传感器第三章
第三章练习题
第一节：测力传感器
知识点一：电阻应变式力传感器
1、简述电阻应变式测力传感器的工作原理。（1826）
(一)金属电阻应变式
2、在电子秤中常使用电阻_____________式力传感器。（200318）
3、金属导体的电阻值随着机械变形而变化的物理现象，称为金属的电阻效应。
（200817）4、、已知拉伸试件的弹性模量E=2x105Mpa ，泊松比μ=0.3 ，如图a所示沿其轴向和横向粘贴四个规格相同的应变片，并按图b所示方式进行组桥。应变片的灵敏系数K=2。
(1)如何将四个应变片接入桥路才可得到最大输出？写出输出电压与试件轴向应变的关式。
（2）若供桥电压U
i =5V ，测得输出电压为 U
o
=5.2mv ，求试件轴向应力。（200631）
（2）半导体应变片式
5、一个半导体应变片的灵敏系数为180，半导体材料的弹性模量1.8×105MPa，其压阻系数
L
为_____________Pa-1。（200120）
6、半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的_____________（200304)
A、压阻效应
B、应变效应
C、霍尔效应
D、光电效应
7、与电阻应变片相比，半导体应变片有何特点？(0727)
知识点二：压电式力传感器
1、压电式传感器中的压电晶片既是传感器的_______元件，又是传感器的转换元件。
（200616）
2、在下列传感器中，将被测物理量直接转化为电荷变化量的是_____________（200505）
A、压电式传感器
B、电容式传感器
C、自感式传感器
D、电阻式传感器
3、电荷放大器是一个具有反馈电容的高增益运算放大器，该运算放大器的输入阻抗应__
（200404） A、〈109
Ω B、〉10
9
Ω C、〈10
12
Ω D、〈10
12
Ω
4、简述压电式力传感器的工作原理（1425）
5、简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点。（200125）（1726）
6、压电式传感器往往采用多片压电晶片串联或并联方式，当采用多片压电晶片并联方式时，适合于测量何种信号？（200225）
7、在采用压电式传感器的测量系统中，电荷放大器的作用是什么？（200426）
8、图示电路为与压电式传感器配套使用的前置放大器等效电路，
求：（1）说明该电路类型；
（2）说明前置放大器的作用。（1634）
知识点三：压磁式力传感器
1、说明压磁元件的工作原理。（200526）
第二节：扭矩传感器
1、对于应变式扭矩传感器，当采用半桥测量时需要____对电刷—滑环式集流装置。（200615）
2、电容式扭矩测量仪是将轴受扭矩作用后的两端面相对_____________的变化量变换成电容
器两极板之间的相对有效面积的变化量，从而引起电容量的变化来测量扭矩的。（200217）3、在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中，利用孔的透光面积表示扭矩大小，透光面积减
小，则表明扭矩_____________。（200118）
4、简述压磁式扭矩仪的工作原理。(200127)（1728）
第三节：压力传感器
知识点一：电量式压力传感器
1、电容式压力传感器是变_____________型的。（200119）
2、涡流式压力传感器具有良好的特性，适合于测量爆炸时产生的压力。（200818）
3、涡流式压力传感器属于（）。（200904）
A电阻式传感器 B电容式传感器 C电感式传感器 D压电式传感器
4、活塞式压力计利用原理制成。（200918）
5、电容式压力传感器的特点是什么？（0226）
6、简述电感式压力传感器的工作原理及使用条件。(1227)
7、采用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。
