传感器与检测技术名词解释
传感器与检测技术
传感器知识点归纳1 、传感器定义：是能够感受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。
组成：敏感元件、转换元件、信号转换电路静态特性：1 ）线性度：指传感器输出与输入之间的线性程度。
2 ）迟滞：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。
、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。
3 ）灵敏度：其表达式为K= Δy/ Δx4 ）漂移：漂移包括零点漂移与灵敏度漂移。
分类：2.1 电阻式传感器工作原理：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和装置显示或记录被测量值的变化1 、电阻应变片电阻应变效应：金属导体在外力作用下发生机械形变时，其电阻随着它的机械形变的变化而发生变化的现象。
特性：横向效应、动态响应特性、温度效应横向效应：既敏感纵向应变，又同时受轴向应变.(敏感栅K)2.2 电感式传感器分类：转换原理：自感式、互感式、电涡流式结构形式：变气隙型、变面积型、螺线管型1 、自感式传感器（由线圈、铁芯及衔铁组成）工作原理：传感器的运动部分与衔铁相连。
当被测量变化时，使衔铁产生位移，引起磁路中磁阻变化，从而导致电感线圈的电感量变化。
2 、互感式传感器工作原理：被测的非电量变化转换为线圈互感变化的一种磁电装置。
3 、电涡流式传感器的基本原理：利用金属导体在交流磁场中的电涡流效应导致线圈阻抗变化。
电涡流效应：金属导体置于交变磁场中会产生电涡流，且该电涡流所产生的磁场方向与原磁场方向相反的一种物理现象电涡流式传感器可分为高频反射式和低频透射式两类。
应用--具有结构简单、抗干扰能力强、非接触测量等特点(探雷器，测转速，计数，探伤) 2.3 电容式传感器分类：变极距型、变面积型、变介质型特点：1 ）高容抗、小功率 2 ）动态范围大，动态响应快 3 ）零漂小 4 ）结构简单，适应性强 5 ）分布电容影响严重应用：1 ）电容式压力传感器2 ）电容式加速度传感器3 ）电容式测厚传感器2.4 压电式传感器应用：压电式测力传感器、交通监测（将高分子压电电缆埋在公路上，可以获取车型分类信息）、压电式加速度传感器、压电式玻璃破碎报警器压电效应：某些物质沿某一方向受到外力作用时，会产生变形，同时内部产生极化现象，在这种材料的两个表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复到不带电的状态。
传感器与检测技术名词解释
传感器复习资料第一章1、传感器的定义：能够检测特定的物理量并将其转换为相应的电量的装置（或者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）。
2、传感器的组成：由敏感元件、转换元件、信号调理转换电路三部分组成。
3、传感器的作用：信息的收集、信息数据的转换和控制信息的采集，处于被测对象和检测系统的接口位置。
4、传感器的静态特性：是指传感器被测输入量各个值为不随时间变化的恒定信号时，系统的输入和输出之间的关系，包括线性度、灵敏度、重复性、迟滞、漂移；动态特性是指传感器的输入为随时间变化的信号时，系统的输入与输出之间的关系。
5、提高传感器性能的技术途径：采用线性化技术、采用闭环技术、采用补偿和校正技术、采用差动技术、第二章6、测量基本概念：测量就是借助专用的手段和技术工具，通过实验的方法，把被测量与同种性质的标定进行比较，求出两者的比值，从而获得被测量大小的过程。
7、测量的方法：直接测量、间接测量、组合测量。
8、真值的概念：是指在一定的时间以及空间条件下，被测量所体现的真实数值。
9、绝对误差：绝对误差是指测量结果的测量值与被测量的真值之间的差值。
10、相对误差：绝对误差与真值之比。
引用误差：绝对误差与测量仪表的满量程A 的百分比。
11、测量误差的分类：系统误差、随机误差、粗大误差。
测量精度包括准确度、精密度、精确度。
12、测量数据的表述方法：表格法、图示法、经验公式法。
13、测量不准确度的定义：与测量结果相关联的一个参数，用以表征合理的赋予被测量之值的分散性。
第三章14、电阻应变片的类型：按材料分主要有金属应变片和半导体应变片两大类。
15、电阻应变片的特性：灵敏系数K、横向效应、初始电阻、绝缘电阻、最大工作电流、应变极限、机械滞后、蠕变和零漂、疲劳寿命16、温度误差及补偿措施：自补偿法、桥路补偿法。
压阻效应：半导体材料受到应力作用时，其电阻率会发生变化，这种现象就称为压阻效应。
传感器与测试技术 名词解释
B标定：在明确传感器的输出与输入关系的前提下，利用某种标准器具对传感器进行标度。
C传感器：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、便于精确处理和应用的另一种量的测量装置或系统。
D动特性：指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。
多普勒效应：当声源和工件之间有相对运动时，反射回来的超声波的频率将与声源发射超声波的频率有所不同，这种现象即为多普勒效应。
F分辨力：传感器在规定测量范围内所能检测出被测输入量的最小变化值。
