏度引起的传感器误差又称为温度误差系数。
8、抗干扰稳定性：是指传感器对外界干扰的抵抗能力，例如抗冲击和振动的能力、抗潮湿的能力、抗电磁场干扰的能力等。
9、静态误差：是指传感器在其全量程内任一点的输出值与理论值的偏离程度。
第一章电阻式传感器Part one应变式传感器一、工作原理应变式传感器是利用金属的电阻应变效应，将被测物体变形转换成电阻变化的传感器。
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传感器复习资料一.名词解释测量：测量就是通过专用的手段和技术工具，通过实验的方法，把被测量与同性质的标准量进行比较，求出两者的比值，从而得到被测量数值大小的过程。
传感器：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。
动态特性：传感器的动态特性是指其输出与随时间变化的输入量之间的响应特性。
静态特性：传感器的静态特性是指传感器变换的被测量的数值处在稳定状态时，传感器的输出与输入的关系。
灵敏度：传感器在稳态标准条件下，输出变化对输入变化的比值称为灵敏度。
线性度：在规定条件下，传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差（ΔYmax）与满量程输出（Y）的百分比，称为线性度迟滞：迟滞是指在相同的工作条件下，传感器正行程特性和反行程特性的不一致程度。
直接测量：在使用仪表或者传感器进行测量时，对仪表读数不需要经过任何运算就能直接表示测量所需要的结果的测量方法称为直接测量。
间接测量：在使用仪表或传感器进行测量时，首先要对与测量有确定函数关系的几个量进行测量，将被测量代入函数关系式，经过计算得到所需要的结果，这种测量方法称为间接测量。
压电效应：某些电介质，当沿着一定方向对其施力使它变形，其内部就产生极化现象，同时在它的表面便产生符号相反的电荷，当外力去掉后，其又重新恢复到不带电状态，这种现象称为压电效应。
热电效应：当受热物体中的电子，因随着温度梯度由高温区往低温区移动时，所产生电流或电荷堆积的一种现象。
霍尔元件：霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器。
用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。
光电耦合器：光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。
它由发光源和受光器两部分组成。
把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。
发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。
二.填空题大部分组成。
传感器与检测技术复习总结Word版
l.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。
传感器与检测技术是研究自动检测系统中的信息提取，信息转换和信息处理的理论和技术为主要内容的一门应用技术学科。
2 ．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。
3 ．简述正、逆压电效应。
解：某些电介质在沿一定的方向受到外力的作用变形时，由于内部极化现象同时在两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，恢复到不带电的状态；而当作用力方向改变时，电荷的极性随着改变。
晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。
这种现象称为正压电效应。
反之，如对晶体施加一定变电场，晶体本身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随之消失，称为逆压电效应。
4．简述电压放大器和电荷放大器的优缺点。
解：电压放大器的应用具有一定的应用限制，压电式传感器在与电压放大器配合使用时，连接电缆不能太长。
优点：微型电压放大电路可以和传感器做成一体，这样这一问题就可以得到克服，使它具有广泛的应用前景。
缺点：电缆长，电缆电容 C c 就大，电缆电容增大必然使传感器的电压灵敏度降低。