（1）用简图说明该传感器的结构，并简要说明其工作原理；
（2）用图说明两个线圈在电桥电路中的接法。（1734）
8、简述霍尔式压力传感器的工作原理。（200926）（200326）
基于51单片机的红外反射式光电传感器测速机的简易设计
光电传感器——基于红外反射式的测速机
引言 在工程实践中,经常会遇到各种需要测量转速的场合。转速是电动机极为重要的一个状态参数,在很多运动系统的测控中,都需要对电机的转速进行测量,不论是直流调速系统还是交流调速系统,只有转速的高精度检测才能得到高精度的控制系统。迄今为止,测速可分为两类:模拟电路测速和数字电路测速。随着微电子技术的发展,计算机技术的广泛应用,出现了以计算机为核心的数字测速装置。这样的速度测量装置测量范围宽、工作方式灵活多变、适应面广,具有普通数字测速装置不可比拟的快速性、精确性和优越性。 一：设计思路 用一个红外发光二极管和一个接受红外光的二极管组成一套光电管。当检测到物表面为黑色时，反射光很弱，接收端检测到的光线可以忽略，使接收端呈现一种状态，例如开关管截止；当被检测物表面为白色时，反射光强烈，发射端发射的红外线被接收端全部接收，使接收端呈现另一种相反的状态，例如开关管开通。这两种相反的状态表现在电路中，就是高低电平组成的脉冲信号。由此，我想到用一个比较器来比较两种接受到的信号，从而输出“0”“1”两种高低电平，并把两种信号传给单片机进行统计，然后利用设定算法进行计算，最后通过数码显示管显示计算结果。 二：所需模块 本测速系统共有两个模块构成，一个为光电传感器部分，用于接收光信号并转换为电信号，即高低电平信号；另一个为单片机部分，用于接收高低电平信号并通过内部计算，然后再通过数码显示管显示测出的结果。 （一）光电传感器部分 （1）LM339工作原理及管脚图： LM339类似于增益不可调的运算放大器。每个比较器有两个输入端和一个输出端。 两个输入端中的一个称为同相输入端，用“+”表示，另一个称为反相输入
测试技术基础答案 第三章 常用传感器
第三章 常用传感器 一、知识要点及要求 (1)掌握常用传感器的分类方法； (2)掌握常用传感器的变换原理； (3)了解常用传感器的主要特点及应用。 二、重点内容及难点 (一)传感器的定义、作用与分类 1、定义：工程上通常把直接作用于被测量，能按一定规律将其转换成同种或别种量值输出的器件，称为传感器。 2、作用：传感器的作用就是将被测量转换为与之相对应的、容易检测、传输或处理的信号。 3、分类：传感器的分类方法很多，主要的分类方法有以下几种： (1)按被测量分类，可分为位移传感器、力传感器、温度传感器等； (2)按传感器的工作原理分类，可分为机械式、电气式、光学式、流体式等； (3)按信号变换特征分类，可概括分为物性型和结构型； (4)根据敏感元件与被测对象之间的能量关系，可分为能量转换型与能量控制型； (5)按输出信号分类，可分为模拟型和数字型。 (二)电阻式传感器 1、分类：变阻式传感器和电阻应变式传感器。而电阻应变式传感器可分为金属电阻应变片式与半导体应变片两类。 2、金属电阻应变片式的工作原理：基于应变片发生机械变形时，其电阻值发生变化。金属电阻应变片式的的灵敏度v S g 21+=。 3、半导体电阻应变片式的工作原理：基于半导体材料的电阻率的变化引起的电阻的变化。半导体电阻应变片式的的灵敏度E S g λ=。 (三)电感式传感器 1、分类：按照变换原理的不同电感式传感器可分为自感型与互感型。其中自感型主要包括可变磁阻式和涡电流式。 2、涡电流式传感器的工作原理：是利用金属体在交变磁场中的涡电流效应。 (四)电容式传感器 1、分类：电容式传感器根据电容器变化的参数，可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类。 2、极距变化型：灵敏度为201δ εεδA d dC S -==，可以看出，灵敏度S 与极距平方成反比，极距越小灵敏度越高。显然，由于灵敏度随极距而变化，这将引起非线性误差。 3、面积变化型：灵敏度为常数，其输出与输入成线性关系。但与极距变化型相比，灵敏度较低，适用于较大直线位移及角速度的测量。 4、介质变化型：可用来测量电介质的液位或某些材料的厚度、湿度和温度等；也可用于测量空气的湿度。 (五)压电式传感器 1、压电传感器的工作原理是压电效应。