G光栅：在玻璃尺或玻璃盘上类似刻线标尺或度盘那样，进行长刻线(一般为10— 12mm)的密集刻划，得到黑白相间、间隔相同的细小条纹，没有刻划的白的地方透光，刻划的发，不透光。
H霍尔效应：金属或半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向上施加磁感应强度为B的磁场，那么在垂直于电流和磁场的方向的薄片的另两侧会产生电动势UH，UH的大小正比于控制电流I和磁感应强度B，这种现象称为霍尔效应。
J静特性：指传感器在输入量的各个值处于稳定状态时的输出与输入关系，即当输入量是常量或变化极慢时，输出与输入的关系。
M莫尔条纹：将栅距相同的两块光栅的刻线面相对重叠在一起，并且使二者栅线有很小的夹角θ，这样就可以看到在近似垂直栅线方向上出现明暗相同的条纹，称为莫尔条纹，莫尔条纹是基于光的干涉效应产生的。
S赛贝克效应：两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路，其两端相互连接，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，另一端温度为T0，则回路中就有电流产生，即回路中存在电动势，称为热电势，这种现象称为塞贝克效应。
W稳定性：又称长期稳定性，即传感器在相当长叫间内保持其原性能的能力。
一般以室温条什下经过—规定叫间间隔后，传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异水表示，有时也用标定的有效期来表示。
X线性度：实际测试获得静特性曲线后，采用直线拟合的办法来线性化，输出输入的校正曲线与其拟合直线之间的最大偏差，就称为线性度（或非线性误差）Y压电效应：某些晶体，当沿一定方向上受到外力的作用而变形时，内部会产生极化现象，同时在某两个表面上产生大小相等符合相反电荷；当外力去掉后，又恢复到不带电的状态，当作用力方向改变时，电荷的极性也随着改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。
检测技术 名词解释
名词解释传感器：是指能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。
所以传感器又称为敏感元件、检测器件、转换器件等。
如在电子技术中的热敏元件、磁敏元件、光敏元件及气敏元件，在机械测量中的转矩、转速测量装置，在超声波技术中的压电式换能器等都可以统称为传感器。
检测：对系统中被测对象的信息进行提取、转换以及处理，即利用各种物理效应，将物质世界的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定量结果的过程。
测量：将被测量与同种性质的标准量进行比较，从而获得被测量大小的过程。
计量：是为了保证量值的统一和精确一致的一种测量。
计量的内容包括计量理论、计量技术与计量管理，这些内容主要体现在计量单位、计量基准（标准）、计量传递和计量管理。
测试：是具有试验性质的测量，即测量和试验的综合。
而测试的手段就是仪器仪表。
（测量）误差：测量结果与被测量真值之差。
系统误差：在相同的条件下，对同一物理量进行多次测量，如果误差按照一定规律出现，则把这种误差称为系统误差。
随机误差：当对同一物理量进行多次测量时，若误差出现的大小和符号均以不可预知的方式出现，则把这种误差称为随机误差。
粗大误差：明显超出规定条件下的预期值的误差。
（测量）精度：是从另一角度评价测量误差大小的量，它与误差大小相对应，即误差大，精度低；误差小，精度高。
测量精度可细分为准确度、精密度和精确度。
精确度：反应测量中系统误差和随机误差综合影响的程度，简称精度。
测量不确定度：测量结果的分散性，分布区间的半宽。
调制：就是用一个信号去控制另一个作为载体的信号，让后者的某一特征参数按前者变化。
主要是为了解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。
解调：在将测量信号调制，并将它和噪声分离，放大等处理后，还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号，这一过程称为解调。
解调的目的是为了恢复原来的信号。
调频：就是用调制信号去控制高频载波信号的频率。
常用的是线性调频，即让调频信号的频率按调制信号的线性函数变化。
传感与检测技术 基础知识
2.2
应变式电阻传感器
传感器由弹性敏感元件及粘贴在其上的电阻应变片构成。 应变式电阻传感器有金属丝、金属箔式、薄膜式和半导体式等几种。应变式电阻传感器性能稳定、精度较高。
8
2.1.1 工作原理 当用金属应变片测量应变或应力时，将应变片粘贴于被测对象上，应变片随被测对象产生微小应变，使应变片产生△R。
L
Lmax 100% YFS
：输出量与输入量实际曲线与拟合直线的最大偏差 ：输出满量程值 常用拟合方法包括：①理论拟合；②过零旋转拟合；③ 端点连线拟合； ④ 端点平移拟合； ⑤最小二乘拟合。
2.灵敏度
4
传感器的灵敏度是指稳态时，输出增量 Δy 与输入增量 Δx 的比值，即： Sn= Δy/ Δx 对于线性传感器，其灵敏度为静态特性直线的斜率；对于非线性传感器，其灵敏度是一个变量。