电荷放大器的优点：输出电压 U o 与电缆电容 C c 无关，且与 Q 成正比，这是电荷放大器的最大特点。
但电荷放大器的缺点：价格比电压放大器高，电路较复杂，调整也较困难。
要注意的是，在实际应用中，电压放大器和电荷放大器都应加过载放大保护电路，否则在传感器过载时，会产生过高的输出电压。
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一．电阻式传感器基本原理:将被测的非电量转换成电阻值的变化,再经转换电路变成电量输出。
1.应变式传感器工作原理：金属的电阻应变效应:金属导体的电阻随着机械变形（伸长或缩短)的大小发生变化的现象称为金属的电阻应变效应。
特点：结构简单,性能稳定，灵敏度较高，适用于动态测量。
1)横向效应：将直的电阻丝绕成敏感栅之后，虽然长度相同，但应变状态不同，其灵敏系数降低了。
这种现象称横向效应。
为了减少横向效应产生的测量误差，一般多采用箔式应变片，其圆弧部分尺寸较栅丝尺寸大得多，电阻值较小，因而电阻变化量也就小得多。
2)机械滞后应变片安装在试件上以后，在一定温度下，其（ΔR/R）–ε的加载特性与卸载特性不重合，在同一机械应变值εg下，其对应的ΔR/R值（相对应的指示应变εi)不一致。
加载特性曲线与卸载特性曲线的最大差值Δεm称应变片的滞后。
机械滞后产生的原因：敏感栅、基底和粘合剂在承受机械应变后所留下的残余变形所造成的.3)零漂（P0）：粘贴在试件上的应变片，在温度保持恒定、不承受机械应变时,其电阻值随时间而变化的特性，称为应变片的零漂。
4)蠕变（θ）: 如果在一定温度下，使其承受恒定的机械应变,其电阻值随时间而变化的特性，称为应变片的蠕变.一般蠕变的方向与原应变量变化的方向相反。
5)最大工作电流：是指允许通过应变片而不影响其工作的最大电流值。
6）绝缘电阻：是指应变片的引线与被测试件之间的电阻值。
通常要求50MΩ～100MΩ以上.7）电阻式应变片的温度误差：当测量现场环境温度变化时，由于敏感栅温度系数及栅丝与试件膨胀系数之差异性而给测量带来的附加误差，称为应变片的温度误差。
对应变片温度误差产生的主要因素进行分析: 1。
电阻温度系数的影响; 2。
测试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数影响.温度补偿方法：(1)线路补偿法（加温度补偿电阻）：利用电桥的和、差原理来达到温度补偿的目的.（2)自补偿法（选材）：主要是通过精心选配敏感栅材料与应变片结构参数来实现温度补偿.2。
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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
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。
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
差！
入信号按正弦 化 ，分析 特性的相位、振幅、
率， 称 率响 ；
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第一章 思考题与习题1、什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？答：输入量为常量或变化很慢情况下，输出与输入两者之间的关系称为传感器的静态特性。
它的性能指标有：线性度、迟滞、重复性、灵敏度与灵敏度误差、分辨率与阈值、稳定性、温度稳定性、抗干扰稳定性和静态误差（静态测量不确定性或精度）。
2、传感器动特性取决于什么因素？答：传感器动特性取决于传感器的组成环节和输入量，对于不同的组成环节（接触环节、模拟环节、数字环节等）和不同形式的输入量（正弦、阶跃、脉冲等）其动特性和性能指标不同。
3、某传感器给定相对误差为2%FS ，满度值输出为50mV ，求可能出现的最大误差δ（以mV 计）。
当传感器使用在满刻度的1/2和1/8时计算可能产生的百分误差。
并由此说明使用传感器选择适当量程的重要性。
已知：FS %2=γ, mV y FS 50=；求：δm =？解：∵ %100⨯=FS my δγ；∴ mV y FS m 1%100=⨯∙=γδ若: FS FS y y 211= 则: %4%100251%1001=⨯=⨯=FS m y δγ 若: FS FS y y 812= 则: %16%10025.61%1002=⨯=⨯=FS my δγ 由此说明,在测量时一般被测量接近量程(一般为量程的2/3以上),测得的值误差小一些。