光电传感器规格-瑞工科技
微型热敏打印机芯 PT487F系列 由于技术改进所进行的参数及材料更改恕不另行通知，公司不承担因此而造成的任何损坏，包括但不仅限于图形，参数或列表中的错误。 本规格书若有变动不将另行通知, 最新版本可直接与北京瑞工科技发展有限公司联系或上公司网站进行下载 公司不断会推出新的机芯产品，如有其它需要，可上公司网站进行查询． 公司网址：https://www.360docs.net/doc/7d14125505.html,
目录 第一章产品特点及使用注意事项 (3) 1. 特点 (3) 2. 机芯使用注意事项 (4) 第二章规格说明 (5) 2.1总体规格说明 (5) 2.2加热单元尺寸 (6) 2.3走纸特性 (6) 2.4步进马达的特性 (7) 2.4.1步进马达的规格 (7) 2.4.2激励顺序 (7) 2.4.3步进马达驱动 (7) 2.5 热敏头参数 (8) 2.5 1额定参数 (8) 2.5 2最大值 (8) 2.5 3推荐参数 (8) 2.5 4电气参数 (9) 2.5 5时序特牲 (10) 2.5 6时序图 (10) 2.5 7计算公式： (11) 2.5.8推荐电路： (11) 2.5.9热敏电阻： (12) 2.5.10 结构示意： (13) 2.5.11 控制注意事项： (13) 2.6 引脚定义 (14) 2.7 光电传感器规格 (15) 第三章机身设计指导 (16) 3.1机芯的结构尺寸 (16) 3.1.1纸卷安装位置 (16) 3.1.2安装尺寸: (17) 3.2 DEMO电路原理图 (18)
第一章产品特点及使用注意事项 1. 特点 型号说明: 1. 低电压供电 驱动热敏头的电压为5V的逻辑电压，加热操作电压为4.2 ~ 8.5，可以使用4到6节镍镉或NI-MH电池或者是两节锂电池 2.体积小 外观尺寸小巧,便于便携式的应用,尺寸为:宽67.5mmX深31.5mmX高18.8mm 3.高清晰度打印 高密度的打印头，8点/毫米，相比针要能打印出更精确清晰的效果 4.打印速度快 根据不同的驱动能量与使用的热敏纸张的热感应度不同可按用户要求设置不同的打印速度，最高可达70mm/秒的打印速度 5.易装纸结构 可分离的胶棍结构设计使简易装纸成为可能 6.噪声低 相对针式打印，热敏打印更适合于对噪声有要求的环境
反射式光电传感器安装注意点
反射式光电传感器使用要注意点 1、反射取样式光电传感器的工作原理是传感器红外发射管发射出红外光，接收管根据反射回来的红外光强度大小来计数的，故被检测的工件或物体表面必须有黑白相间的部位用于吸收和反射红外光，这样接收管才能有效的截止和饱和达到计数的目的。所以在选择工作点、安装及使用中最关健的一点是接收管必须工作于截止区和饱和区。 2、使用中光电传感器的前端面与被检测的工件或物体表面必须保持平行，这样光电传感器的转换效率最高。 3、光电传感器的前端面与反光板的距离保持在规定的范围内。 4、光电传感器必须安装在没有强光直接照射处，因强光中的红外光将影响接收管的正常工作。 5、光电传感器的红外发射管的电流在2～10mA之间时发光强度与电流的线性最佳，所以在电流取值一般不超过这个范围，若取值太大发射管的光衰也大长时间工作影响寿命；若在电池供电的情况下电流取值应小，此时抗干扰性下降，在结构设计时应考虑这点，尽量避免外界光干扰等不利因素。 6、安装焊接时，光电传感器的引脚根部与焊盘的最小距离不得小于5mm，否则焊接时易损坏管芯。或引起管芯性能的变化。焊接时间应小于4秒。 7、光电传感器在具体的工作环境中最佳工作状态的参数选择方法：根据实际的检测距离选取光电传感器的型号。安装好传感器，做好工件或物体表面的取样标志，在5V工作电压下根据该型号传感器红外发射管所需的工作电流（参考值为8mA）选取负载电阻R1，红外发射管的正向压降在1.2 V左右，红外接收管负载