1.3.2 传感器的动态特性：是指传感器在某种输入激励时，输出时间变化的响应特性。 有良好静态特性的传感器，未必有良好的动态特性；传感器的动态特性取决于传感器本身结构。 研究动态特性时，只需研究：正弦输入、阶跃输入和斜坡输入。称“标准”输入信号。 研究传感器的频率特性：主要用通频带、时间常数、固有频率、阻尼比等指标来研究。
Z=F (ρ，μ，r，I，f，x)
电涡流传感结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量范围大、抗干扰能力强，特别是有非接触测量的优点。
第 4 章 电容式传感器
4.1 4.1.1 电容式传感器 平行板电容式传感器工作原理
C
S S 0 r d0 d0
15
其中：εr----相对介电常数； ε0----真空中的介电常数，ε0=8.85×10-12F/m 1.变极距型
R1 R1 , R 2 R 2 , R 3 R 3 ,
传感器与检测技术
１．传感器是指能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和装置。
所以传感器又被称为敏感元件、检测器件、转换器件等。
２．传感器的基本功能是检测信号和进行信号的转换。
３．传感器是由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成。
４．传感器的基本特征主要分为静态特性和动态特性。
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。
动态性能指标有时域单位阶跃响应性能指标和频域单位阶跃响应性能指标。
５．检测就是对系统中各被测对象的信息进行提取、转换以及处理，即利用各种物理效应，将物质世界的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定量结果的过程一个完整的检测控制系统通常由传感器、测量电路、显示记录装置或调节执行装置和电源等几个部分组成。
６．传感器按其定义一般由敏感元件、转换元件、信号调理转换电路三部分组成，有时还需外加辅助电源提供转换能量。
敏感元件是指直接感受或响应被测量的部分。
转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的的被测量转换成适合于传输或测量的电信号部分。
７．动态特性是指检测系统的输入为随时间变化的信号时，系统的输出与输入之间的关系。
性能指标有时域单位阶跃响应和频域频率特性。
测量就是将被测量与同种性质的标准量进行比较，从而获得被测量大小过程。
有直接测量间接测量组合测量。
８．计量的三个特征：统一性、准确性和法制性。
９．测试是具有试验性质的测量，即测量和试验的结合。
１０．检测就是对系统中各被测对象的信息进行提取，转换以及处理１１．检测技术就是以研究检测与控制系统中信息的提取、转换以及处理的理论和技术为主要内容的一门应用科技技术。
１２．检测原理的分类：a物理原理b化学原理c光学原理d生物原理。
１３．检测方法分类：①是否直接测定被测量的原则分为直接测量法和间接测量法。
②是否接触分接触式测量和非接触式测量③是否随时间变化分静态测量和动态测量。
传感器与检测技术基础
转换元件 它是将敏感元件输出的非电信号直接转换为电信号，或直接将被测非电信号转换为电信号(如应变式压力传感器的电阻应变片，它作为转换元件将弹性敏感元件的输出转换为电阻)。 转换电路 它能把转换元件输出的电信号转换为便于显示、处理和传输的有用信号。
传感器的分类 传感器技术是一门知识密集型技术。
1.2 测量误差与准确度
3)恰为第n位单位数字的0.5，则第n位为偶数或零时就舍去，为奇数时则进1。 (2)参加中间运算的有效数字的处理 1)加法运算：运算结果的有效数字位数应与参与运算的各数中小数点后面的有效位数相同。 2)乘除运算：运算结果的有效数字位数，应与参与运算的各数中有效位数最小的相同。 3)乘方及开方运算：运算结果的有效数字位数比原数据多保留一位。 4)对数运算：取对数前后有效数字位数应相同。 2.测量数据的处理 常用的数据处理方法有列表法、图示法、最小二乘法线性拟合。
列表法 列表法是把被测量的数据列成表格，可以简明地表示有关物理量之间的对应关系，便于随时检查测量结果是否合理，及时发现和分析问题。
01
图示法 图示法是用图形或曲线表示物理量之间的关系，它能更直观地表示物理量之间的变化规律，如递增或递减。
02
最小二乘法线性拟合 图示法虽然能很直观方便地将测量中的各种物理量之间的关系、变化规律用图像表示出来，但是，在图像的绘制上往往会引起一些附加的误差。
1.1 传感器简述
1.1 传感器简述
1)超调量σ：传感器输出超出稳定值而出现的最大偏差，常用相对于最终稳定值的百分比来表示。 2)延滞时间td：阶跃响应达到稳态值的50%所需要的时间。 3)上升时间tr：传感器的输出由稳态值的10%变化到稳态值的90%所需的时间。 4)峰值时间tp：传感器从阶跃输入开始到输出值达到第一个峰值所需的时间。 5)响应时间ts：传感器从阶跃输入开始到输出值进入稳态值所规定的范围内所需的时间。 (2)频率响应法 频率响应法是从传感器的频率特性出发研究传感器的动态特性。
传感器与检测技术
检测技术机电工程系一.填空1检测误差是指检测结果和被测量的(客观真值)之间存在的差值。
2准确度反应的是(系统)误差的大小，而精密度描述的是(随机)误差的大小。