4、有一个传感器，其微分方程为x y dt dy 15.03/30=+，其中y 为输出电压（mV ），x 为输入温度（0C ），试求该传感器的时间常数τ和静态灵敏度k 。
已知：x y dt dy 15.03/30=+；求：τ=？，k =?解：将x y dt dy 15.03/30=+化为标准方程式为：x y dt dy 05.0/10=+ 与一阶传感器的标准方程：kx y dtdy =+τ 比较有： ⎩⎨⎧==)/(05.0)(100C mV k s τ 5、已知某二阶系统传感器的自振频率f 0=20k Hz,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。
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1. 测量误差一一仪表测得的测量值x 与被测真值X 。
之差绝对误差：厶=X_X o2. 检测仪表基本性能指标相对百分误差、非线性误差、变差都是稳态（静态）误差。
动态误差是指检测系统受外扰动作用后，被测变量处于变动状态下仪表示值与参 数实际值之间的差异。
1）测量仪表的准确度（精度）：、maxX ma^ _ X min2）非线性误差：通常非线性误差用实际测得的输入-输出特性曲线（也称为校 准曲线）与理论直线的之间的最大偏差和测量仪表量程之比的百分数来表示、ff 测量范围上限-测量范围下限3）变差：在外界条件不变的情况下，使用同一仪表对被测变量在全量程范围内 进行正反行程（即逐渐由小到大和逐渐由大到小） 测量时，对应于同一被测值的 仪表输出可能不等，二者之差的绝对值即为变差- 鹉4） 灵敏度灵敏度是表征检测仪表对被测量变化的灵敏程度，它是指仪表输出指针的线位移 或角位移变化量和输入被测参数变化量之比Act5） 分辨力：对于数字式仪表，分辨力是指数字显示器的最末位的数字间隔所代 表的从信号种类来分：1） 位移信号：是一种机械信号，包括直线位移和角位移。
在测量力、压力、质 量、振动等物理量时，要先把它们转换成位移量再处理。
2） 压力信号：包括气压信号和液压信号，工业检测中主要应用气压信号。
3） 电气信号：有电压信号、电流信号、阻抗信号和频率信号等。
传送快、滞后 小、可远距离传递、便于和电子计算机联接。
4） 光信号：包括光通量信号、干涉条纹信号、衍射条纹信号、莫尔条纹信号等。
可是连续的，也可是断续（脉冲）式的。
相对误差：讨一 X _X0X o X 。
f 测量范围上限-测量范围下限等。
从传递信号的连续性的观点来分：1）模拟信号：在时间上是连续变化的，在任何瞬时都可以确定其数值的信号。
可以变换为电信号，即是平滑地、连续地变化的电压或电流信号。
2）数字信号：是一种以离散形式出现的不连续信号，通常用二进制数“ 0”和“ 1”组合的代码序列来表示。
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传感器复习资料一、填空：1、传感器的输入输出特性指标可分为（静态特性）、（动态特性）两类，线性度和灵敏度是传感器的（静态）指标，而频率响应特性是传感器的（动态）指标。
2、热电隅所产生的热电势是由（接触）电势和（温差）电势组成。
3、光电传感器的的工作原理是基于物质的光电效应，目前所利用的光电效应大致有三大类：一是利用光线作用下的（光电效应），二是（热电效应），三是（波动相互作用效应）。
4、霍尔传感器是将（运动电荷）放在磁场中的霍尔效应而输出电。
，霍尔传感器可用来测量（力），（位移），（磁场），（电流）。
5、热电阻式温度传感器是利用金属和非金属的（电阻）随温度的变化而变化的特点来测温的。
6、某些电介质当沿一定方向对其施力，。
，这种现象称为（逆压电）效应；外力去掉后又恢复带电的状态，这种现象称为（顺压电）效应。
7热电偶中产生的热电势由两部分组成分别为（接触电势）和（温差电势），若两金属类型相同，两端温度不同，加热一端时电路中时势E=（0）8、传感器性能的优劣可以通过（静态特性）和（动态特性）特征来表征。
9、集成的温度传感器按输出量不同分为（电压型）和（电流型）两大类。