电阻R2取一值(参考值20k)，测量AB两点之间的电压。当光电传感器对准工件或物体表面黑色标志处，AB间的电压应控制在0.3～0.6V之间，此时光电传感器的工作状态最佳，若AB间电压小于0.3V，则将R2电阻阻值换大直到符合要求，若AB间电压大于0.6V，则相反。在工件或物体表面无黑色标记处，AB间的电压≥4.5V即可。
第三章电容式传感器习题解答
第3章电容式传感器习题 3-1 电容式传感器有哪些优点和缺点？ 答：优点：①测量范围大。金属应变丝由于应变极限的限制，ΔR/R一般低于1％，。而半导体应变片可达20％，电容传感器电容的相对变化量可大于100％； ②灵敏度高。如用比率变压器电桥可测出电容，其相对变化量可以大致10－7。 ③动态响应时间短。由于电容式传感器可动部分质量很小，因此其固有频率很高，适用于动态信号的测量。 ④机械损失小。电容式传感器电极间吸引力十分微小，又无摩擦存在，其自然热效应甚微，从而保证传感器具有较高的精度。 ⑤结构简单，适应性强。电容式传感器一般用金属作电极，以无机材料（如玻璃、石英、陶瓷等）作绝缘支承，因此电容式传感器能承受很大的温度变化和各种形式的强辐射作用，适合于恶劣环境中工作。 电容式传感器有如下不足： ①寄生电容影响较大。寄生电容主要指连接电容极板的导线电容和传感器本身的泄漏电容。寄生电容的存在不但降低了测量灵敏度，而且引起非线性输出，甚至使传感器处于不稳定的工作状态。 ②当电容式传感器用于变间隙原理进行测量时具有非线性输出特性。 3-2 分布和寄生电容的存在对电容传感器有什么影响？一般采取哪些措施可以减小其影响。 答：改变传感器总的电容量，甚至有时远大于应该传递的信号引起的电容的变化；使传感器电容变的不稳定，易随外界因素的变化而变化。 可以采取静电屏蔽措施和电缆驱动技术。 3-3 如何改善单极式变极距型电容传感器的非线性？ 答：采用可以差动式结构，可以使非线性误差减小一个数量级。 3－4：答：驱动电缆技术是指传感器与后边转换输出电路间引线采用双层屏蔽电缆，而且其内屏蔽层与信号传输线（芯线）通过1：1放大器实现等电位，由于屏蔽电缆线上有随传感器输出信号变化而变化的信号电压，所以称之为“电缆驱动技术”。 ＋ 1：1
RPR220反射式光电传感器的性能测试与分析
【摘要】通过给定的测量电路，检测反射式红外光电传感器在多种颜色表面的反射特性。近红外反射式光电传感器在白色、红色、绿色、蓝色、橙色、玖红、金黄、浅蓝、木板等表面反射特性相类似，没有区分度；青绿、咖啡色表面反射特性与白色表面相比较，略有差异，区分度不明显；黑色表面与上述各种颜色表面差异最大，区分度明显。提高发射管工作电流，可以增加传感器的有效探测范围。加装红外滤光片，能降低环境光对检测结果的影响。 【关键词】红外线；反射式；光电传感器 序言 在机器人竞赛和电子设计竞赛中经常会用到反射式红外光电传感器[1]。反射式红外光电传感器是利用检测反射光强度进行工作的，反射光的强弱与发射管工作电流、反射距离、反射面材料及传播介质特性等因素相关。在一般工作环境中，传感器检测结果受环境照度强弱变化的影响。 rpr220是日本罗姆（rohm）株式会社生产的一款常用反射式红外光电传感器[2]，中心波长800nm，属于近红外传感器。本文通过给定的测试电路，测出rpr220传感器在不同颜色表面及木材表面的反射特性。 1、实验方法 测试电路中，vcc取+5v，rx取20kω[3]，改变红外发光管工作电流、传感器与反射面之间的距离、反射面材料与颜色及环境光的照度强弱等因素，记录输出电压变化，以判别传感器的工作状态。 