3某位移传感器，在输入量变化4mv时，输出电压变化为200mv，其灵敏度为(50mv/mm).4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=0.1mv/%,S2=2.5mv/%,S3=4.0mv/%,系统的灵敏度为(1mm/%)。
5电阻应变片是利用(电阻应变)效应制成的，它将材料应变转换为电阻值变化。
6直流电桥中(全桥)接法的灵敏度最高，这种接法的精密度是半桥单臂接法的(四)倍，是半桥双臂接法的(两)倍。
7应变片按制造材质的不同，可分为(金属)电阻应变片和(半导体)应变片，前者主要以(电阻应变)效应为主，而后者主要以(压阻应变)效应为主。
8湿敏电阻是利用(湿敏材料)吸收空气中的水分而导致本身(电阻值)发生变化这一原理而制成的！9光敏电阻受温度影响较大，随温度的升高，它的暗电阻和灵敏度都会(下降)。
10热敏电阻的缺点是(互换性较差)，同一型号的产品特性参数有较大的差别。
11半导体气敏元件有(N)型和(P)型之分，其中(N)型在检测时阻值随气体浓度的增大而减小，(P)型阻值随气体浓度的增大而增大。
12电容传感器主要有(变面积式)(变间隙式)和(变介电常数式)三种类型，其中(变间隙)型的输入被测量与输出被测量间的关系是非线性的。
13变面积式电容传感器的灵敏度是一常数，(增加两)极板长度或(缩小两)极板间距离，都可以提高灵敏度。
14变间隙式电容传感器间距过小容易引起击穿，一般在两个极板间放置(云母)(塑料膜)等高介电常数的物质来改变这种情况。
15电感式传感器是利用被测量的变化引起线圈(自感)和(互感)的变化，从而导致线圈(电感量)改变来实现测量量的。
16自感式传感器是利用线圈(自感的变化)进行测量的传感器，其结构形式有变间隙型、(变面积型)和(螺管型)三种类型。
传感器与检测技术题库及答案
《传感器与检测技术》答案一、名词解释1.传感器传感器是指能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的元件或装置。
2.转换元件转换元件就是敏感元件的输入转换成电参量输出。
3.敏感元件敏感元件是指传感器中能直接感受被测量的变化，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。
4.测量测量是借助专门的技术和仪表设备，采用一定的方法去的某一客观事物定量数据资料的认识过程。
5.检测检测是利用各种物理.化学效应.选择合适的方法与装置，将生产.科研.生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性与定量结果的过程。
6.灵敏度灵敏度是指传感器输出量的增量与引起输出量增量的输入量的增量的比值。
7.测量方法测量所采用的方法。
8.测量误差测量值与被测量的真值之间产生的差异。
9.分辨力分辨力是指传感器能检测到输入量最小变化量的能力。
10.绝对误差绝对误差是指被测量的测量值与被测量的真值之间的差值。
11.满度相对误差满度相对误差γm用绝对误差Δ与仪器满量程Am的百分比表示。
12.标称相对误差标称相对误差γx用绝对误差Δ与测量值Ax的百分比表示。
13.系统误差在相同条件下，多次重复测量同一被测量时，其测量误差的大小和符号保持不变，或在条件改变时，误差按某一确定的规律变化，这种测量误差称为系统误差。
14.随机误差当多次重复测量同一被测量时，若测量误差的大小和符号均以不可预知的方式变化，则该误差称为随机误差。
15.粗大误差明显偏离真值的误差称为粗大误差，也称为过失误差。
16.静态误差当被测量不随时间变化时所产生的误差称为静态误差。
17.动态误差当被测量随时间迅速变化时，系统的输出量在时间上不能与被测量的变化精确吻合，这种误差称为动态误差。
18.直接测量直接测量法是指在使用仪表或传感器进行测量时，不需要经过任何运算就能直接从仪表或传感器上读出测量结果的方法。
19.间接测量间接测量法是指用直接测量法测得与被测量有确切函数关系的一些物理量，通过计算求得被测量的方法。
传感器与检测技术知识点概括
1、传感器是能感受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。
2、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。
3、要实现不失真测量，检测系统的幅频特性应为常数4、传感器静态特性是指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。
5，测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨率、灵敏度、漂移、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。
（请写出反映传感器的五种性能指标，及写出三种解释传感器指标？精度、分辨率、灵敏度、线性度、迟滞。
反映传感器准确度的指标是精度，反映传感器灵敏度的指标是灵敏度，反映传感器稳定性的指标是迟滞）6，传感器对随时间变化的输入量的响应特性叫传感器动态性。
7,动态特性中对一阶传感器主要技术指标有时间常数。
动态特性中对二阶传感器主要技术指标有固有频率、阻尼比。
8，从时域（延迟时间，上升时间，响应时间，超调量）和频域（幅频特性，相频特性）两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析动态特性。