10、压电常数D11脚中的第一个1表示垂直于（X）轴表面产生的电荷，第二个表示在（X轴）方向施加力。
11、气敏传感器由三部分组成：（气敏传感元件）、加热器、封装部分。
12、集成温度传感器按输出量分为（P）型和（E）型。
13、应变片的结构主要由四部分组成，分别为：（电阻丝）、（机底和面胶）、粘合剂、（引出线）。
14、当传感器的输出特性非线性时，通常采用（线性化）来补偿措施。
15、光纤的结构通常由（纤心）和包层及外套组成，通常传感器由（光源）、（测量对象）、（光电元件）三部分组成，是能把外界（非电量）转换成（电量）的气件和装置。
16、金属在外力作用下发生机械形变时，它的电阻值将发生变化，称为（电阻应变）效应，固体受到作用后，（电阻率）要发生变化，称为（压电阻）效应。
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传感器绪论概念：1.传感器的定义：①：能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
②：狭义的定义：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。
2.传感器组成:传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。
第一章概念：1.传感器的一般特性：描述此种变换的输入与输出关系。
静特性：输入量为常量或变化极慢时（慢变或稳定信号）。
1) 线性度：传感器的输出与输入关系呈线性，实际上这往往是不可能的。
假设传感器没有迟滞和蠕变效应,其静态特性可用下列多项式来描述：x ——输入量； y ——输出量； a 0——零点输出；a 1——传感器的灵敏度,常用k 表示；a 2,a 3,…,a n ——非线性项系数。
非线性误差（线性度） 定义：输出输入的实际测量曲线与某一选定拟合直线之间的最大偏差，用相对误差γL表示其大小。
即传感器的正、反行程平∑=+=++++=n i i i n n x a a x a x a x a a y 102210...均测量曲线与拟合直线之间的最大偏差对满量程（F.S.）输出之比（%）：γL——非线性误差（线性度）；ΔLmax——输出平均值与拟合直线间的最大非线性误差；y F.S.——满量程输出。
满量程输出用测量上限标称值y H与测量下限标称值y L之差的绝对值表示,即y F.S.=|y H-y L|。
大多数传感器的输出曲线是通过零点的，或者使用“零点调节”使它通过零点。
某些量程下限不为零的传感器，也可以将量程下限作为零点处理。
目前常用的拟合方法有：①理论拟合；②过零旋转拟合；③端点连线拟合；④端点连线平移拟合；⑤最小二乘拟合；⑥最小包容拟合等。
2)迟滞：迟滞表明传感器在正（输入量增大）、反（输入量减小）行程期间,输出-输入曲线不重合的程度（信号大小不相等）。
迟滞产生原因：传感器的机械部分和结构材料方面不可避免的弱点,如轴承摩擦、灰尘积塞、间隙不适当,元件磨蚀、碎裂等。
传感器课的期末总结
传感器课的期末总结引言在本学期的传感器课程中，我们深入学习了传感器的原理、分类、设计与应用等内容。
通过理论学习和实践操作，我们对传感器的工作原理和应用方法有了更深入的了解。
本篇文章将总结本学期传感器课程的主要内容，并对所学知识做总结和归纳，同时也将反思我在学习和实践过程中的不足和改进方向。
一、传感器的基本概念和分类传感器是具有感知能力的装置，能够将物理量或化学量转化为可测量的信号输出。
在课程开始的阶段，老师首先向我们介绍了传感器的基本概念和分类。
根据测量的物理量，传感器可以分为力传感器、温度传感器、湿度传感器、光传感器等等。
根据测量的原理和特点，传感器可以分为压阻型传感器、电容型传感器、电感型传感器、半导体型传感器等等。
通过学习传感器的分类，我们可以更好地理解传感器的工作原理和应用范围。
二、传感器的工作原理和性能指标接下来，我们深入学习了传感器的工作原理和性能指标。
传感器的工作原理是指传感器将输入的物理量或化学量转化为可测量的电信号的过程。
传感器的性能指标包括灵敏度、精度、响应时间、饱和输出等等。
通过学习传感器的工作原理和性能指标，我们可以评价传感器的工作效果和优劣，从而选择适合的传感器来解决具体的测量问题。
三、传感器的设计与制作在传感器课程的实践环节中，我们进行了传感器的设计与制作。