实验均在晴天室内操作，室温26℃。测试红外发光管不同工作电流对传感器性能影响时，室内环境光照度为400lx，照度误差10%。测试各种反射面对传感器性能影响时，发射管取额定工作电流10ma。检测环境光、红外滤光片对传感器性能影响时，发射管电流10ma，传感器距离白色反射面高度15cm。测量仪表为victor1010a、vc890d。 2、实验结果分析 图1是白色反射面的特性曲线，发射管电流5ma时，处于欠电流工作状态，曲线最低点，检测距离3mm，输出电压1.4v；发射管电流10ma曲线，检测距离3mm～10mm，输出电压≤0.3v；发射管电流15ma曲线，检测距离3mm～14mm，输出电压≤0.3v。图2是黑色反射面的特性曲线，发射管电流15ma曲线，检测距离5mm，输出电压为最小值3.51v。发射管工作电流增强，近距离检测易引起“镜面反射”效应。 图3～图5是各种颜色反射面的测试特性曲线图，黑色表面与其他颜色表面，反射特性区分明显。红色、绿色、蓝色、橙红、玖红、金黄、浅蓝、木板与白色表面之间的反射特性，几乎没有差别。青绿、咖啡与白色表面反射特性略有差别，区分度不明显，易受环境照度变化影响。 图6是传感器接收窗前侧是否加装红外滤光片，传感器尾部是否遮光处理，对检测性能性能影响的特性曲线图。传感器红外接收管正面环境光照度，从20lx增加到1547lx，无红外滤光片时，检测输出电压从4.36v递减至1.94v；加装威特郎ir800滤光片，环境光照度从17lx变化到1500lx，输出电压从4.6v减小至3.28v。加装红外滤光片后，输出电压变化量减少约1.1v。红外滤光片可有效滤除可见光中的红外线部分，降低环境照度变化对检测结果的影响。rpr220传感器尾部有无遮光处理，对检测结果没有影响。 3、结语 红外反射式光电传感器用于导航轨迹识别时，其轨迹宜用黑色与其他颜色组成。实验检测结果表明，rpr220在白色与黑色组成的反射面，有效检测距离为3mm～11mm时，距离小于3mm时为盲区，最佳检测距离为7mm，红外发射管不宜工作于欠电流状态，在散热许可条件下适当提高发射管工作电流，可以增加传感器有效探测范围。
第三章-遥感传感器作业
第三章遥感传感器 C方向２01230１61001０卢昕 一、名词解释 1.遥感传感器:是测量和记录被探测物体的电磁波特性的工具，是遥感技术系统的重要组成部分，是获取遥感数据的关键设备。由收集器，探测器，处理器,输出器组成。 2.探测器:将收集的辐射能转化为化学能或者电能的设备。具体的元器件如感光胶片、光电管等。 3.推扫式成像仪：瞬间在像面上先形成一条线图像，甚至是一幅二维影像，然后对影像进行扫描成像的成像仪。 4.成像光谱仪：以多路、连续并具有高光谱分辨率方式获取图像信息的仪器,通过将传统的空间成像技术与地物光谱技术有机的结合在一起,可以实现对同一地区同时获取几十个到几百个波段的地物反射光谱图像。 ５．瞬时视场：传感器成像瞬间形成的单个像元的视场，决定地面分辨率。6．MSS:Mｕltｉsｐectral Scanner 多光谱扫描仪。成像板上排列有24+2个玻璃纤维单元,按波段排列成四列,每列有６个纤维单元，每个探测器的视场为86μｒad,每个像元的地面分辨率为７9mx79m,扫描一次每个波段获得6条扫描线图像,其地面范围4７4m＊１８５km。 ７.TM ：是相对MSS的改进，其中增加了一个扫描改正器,使扫描行垂直于飞行轨道,并使往返双向都对地面扫描。一个高级的多波段扫描仪共有探测器１0０个，分７个波段，一次扫描成像为地面的４80m*１85km。 8.ＨRV ：是一种线阵列推扫式扫描仪。仪器中有一个平面反射镜,将地面辐射来的电磁波反射到反射镜组，然后聚焦在CＣＤ线阵列元件上,CCＤ的输出端以一路时序视频信号输出。由于使用线阵列的CCＤ元件作探测器,在瞬间能同时得到垂直航线的一条图像线,不需要用摆动的扫描镜，以“推扫”方式获取沿轨道的连续图像条带。 ９.SAR ：合成孔径雷达，是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径的雷达。 10.INSAR:相干雷达。是利用SAR在平行轨道上对同一地区获取两幅（或两幅以上)的单视复数影像来形成干涉,进而得到该地区的三维地表信息。 １１．CCD ：电荷耦合器件，是一种由硅等半导体材料制成的固体器件,受光或电激发产生的电荷靠电子或空穴运载,在固体内移动,达到一路时序输出信号。１２.真实孔径侧视雷达：真实孔径侧视雷达的天线装在飞机的侧面,发射机向侧向面内发射一束窄脉冲,地物反射的微波脉冲，由天线收集后，被接收机接受。回波信号经电子处理器的处理，在阴极射线管上形成一条相应于辐照带内各种地物反射特性的图像线,记录在胶片上。飞机向前飞行时对一条一条辐照带连续扫描，在阴极射线管处的胶片与飞机速度同步转动，就得到沿飞机航线侧面的由回波信号强度表示的条带图像。 13.全景畸变：由于地面分辨率随扫描角发生变化,而使红外扫描影像产生畸变，这种畸变通常称为全景畸变,也就是整幅图像都发生了畸变。
智能传感器的在线自诊断1
基于神经网络模型的智能传感器在线自诊断、自修复 胡学海、古天祥 电子科技大学自动化学院 成都飞机设计研究所 摘要：本文首次提出了基于神经网络模型实现智能传感器在线诊断、在线修复的原理、方案，及软、硬件实现方法，对利用生物结构来提高电子系统可靠性进行了初步尝试。本文的成果适用于对速度要求不高的智能传感器系统，有一定的参考价值。 关键字：智能传感器、在线自诊断、自修复、神经网络模型、触突、阈值 The Intelligent Sensor’s check and repair on line Which based on Nervous Model Hu Xue Hai 、Gu Tian Xiang Abstract：In this paper , it is carried out the research on the principle of Intelligent Sensor’s check and repair on line which based on nervous model and it’s structure of software and hardware . The way to improve reliability by natural structure is tried . The way suits for the Intelligent Sensor . Key words：intelligent sensor, check and repair on line , nervous model , conjunction , limit value 中图分类号：TP212.6 1引言 进入信息时代后，一场数字化革命正在各国蓬勃的展开。作为信息技术的三大支柱之一的传感器技术也同样面临着这个挑战。内置MCU系统，可自动对输出进行线性化、标度变换、数字滤波、数字补偿，即提高测量精度，又能补偿受温度、压力、气体浓度等因素影响的智能传感器成为了当今传感器技术发展和研究的主流和前沿。 但由于内部结构更加复杂，特别是系统全部基于内置MCU系统的正常运行，不可避免的降低了传感器的可靠性。为了提高可靠性，就必须对传感器内置的MCU系统进行在线监控，这也就成为了智能传感器研究的重要课题。 2基本原理 智能传感器使用内置的MCU系统作为系统控制核心。由于MCU系统较易受电磁干扰而发生系统程序“跑飞”，或内存单元数据突然改变现象，这种故障是随机发生的，且和运行环境有关，难于检测、排除。传统方法采用电压比较器对电源监控，采用“看门狗”对程序监控，存在的缺陷主要有：测试故障覆盖率低、难以检测变周期运行系统、测试时间太长，并可能因此而引起连锁反应，造成直接经济损失、故障处理智能度差，无法进行过程重入，从而无法实现在线故障排除。我们利用神经网络模型可以很好的解决这一问题，实现了MCU系统的智能在线监控和在线故障排除，从而极大的提高智能传感器的可靠性和运行平稳性。 2.1 神经网络模型