9，幅频特性是指传递函数的幅值随被测频率的变化规律，相频特性是指传递函数的相角随被测频率的变化规律。
传感器中超调量是指超过稳态值的最大值□A （过冲）与稳态值之比的百分数。
电阻式传感器10,金属材料的应变效应是指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。
11,半导体材料的压阻效应是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。
12，金属丝应变片和半导体应变片比较其相同点是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。
13,金属丝应变片和半导体应变片比较其不同点是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。
传感器原理与检测技术
传感器原理与检测技术
传感器是一种能够感知和测量环境中各种物理量的器件或装置。
传感器的原理和检测技术主要包括以下几个方面：
1. 电学原理：基于电学原理的传感器利用电流、电压、电容、电感等物理量与环境中待测物理量之间的关系进行测量。
例如，温度传感器利用材料的电阻随温度变化的特性来测量温度。
2. 光学原理：基于光学原理的传感器利用光的散射、衍射、吸收等特性与环境中的物理量相互作用进行测量。
例如，光电二极管利用光的电离效应来测量光强度。
3. 声学原理：基于声学原理的传感器利用声波的传播、反射、吸收等特性与环境中的物理量相互作用进行测量。
例如，声波传感器利用声波的传播速度和反射特性来测量距离。
4. 磁学原理：基于磁学原理的传感器利用磁场与环境中的物理量相互作用进行测量。
例如，磁传感器利用磁感应强度与待测物理量之间的关系来测量磁场强度。
传感器的检测技术包括以下几个方面：
1. 放大技术：将传感器输出的微弱信号进行放大，以增强信号的稳定性和可靠性。
2. 滤波技术：去除传感器输出信号中的噪声和干扰，以提高信号的准确性和可靠性。
3. 校准技术：根据传感器的特性和工作环境的要求，对传感器进行参数调整和修正，以提高传感器的测量精度和一致性。
4. 数据处理技术：对传感器输出的数据进行处理和分析，以获得所需的物理量信息。
常用的数据处理技术包括滑动平均、中值滤波、傅里叶变换等。
5. 故障诊断技术：监测传感器的工作状态和性能，及时发现和诊断传感器的故障，以保证传感器的可靠性和稳定性。
以上是传感器原理和检测技术的基本内容，不同类型的传感器在工作原理和检测技术上可能存在差异。
传感和检测技术的概念
1.1检测技术
检测技术是以研究自动检测系统中的信息 提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为 主要内容的一门应用技术学科。检测技术任务 是：寻找与自然信息具有对应关系的种种表现 形式的信号，以及确定二者间的定性、定量关 系；从反映某一信息的多种信号表现中挑选出 所处条件下最为适合的表现形式，以及寻求最 佳的采集、变换、处理、传输、存储、显示等 方法和相应设备。
传感检测技术基础
传感和检测技术的概念
传感与检测是实现自动控制、自动调节的 关键环节，它与信息系统的输入端相连，并将 检测到的信号输送到信息处理部分，是感知、 获取、处理与传输的关键。传感与检测技术是 关于传感器设计制造及应用的综合技术，它是 信息技术（传感与控制技术、通信技术、计算 机技术）的三大支柱之一。
Байду номын сангаас
被测量 传感器
测量电路
电源
指示仪 记录仪 数据处 理仪器
图1.1 检测系统组成框图
传感检测技术基础
1.2 自动检测系统
自动检测系统： 自动测量、自动计量、自动保护、自动诊
断、自动信号处理等诸多系统的总称。包含被 测量、敏感元件、电子测量电路、电源和输出 单元，其区别仅在于输出单元。 完整检测系统：
由传感器、测量电路和显示记录装置等部 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 不可缺少部分，如图1.1 所示:
传感器与检测技术完整版本
.
1、线性度 也称为非线性误差，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与满量程输出值 之
比。反映了实际特性曲线与拟合直线的不吻合度或偏离程
度。
L
Lmax10% 0 YFS
.
2.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。即，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。 传感器在全量程范围内最大的迟滞差值或最大的迟滞差值的一半与满量程输 出值之比称为迟滞误差，又称为回差或变差（最大滞环率）。
xmin 100% YFS
.
6．稳定性。稳定性有短期稳定性和长期稳定性之分。对于传感器常用长期 稳定性描述其稳定性。所谓传感器的稳定性是指在室温条件下，经过相当长 的时间间隔，传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异。因此，通常又 用其不稳定度来表征传感器输出的稳定程度。
7．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）。
.