通过实验，我们掌握了传感器的设计和制作流程，包括选择合适的传感器类型、进行电路设计和布局、焊接电路和元器件、进行传感器的调试和测试等等。
实践操作不仅锻炼了我们的动手能力，还增强了我们对传感器工作原理的理解和掌握。
四、传感器的应用案例在课程的最后阶段，老师向我们介绍了传感器的应用案例。
通过分析实际的应用案例，我们了解到传感器在各个领域都有着广泛的应用，如环境监测、智能家居、工业自动化等。
传感器的应用正在改变我们的生活和工作方式，带来诸多便利和效益。
总结与反思通过本学期传感器课程的学习，我对传感器有了更深入的了解和认识。
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4.简述电阻应变片式传感器的工作原理（6分）
答：电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应,即在导体产生机械变形时,它的电阻值相应发生变化。
5.分析(线性)电位器式传感器由于测量线的线路中的负载电阻RＬ带来的负载误差,并计算它与位移x之间的关系。（10分)
传感器复习总结(必看）
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此份要重点看
１.测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。(2分）
２.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度下单位控制电流时的霍尔电势的大小。（2分）
Uo＝Ｕ（RL//Rx）/（（ＲＬ/／Rx）+(Rｍaｘ-Rｘ))ﻫ＝ＲL*Rｘ＊U／(（RＬ*Ｒx)+(Rmaｘ-Rｘ)*（RL+Rｘ))
=RＬ*Rｘ＊Ｕ/（Rmaｘ*Rｘ+Rmax*RL-Rx*Rx)ﻫ＝(RL*Rｘ＊Ｕ/Rmax^2)/（Rｘ／Rmaｘ＋RL/Rmax-Ｒx＾２/Rmａｘ^2)ﻫ=RL*(U／Ｒmaｘ)*（X/Ｌ)／(Ｘ／L－X^2/L^２+RＬ/Ｒmax)
当RL=无穷大时，ﻫUo＝(U/Rmaｘ）*(Ｘ/L)
误差Ｅ=ＲL＊(U／Ｒmａｘ）＊（X/L)/（X／L-X＾２/L^2+RＬ/Ｒmax）－(U/Rmax）*(X／L）ﻫ=(Ｕ/Rmａx）＊(X/L)（RL/（Ｘ/L-Ｘ＾2/L^2+ＲＬ/Rmax）)
二、下图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=０，桥路处于平衡状态,当应变片受力发生应变时,桥路失去平衡,这时，就用桥路输出电压Ｕｃｄ表示应变片变后电阻值的变化量。试证明：Ucｄ=-(Ｅ/2）(ΔR/Ｒ)。(10分)
传感器课程期末总结
传感器课程期末总结一、引言传感器是物联网、智能家居、工业控制等领域中不可或缺的重要组成部分。
通过感知周围环境的物理或化学量并将其转化为可用的电信号，传感器能够提供丰富的信息（如温度、湿度、光照等），为各种应用场景提供数据支持。
本学期在传感器课程中，我积极参与学习，通过理论学习与实践实验相结合，全面了解了传感器的原理、分类、应用以及相应的测试与调试方法，获得了很多实践经验和知识。
二、课程内容回顾本学期的传感器课程主要包括以下内容：1. 传感器概述：介绍传感器的定义、分类、基本原理和特点。
2. 传感器的工作原理与特性：包括电阻式传感器、电容式传感器、感应式传感器、磁阻式传感器等不同类型传感器的工作原理和特性。
3. 传感器应用领域与市场：介绍传感器在环境监测、工业自动化、医疗健康、智能家居等领域的应用情况。
4. 传感器测试与调试方法：包括传感器的参数测试、输出信号调试以及常见问题的解决方法等。
5. 传感器接口与数据通信：介绍传感器与单片机、嵌入式系统的接口方法和数据通信协议，如I2C、SPI等。
6. 传感器的未来发展趋势：分析传感器技术的发展前景和应用趋势。
三、重要知识与实践经验总结在传感器课程中，我获得了以下重要的知识和实践经验：1. 了解了传感器的基本原理和分类。
传感器主要通过测量、探测目标物体或环境的物理量或化学量，并将其转化为电信号输出。
根据工作原理和传感效应的不同，传感器可以分为电阻式传感器、电容式传感器、感应式传感器、磁阻式传感器等多种类型。
2. 掌握了传感器的测试和调试方法。
在实验中，我学习了传感器参数的测试方法，包括使用示波器、万用表等仪器进行电阻、电压和电流的测量。
同时，还学会了通过修改电路参数、校准等方法解决传感器输出信号异常的问题。