测控电路李醒飞第五版第三章习题答案内容
第三章 信号调制解调电路 3-1 什么是信号调制？在测控系统中为什么要采用信号调制？什么是解调？在测控系统 中常用的调制方法有哪几种？ 在精密测量中，进入测量电路的除了传感器输出的测量信号外，还往往有各种噪声。而传感器的输出信号一般又很微弱，将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是测量电路的一项重要任务。为了便于区别信号与噪声，往往给测量信号赋以一定特征，这就是调制的主要功用。调制就是用一个信号（称为调制信号）去控制另一作为载体的信号（称为载波信号），让后者的某一特征参数按前者变化。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。 在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数，可以对这三个参数进行调制，分别称为调幅、调频和调相。也可以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲信号的不同特征参数作调制，最常用的是对脉冲的宽度进行调制，称为脉冲调宽。 3-2 什么是调制信号？什么是载波信号？什么是已调信号？ 调制是给测量信号赋以一定特征，这个特征由作为载体的信号提供。常以一个高频正弦信号或脉冲信号作为载体，这个载体称为载波信号。用需要传输的信号去改变载波信号的某一参数，如幅值、频率、相位。这个用来改变载波信号的某一参数的信号称调制信号。在测控系统中需传输的是测量信号，通常就用测量信号作调制信号。经过调制的载波信号叫已调信号。 3-3 什么是调幅？请写出调幅信号的数学表达式，并画出它的波形。 调幅就是用调制信号x 去控制高频载波信号的幅值。常用的是线性调幅，即让调幅信号的幅值按调制信号x 线性函数变化。调幅信号s u 的一般表达式可写为： t mx U u c m s cos )(ω+= 式中 c ω──载波信号的角频率； m U ──调幅信号中载波信号的幅度； m ──调制度。 图X3-1绘出了这种调幅信号的波形。
高中物理高二选修3-2学案：第三章_传感器1传感器_温度传感器和光传感器_word版有答案
学案1传感器温度传感器和光传感器 [学习目标定位] 1.知道传感器的定义，理解其工作原理.2.了解热敏电阻、敏感元件的特性.3.了解几种温度传感器及光传感器的原理． 1．用多用电表测电阻时，首先选择欧姆挡，然后进行欧姆调零，指针指在表盘的中值附近测得的阻值较准
确． 2．电阻率ρ是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越小，导电性能越好，定义式为ρ＝RS l . 3．平行板电容器的电容C ＝εr S 4πkd . 一、传感器 1．定义：把被测的非电信息按一定规律转换成与之对应的电信息的器件或装置． 2．结构：由敏感元件和处理电路组成． 二、敏感元件的原理 敏感元件就其感知外界信息的原理而言，可分为如下几类： 1．物理类：基于力、热、光、电磁和声等物理效应． 2．化学类：基于化学反应的原理． 3．生物类：基于酶、抗体和激素等分子识别功能． 三、温度传感器 1．热双金属片温度传感器：针对热双金属片对温度的感知表现为形变的特性，常常用在温度控制装置中． 2．热电阻传感器：电阻与温度关系为R ＝R 0(1＋θt )． 3．热敏电阻传感器： (1)NTC 热敏电阻：温度升高，电阻减小． (2)PTC 热敏电阻：温度升高，电阻增大． 四、光传感器 1．原理：有些金属或半导体材料在电路中受到光照时，产生电流或电压，实现光信号向电信号的转化． 2．应用：光电式烟尘浓度计、光电式转速表.