1.1.2传感器的组成
1、敏感元件 敏感元件是指传感器中能灵敏地直接感受或响应被测量（非电量，如位移、 应变）器件或元件。 2．转换元件 转换元件也称传感元件，是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量 (非电量)转换成适于传输或测量的电量(电信号)的器件或元件。它通常不 直接感受被测量。 3.转换电路 作用是，将转换元件的输出量进行处理，如信号放大、运算调制等，使输 出量成为便于显示、记录、控制和处理的有用电信号或电量，如电压、电 流或频率等。 4．辅助电路 辅助电路就是指辅助电源，即交、直流. 供电系统。
传感与检测技术
传感与检测技术
1、传感技术是将被测非电物理量由敏感元件和转换元件转换成易于测量的电信号输出的
一门检测技术！
2、传感器的定义是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。
一般由敏感元件、转换元件、接口电路和辅助电源四部分组成。
3、传感器的基本特性一般是指传感器的输出与输入之间的关系特性，通常分静态和动态两
类。
4、线性度是传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度，又称非线性误差。
5、精确度是指传感器的输出指示值与被测量约定真值的一致程度，它反映了传感器测量结
果的可靠程度。
6、力敏传感器是能对各种力或能转化为力的物理量产生反映，并能将其转化为电参数的装
置或元件。
7、电阻应变式传感器主要作用在力的作用下，将材料应变转变为电阻值的变化，从而实现
力值的测量。
8、压电式传感器是利用某些半导体材料的压电效应来实现力至电量的转换，它属于有源传
感器类。
9、根据E、s、d三个参数的变化，可将电容式传感器分为变介电常数（E）型、变面积（s）
型、变极距（d）型三类。
10、是利用导体的电阻率随温度的变化这一物理现象制作而成的进行温度测量的测温
电阻。
最常用的材料铂、铜、镍。
11、电容式传感器是一种能将被测非电量转换成电容量的变化，然后再经转换电路转换成电压、电流或频率等信号输出的测量装置。
12、湿度是指物质中所含水蒸气的量，常用绝度湿度、相对湿度、露点来表示。
13、光栅传感器由照明系统、光栅副和光电接收元件所组成，其中光栅副是光栅传感器的主
要元件。
传感器与检测技术
传感器与检测技术
传感器是一种能够感知某种物理量或化学量并将其转换成电信号输出的设备。
检测技术是通过特定的方法和手段检测某种物理量或化学成分的技术。
传感器的种类有很多种,例如温度传感器、压力传感器、光线传感器、震动传感器、磁力传感器、声音传感器等等。
这些传感器能够将相应的物理量转换成电信号,在各种电子设备中广泛应用,例如智能手机、电脑、自动化设备等。
检测技术则是通过各种手段来检测物理量或化学成分。
例如,通过光电子器件检测环境中的污染物质浓度、通过电化学方法检测水中的污染物浓度、通过红外线技术检测地表温度等等。
传感器与检测技术的结合,能够实现更加精确的检测和监测,广泛应用于医疗、工业控制、环保、安全监测等领域。
2012《传感器与检测技术》题库1
2012《传感器与检测技术》题库一．名词解释1、传感器：指能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的元件或装置。
2、转换元件：将由敏感元件输出的非电量转换成电参量的元件。
3、敏感元件：指传感器中能直接感受被测量的变化，并转换为易于转换的非电量的元件。
4、测量：是以确定被测量值为目的的一系列操作。
5、检测：是利用传感器，将生产科研需要的电量和非电量信息转化成为易于测量、传输、显示和处理的电信号的过程。
6、灵敏度：指传感器输出量的增量与引起输出量增量的输入量的增量的比值。
7、测量方法：指针对不同测量任务进行具体分析以找出切实可行的办法。
8、测量误差：被测量的测量值与真值之间的差异。
9、分辨力：指传感器能检测到输入量最小变化量的能力。
10、绝对误差：指被测量的测量值与被测量的真值之间的差值。
11、满度相对误差：绝对误差与仪器满量程的百分比。
12、标称相对误差：绝对误差与被测量的测量值的百分比。
13、系统误差：在形同条件下，多次重复测量同一被测量时，其测量误差的大小和符号保持不变，或在条件改变时，误差按某一确定的规律变化。
14、随机误差：当多次重复测量同一被测量时，若测量误差的大小和符号均以不可预知的方式变化。
15、粗大误差：明显偏离真值的误差。
16、静态误差：当被测量不随时间变化时所产生的误差。
17、动态误差：当被测量随时间迅速变化时，系统的输出量在时间上不能与被测量的变化精确吻合。
18、直接测量：指在使用仪表或传感器进行测量时，不需要经过任何运算就能直接从仪表或传感器上得出测量结果的方法。
19、间接测量：指用直接测量法测得与被测量有确切函数关系的一些物理量，然后通过计算求得被测量的方法。
20、线性度：指传感器输入量与输出量之间的静态特性曲线偏离直线的程度。
21、应变效应：导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变，其电阻发生变化的现象22、压阻效应：在一块半导体的某一轴向施加一定的应力时，其电阻率产生变化的现象23、露点：在露点温度低于0℃，水蒸气将会结露，因此这一温度又称为露点温度，通常两者统称露点。
传感器与检测技术试题有答案 (2)
一、名词解释（每题4分）1、电涡流效应2、霍尔效应3、光电效应二、填空（每空1分）1、热电阻传感器可分为__金属热电阻式__和___半导体热电阻式__两大类，前者简称__热电阻__，后者简称_热敏电阻_。
2、基于场的定律的传感器称为__结构型___，基于物质定律的传感器称为___物性型___。
3、传感器动态标定使用的标准激励信号分为两类：__正弦__和__阶跃__。
4、半导体材料的应变电阻效应主要基于__压阻_效应。