3. 了解了传感器在不同领域的应用情况。
传感器在环境监测、智能家居、工业自动化等领域扮演着重要角色。
通过学习实践，我了解了传感器在温度监测、光照感应、气体检测等方面的应用，并了解了一些实际应用案例。
传感器复习总结
传感器复习总结(必看)(总13页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--此份要重点看1. 测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。
（2分）2. 霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度下单位控制电流时的霍尔电势的大小。
（2分）3. 光电传感器的理论基础是光电效应。
通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。
第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、光电倍增管；第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的内光电 效应，这类元件有光敏电阻；第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的光生伏特效应，这类元件有光电池、光电仪表。
4.热电偶所产生的热电动势是两种导体的接触电动势和单一导体的温差电动势组成的，其表达式为E ab （T ，T o ）=T B A T T BA d N N T T e k)(ln )(00σσ-⎰+-。
在热电偶温度补偿中补偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线和热电偶之间，接入延长线，它的作用是将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端温度变化的影响。
5.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。
相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为负压电效应。
6. 变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁心时，铁心上的线圈电感量（增加）8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（变极距型）外是线性的。
（2分）四、下面是热电阻测量电路，试说明电路工作原理答：该热电阻测量温度电路由热敏电阻、测量电阻和显示仪表组成。
图中G为指示仪表，R1、R2、R3为固定电阻，R a为零位调节电阻。
热电阻都通过电阻分别为r2、r3、R g的三个导线和电桥连接，r2和r3分别接在相邻的两臂，当温度变化时，只要它们的R g分别接在指示仪表和电源的回路中，其电阻变化也不会影响电桥的平衡状态，电桥在零位调整时，应使R4=R a+R t0为电阻在参考温度（如0C）时的电阻值。
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一・电阻式传感器基本原理：将被测的非电量转换成电阻值的变化，再经转换电路变成电量输岀。
1. 应变式传感器工作原理:金属的电阻应变效应:金属导体的电阻随着机械变形（伸长或缩短）的大小发生变化的现象称为金属的电阻应变效应。
特点：结构简单，性能稳定，灵敏度较高，适用于动态测量。
1）横向效应：将直的电阻丝绕成敏感栅之后，虽然长度相同，但应变状态不同，其灵敏系数降低了。
这种现象称横向效应。
为了减少横向效应产生的测量误差，一般多采用箔式应变片，其圆弧部分尺寸较栅丝尺寸大得多，电阻值较小，因而电阻变化量也就小得多。
2）机械滞后应变片安装在试件上以后，在一定温度下，其（AR/R ）-E的加载特性与卸载特性不重合，在同一机械应变值eg下，其对应的AR/R值（相对应的指示应变£i ）不一致。
加载特性曲线与卸载特性曲线的最大差值称应变片的滞后。
机械滞后产生的原因：敏感栅、基底和粘合剂在承受机械应变后所留下的残余变形所造成的。
3）零漂（P0 ）:粘贴在试件上的应变片，在温度保持恒定、不承受机械应变时，其电阻值随时间而变化的特性，称为应变片的零漂。