5、无外磁场时，霍尔元件在额定控制电流下，两霍尔电极之间的开路电势称为__不等位电势____。
6、逆压电效应又叫__电致伸缩___。
基于该效应的____发生器和_____发生器分别是超声检测和声表面波检测技术及仪器的关键器件。
7、压电陶瓷除了具有压电性，还具有__热释电效应__，因此它可制作热电传感器件而用于红外探测器中。
8、光纤的最初研究是应用于___通讯____领域。
9、将一灵敏度为0.08mV/℃的热电偶与电压表相连接，电压表接线端为25℃，若电压表读数为30mV，热电偶的热端温度为_______。
10、脉冲回波法测厚，已知超声波在工件中的声速5000m/s，测得时间间隔为18μs，工件厚度为___5000*9*10^-6=0.045m____。
11、编码器按结构形式有__直线式__编码器和_旋转式_编码器。
12、热电偶传感器的工作基础是____________，其产生的热电势包括________电势和_______电势两部分。
热电偶的___连接导体___定律是工业上运用补偿导线法进行温度补偿的理论基础；__中间温度__定律为制定分度表奠定了理论基础；__参考电极__定律简化了热电偶的选配工作。
电涡流传感器的线圈与被测物体的距离减少时，互感系数M将。
利用电涡流位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是导磁体。
利用电磁感应原理将被测非电量如位移、压力、流量等转换成线圈或互感量的变化，这种装置称为电感式传感器。
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传感器复习资料
第一章
1、传感器的定义：能够检测特定的物理量并将其转换为相应的电量的装置（或者
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）。
2、传感器的组成：由敏感元件、转换元件、信号调理转换电路三部分组成。
3、传感器的作用：信息的收集、信息数据的转换和控制信息的采集，处于被测对象和检测系统的接口位置。
4、传感器的静态特性：是指传感器被测输入量各个值为不随时间变化的恒定信号
时，系统的输入和输出之间的关系，包括线性度、灵敏度、重复性、迟滞、漂移；
动态特性是指传感器的输入为随时间变化的信号时，系统的输入与输出之间的关系。
5、提高传感器性能的技术途径：采用线性化技术、采用闭环技术、采用补偿和校正技术、采用差动技术、
第二章
6、测量基本概念：测量就是借助专用的手段和技术工具，通过实验的方法，把被
测量与同种性质的标定进行比较，求出两者的比值，从而获得被测量大小的过程。
7、测量的方法：直接测量、间接测量、组合测量。
8、真值的概念：是指在一定的时间以及空间条件下，被测量所体现的真实数值。
9、绝对误差：绝对误差是指测量结果的测量值与被测量的真值之间的差值。
10、相对误差：绝对误差与真值之比。
引用误差：绝对误差与测量仪表的满量程A 的百分比。
11、测量误差的分类：系统误差、随机误差、粗大误差。
测量精度包括准确度、精密度、精确度。
12、测量数据的表述方法：表格法、图示法、经验公式法。
13、测量不准确度的定义：与测量结果相关联的一个参数，用以表征合理的赋予被测量之值的分散性。
第三章
14、电阻应变片的类型：按材料分主要有金属应变片和半导体应变片两大类。
15、电阻应变片的特性：灵敏系数K、横向效应、初始电阻、绝缘电阻、最大工作
电流、应变极限、机械滞后、蠕变和零漂、疲劳寿命
16、温度误差及补偿措施：自补偿法、桥路补偿法。
压阻效应：半导体材料受到应
力作用时，其电阻率会发生变化，这种现象就称为压阻效应。
17、应变片的核心是敏感栅，敏感栅的作用是实现应变—电阻转换，其电阻值一般
为120欧姆。
18、测量电桥一般分为直流电桥和交流电桥。
产生温度误差的原因有两个：意识敏
感栅金属丝电阻本身随温度发生变化；而是试件材料与应变丝材料的线膨胀系数不一致使应变丝产生附加变形而造成的电阻变化。
第四章
19、电感式传感器种类一般分为自感式和互感式。
自感式电感传感器分为变气隙式、
变面积式、差动螺管式。
20、自感式电感传感器的测量电路有：电桥电路、谐振电路、调频电路、相敏检波
电路。
21、交流电桥式电感式传感器的主要测量电路，它的作用是将线圈电感的变化转换
成电桥电路的电压或电路输出。
22、、差动变压器（互感式）传感器：差动变压器传感器是一种线圈互感随衔铁位
移变化的变磁阻式传感器。
23、电涡流效应：置于变化磁场中的块状金属导体或在磁场中做切割磁力线的块状
金属导体，则在此块状金属导体内将会产生旋涡状的感应电流的现象，称为电涡流效应。
24、电涡流式传感器的测量电路有三种：谐振电路、电桥电路、Q值测试电路。
目
前所用的谐振电路有三种类型：定频调幅式、变频调幅式、调频式。
第五章
25、电容式传感器的定义：以各类型的电容器作为敏感元件，将被测物理量的变化
转换为电容量的变化，再由转换电路转换为电压、电流或频率，以达到检测的目的。
26、电容式传感器的分类：变极距型电容传感器、变面积型电容传感器、变介电常
数型电容传感器。
27、电容式传感器的测量电路：电流不平衡电桥电路、二极管双T形交流电桥测量
电路、差分脉冲调宽电路、运算放大电路。
第六章
28、磁敏式传感器的定义;基于磁电转换原理的传感器，是指对磁场参量及其变化比
较敏感，并能按照一定的规律将其转换成为可用输出信号的器件或装置。
29、磁敏式传感器的分类有：结构型、物性型、复合型。
主要学习是半导体式传感
器中的霍尔磁敏传感器。
30、霍尔磁敏传感器包括霍尔元件和霍尔电路。
后者是将分立的霍尔元件与放大器
电路等集成在一块硅片上构成的。
31、什么是霍尔效应：当在长方形半导体片的长度方向通以直流电流声I时，若在
其厚度方向存在一磁场B，那么在该半导体片的宽度方向就会产生电位差，这种现象就是霍尔效应。
32、霍尔元件的主要参数：输入电阻和输出电阻、额定激励电流、不等位电势.......