4）蠕变（8 ）:如果在一定温度下，使其承受恒定的机械应变，其电阻值随时间而变化的特性，称为应变片的蠕变。
一般蠕变的方向与原应变量变化的方向相反。
5）最大工作电流：是指允许通过应变片而不影响其工作的最大电流值。
6）绝缘电阻：是指应变片的引线与被测试件之间的电阻值。
通常要求50MQ-100MQ以上。
7）电阻式应变片的温度误差：当测量现场环境温度变化时，由于敏感栅温度系数及栅丝与试件膨胀系数之差异性而给测量带来的附加误差，称为应变片的温度误差。
对应变片温度误差产生的主要因素进行分析：1.电阻温度系数的影响；2.测试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数影响。
温度补偿方法:（1 ）线路补偿法（加温度补偿电阻）：利用电桥的和、差原理来达到温度补偿的目的。
（2 ）自补偿法（选材）：主要是通过精心选配敏感栅材料与应变片结构参数来实现温度补偿。
2. 压阻式传感器工作原理：对半导体材料施加外力作用时，除了产生形变之外，材料的电阻率也要发生明显变化，这种现象被称为“压阻效应”。
特点：压阻式应变片的灵敏度比金属丝式的要高50~80倍；半导体材料的应变片尺寸小、横向效应小、滞后和蠕变都很小。
二・电感式传感器基本原理：将电感式传感器是基于电磁感应原理，它是把被测量转化为电感量（自感或互感）的一种装置。
可用来测位移、压力、振动等多种非电量，既可用于静态测量，又可用于动态测量。
7.自感式传感器—变磁阻式传感器原理：衔铁移动导致气隙变化导致电感量变化，从而得知位移量的大小方向。
1）变气隙式自感传感器（改变10——磁路中气隙长度）须保持气隙磁通截面积不变；输出特性是非线性的；灵敏度随着气隙的增加而减小；为保证一定的测量范围和线性度，通常&二0.1 ~0.5mm , A6= （ 1/5-1/10 ） 5.2）变面积式自感传感器（改变S ）须保证气隙长度保持不变；磁通面积随着被测量改变，即衔铁水平方向移动；输岀特性呈线性；可以得到较大的线性范围。
3）螺管式自感传感器（改变p）由于空气气隙大，磁路的磁阻大，所以灵敏度比前面两种要低；可以使线圈绕组均匀排列，来得到较大的线性工作范围。
自感式传感器的转换电路：将传感器的电感量接入不同的转换电路之后，可以被转换成电压（或者电流）的幅值、频率、相位的变化，这些转换电路相应的被称为调幅、调频、调相电路。
2. 互感式传感器差动变压器原理：把非电量的变化转化为互感量的变化，互感式传感器是一种线圈互感随着衔铁位移变化的变磁阻式传感器。
1）零位误差——零点残余电压：差动自感式传感器当衔铁位于中间平衡位置时，电桥的输出在理论上应该为零，但实际总是存在一个零点不平衡电压输出。
零点残余电压的危害:（1 ）过大的零点残余电压会导致放大器提前饱和;（2）使电路产生零点错误动作；（3）零点残余电压中的基波正交分量会使传感器的输出产生大小随输入信号而变化的相移.消除零点残余电压：（1）衔铁、骨架等零件保证足够的加工精度，两线圈的绕制要一致；（2）合理选择磁性材料与激励电流，使传感器工作在磁化曲线的线性区；p磁性材料要选择磁滞小的材料，并保证其加工精度，消除内部应力；（3）减少激励源的谐波成分、采用屏蔽外壳进行电磁屏蔽；（4）采用适当的电路措施，比如添加串联电阻消除基波零位电压、添加并联电容去除基波正交分量等。
3. 电涡流电感式传感器特点:结构简单，易于进行非接触的连续测量，灵敏度较高，适用性强。
1）电涡流效应：块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中做切割磁感线的运动，磁通变化，产生电动势，电动势将在导体表面形成闭合的电流回路。
2）趋肤效应：电涡流只集中在导体表面的现象。
3）电涡流的贯穿深度是指把电涡流强度减小到表面强度的1/e处的表面厚度。
影响涡流传感器灵敏度的因素：（1 ）被测体材料对测量影响（2 ）被测体大小和形状对测量的影响（3 ）传感器形状和大小对传感器的灵敏度影响三・电容式传感器工作原理：电容式传感器是将被测非电量的变化转换成电容量变化的一种传感器。
特点：结构简单、分辨力高、适应性强、动态响应时间短、易实现非接触测量等。
由于材料、工艺，特别是测量电路及半导体集成技术等方面已达到了相当高的水平，因此寄生电容的影响得到较好地解决，使电容式传感器的优点得以充分发挥。
1. 变面积型电容传感器2. 变介质型电容传感器1 ）边缘效应：当极板厚度h与极距5之比较大时，边缘效应的影响就不能忽略。
此时，计算电容时必须引入边缘效应因子。
消除边缘效应：采用保护环结构。
2）寄生电容：寄生电容对传感器的输出特性有严重干扰，甚至会淹没有用信号。
消除寄生电容:（1 ）增加传感器原始电容值（2）注意传感器的接地和屏蔽（3）集成化，将传感器与测量电路本身或其前置级装在一个壳体内，省去传感器的电缆引线（4 ）驱动电缆法（5 ）整体屏蔽法3）温度影响：温度变化使传感器内各零件的几何尺寸和相互位置及某些介质的介电常数发生改变,从而改变传感器的电容量，产生温度误差。
消除温度影响：设计电容式传感器时，需根据使用环境适当选择材料（结构尺寸对温度不敏感、介电常数温度系数较小L四・磁电式传感器工作原理：磁电式传感器是以电磁感应原理为基础，通过磁电作用将被测量转换成电信号的一种传感器1 ）磁电感应式传感器分为恒定磁通式和变磁通式1•霍尔式传感器：基于霍尔效应原理而将被测量，转换成电动势输出的一种传感器1 ）霍尔效应：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流与磁场的方向上将产生电动势2）磁阻效应：霍尔元件的内阻随磁场的绝对值增加而增加3）霍尔元件的误差：零位误差、温度误差零位误差主要包括：不等位电动势（主要误差X寄生直流电动势不等位电动势：当霍尔元件在额定控制电流作用下，不加外磁场时，霍尔输出端之间的空载电动势4）不等位电动势Uo产生原因：由于制造工艺不可能保证将两个霍尔电极对称地焊在霍尔片的两侧，致使两电极点不可能完全位于同一等位面上。
此外，霍尔片电阻率不均匀或片厚薄不均匀或控制电流极接触不良都将使等位面倾斜，致使两霍尔电极不再同一等位面上而产生不等动电动势降低不等位电动势U。
：1.工艺上采取措施2•补偿电路5）寄生直流电动势：当霍尔元件通以交流控制店里路而不加外磁场时，霍尔输出除了交流不等位电动势外，还有直流电动势分量防止措施：在元件制作和安装时，应尽量使电极欧姆接触，并做到散热均匀，有良好的散热条件6）霍尔元件的温度补偿方法：1.采用横流源供电和输入回路并联电阻2. 合理选取负载，电阻Rn的阻值3. 采用恒压源和输入回路串联电阻4•采用温度补偿元件（热敏电阻、电阻丝等）5•霍尔元件不等位电动势U。
的温度补偿磁致伸缩效应——焦耳效应：铁磁性材料在磁场中磁化时，在磁场方向上会伸长或缩短，长度或体积会发生微小的变化，去掉磁场之后，又恢复到原来形状，这种现象称为磁致伸缩效应，也被称为焦耳效应。
逆磁致伸缩效应：磁性材料受力形成磁弹性能，使磁化强度矢量重新取向，从而改变受力方向上的磁导率，这种现象称为逆磁致伸缩效应。
对于磁性棒材：磁性棒材在轴向和圆周方向的磁场磁化过程中，棒材发生扭转的现象，被称为魏德曼效应。
五・压电式传感器1. 正压电效应：某些电介质在一定方向上受外力而产生变形时，其内部正负电荷中心相对转移而产生极化现象，同时在该电介质两个表面上产生符号相反的电荷；当外力消失，电介质又恢复到不带电状态；当外力变向，电荷极性也随之改变。
这种机械能转化为电能的现象，被称为“正压电效应”，简称压电效应。
2. 逆压电效应：在电介质的极化方向上施加电场，同样会引起电介质内部正负电荷中心的相对位移而导致电介质产生形变，这种现象被称为“逆压电效应”，也被称为电致伸缩效应3）等效电路：从压电效应的现象可以看出，压电元件既是一个电荷发生器，又是一个有源的电容器。
当需要压电元件输出电压时，可以把它等效成一个与电容串联的电压源：当需要压电元件输出电荷时，可以把它等效成一个与电容并联的电荷源。
六・光电式传感器1. 光电效应：物体吸收了光能后转换为该物体中某些电子的能量而产生的电效应，称为光电效应。
2. 外光电效应：在光的照射下，使物体内的电子逸出物体表面而产生光子发射的现象称为外光电效应。
3. 内光电效应：光线照射在物体上，使物体内电子吸收光子能量增加发生跃迁或成为自由电子，但并未逸出物体表面，这种现象称为内光电效应。
1）内光电效应可以改变物体的电阻率（激发的自由电子参与内部导电过程），或产生光生电动势；2）根据工作原理不同，内光电效应分为光电导效应和光生伏特效应.3）基于光电导效应的光电器件主要有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等。
4）基于光生伏特效应的光电器件主要是光电池。