33、霍尔式磁敏传感器的应用：霍尔元件用于功率的测量、霍尔元件用于磁场的测
量以及铁磁物体的探测、霍尔元件用于微位移的测量、霍尔转速传感器。
34、结型磁敏器件：磁敏二极管、磁敏三极管（特点及应用P107）。
35、磁阻效应：位于磁场中的通电半导体，因洛仑兹力的作用，其载流子的漂移方
向将发生偏移，致使与外加电场同方向的电流分量减小，电阻增大，这种现象称为磁阻效应。
解答题
简述压电效应
答：某些电介质，当沿着一定方向对其施加外力而使他变形时，内部就产生极化现象，相应的会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。
（注意什么是正压电和逆向压电效应）
简述压阻效应
答：半导体材料受到力的作用时，其电阻率会发生变化，这种现象就称为压阻效应。
简述霍尔效应及其霍尔元件的不等为电势产生的原因
答：当在长方形半导体片的长度方向通以直流电流声I时，若在其厚度方向存在一磁场B，那么在该半导体片的宽度方向就会产生电位差，这种现象就是霍尔效应。
不等位电势产生的主要原因：霍耳电极安装位置不对称或不在同一等电位面上；半导体材料不均匀造成了电阻率不均匀或是几何尺寸不均匀；激励电极接触不良造成激励电流不均匀分布等。
消除热电偶冷端温度的影响有哪些常用的方法
答：冷端零摄氏度恒温法、补偿导线法、补偿电桥法。
简述电涡流效应
答：置于变化磁场中的块状金属导体或在磁场中做切割磁力线的块状金属导体，则在此块状金属导体内将会产生旋涡状的感应电流的现象，称为电涡流效应。
简述电阻应变计温度误差的产生原因及补偿办法
答：产生温度误差的原因有两个方面：一是敏感栅金属丝电阻本身随温度发生变化；二是试件材料与应变丝材料的线膨胀系数不一致使应变丝产生附加变形而造成的电阻变化。
补偿方法为：自补偿法、桥路补偿法。
此外还要注意的简答题有光电效应、热电偶中间材料定理、莫尔条纹是怎么样产生的以及具有那些特性？
计算题
老师上课给的题目会做的同学传一下！求解啊！！！
1、当一个热电阻温度计所处的温度为20℃时，电阻值为100Ω。
当温度为25℃时，它的电阻值为101.5Ω。
假设温度与电阻之间的变换为线性关系，试计算当温度分别处在-100℃和150℃时的电阻值是多少？
2、当光纤的纤芯的折射率n
1=1.80，包层的折射率n
2
=1.20，如光纤的外部介质
（大气）的折射率n
1
=1.00，求如射光能在光纤内产生全内反射时，入射光的最
大入射角度θ
C
的值（即光纤的数值孔径NA）。
3 、用测量范围为—50~150KkP a的压力传感器测量140kP a时，传感器测的市值为
+142kP a，求该示值的绝对误差、相对误差和引用误差。
4、已知待测电压约为80V左右。
现有两只电压表，一只为0.5级，测量范围为
0~300V，另一只为1.0级，测量范围为0~100V。
问选用哪一只电压表测量较好，为什么？
五、应用题
1、在炼钢厂中,有时直接将廉价的热电极(易耗品，如K型：镍络、镍硅热电极，
时间捎长即熔化）的两极插入钢水中测量钢水温度，如下图所示：试说明：
1）为什么不必要将热电极的测量端焊在一起？应用了热电偶什么定理？
2）要满足哪些条件才不影响测量的精度？采用上述方法是利用了热电偶的什么定律？
3）如果被测物不是钢水，而是熔化的塑料行吗？为什么？试说明原因。