一、传感器 [问题设计] 在现代生活中，我们时刻能感受到自动控制带给我们的便利，如马路上的路灯夜晚发光白天自动熄灭；当你走近自动门时它会自动打开，当你离开时它会自动关闭；电冰箱启动后，会自动控制压缩机工作，使冰箱内保持所设定的低温……，这其中的“机关”是什么？ 答案在这些电路中分别安装了不同的传感器． [要点提炼] 1．各种传感器的作用都是把非电学量转换成电学量． 2．传感器的结构 电信息 ――→→处理电路――→ 3．敏感元件能直接感受非电信息，并把其变换成易于测量的物理量，形成电信号．常见的敏感元件有力敏元件、光敏元件、热敏元件、磁敏元件、气敏元件等． 4．处理电路能把微小的信号进行放大，并除去干扰信号，使敏感元件输出的电信号转变成便于显示、记录、处理和控制的电学量． 二、敏感元件的原理 [问题设计] 1．如图1所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将多用电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R t 的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中央．若在R t上擦一些酒精，表针将如何摆动？若用吹风机将热风吹向电阻，表针将如何摆动？
反射式光电传感器使用及测试注意事项
反射式光电传感器使用及测试注意事项 1·反射取样式光电传感器的工作原理是传感器红外发射管发射出红外光，接收管根据反射回来的红外光强度大小来计数的，故被检测的工件或物体表面必须有黑白相间的部位用于吸收和反射红外光，这样接收管才能有效的截止和饱和达到计数的目的。所以在选择工作点、安装及使用中最关健的一点是接收管必须工作于截止区和饱和区。 2·使用中光电传感器的前端面与被检测的工件或物体表面必须保持平行，这样光电传感器的转换效率最高。 3·光电传感器的前端面与反光板的距离保持在规定的范围内。 4·光电传感器必须安装在没有强光直接照射处，因强光中的红外光将影响接收管的正常工作。 5·光电传感器的红外发射管的电流在2～10mA之间时发光强度与电流的线性最佳，所以在电流取值一般不超过这个范围，若取值太大发射管的光衰也大长时间工作影响寿命；若取值太小一是抗干扰性下降，二是对接收管的要求严。 6·光电传感器长时间工作时红外接收管的最大工作电流不应超过 250μA。 7·安装焊接时，光电传感器的引脚根部与焊盘的最小距离不得小于 5mm，否则焊接时易损坏管芯。或引起管芯性能的变化。 8·光电传感器在具体的工作环境中最佳工作状态的参数选择方法：根据实际的检测距离选取光电传感器的型号。 安装好传感器，做好工件或物体表面的取样标志，在5V工作电压下根据该型号传感器红外发射管所需的工作电流选取负载电阻R1 (红外发射管的正向压降在（1～1.3 V)，红外接收管负载电阻R2取一值，测量AB两点之间的电压。当光电传感器对准工件或物体表面黑色标志处，AB间的电压应控制在0.3～0.6V之间，此时光电传感器的工作状态最佳，若AB间电压小于0.3V，则将R2电阻阻值换大直到符合要求，若AB间电压大于0.6V，则相反。在工件或物体表面无黑
2018智能传感器的研究现状及展望
2018智能传感器的研究现状及展望 物联网已成为信息科技发展趋势，各种智能设备将作为传感器的载体，实现人、机、云端无缝的交互，让智能设备与人工智能（AI）结合从而拥有“智慧”，使得人体感知能力得到拓展和延伸。目前我国从事传感器的研制、生产和应用的企业超过1700家，产业门类基本齐全，传感器产品达到10大类、42小类、6000多个品种，无论是在健康医疗、城市规划，还是城市交通方面，传感器正在发挥着核心作用。 此前，国家工业和信息化部下发意见函，中国工程院组织遴选的MEMS传感器产业化等16个项目，拟作为《中国制造2025》2017年重大标志性项目。随着更多的设备通过传感器焕发了第二春，而且提升了效率，那么下一代的工程师、创新者和艺术家的使命是，发掘由数据构成的世界所给予的几乎无限的机会。 1.智能传感器简介 1.1智能传感器的概念 智能传感器概念最早由美国宇航局在研发宇宙飞船过程中提出来，并于1979年形成产品。IEEE协会将能提供受控量或待感知量大小且能典型简化其应用于网络环境的集成的传感器称为智能传感器。《现代新型传感器原理与应用》一书中认为智能传感器是带微处理机的，兼有信息检测、信息记忆以及逻辑思维与判断功能的传感器。 智能传感器是正在高速发展的高新技术，至今还未形成统一的规范化的定义，人们普遍认为智能传感器是具有对外界环境等信息进行自动收集、数据处理以及自诊断与自适应能力的传感器。 1.2智能传感器的功能 (1)自补偿与自诊断功能：通过微处理器中的诊断算法能够检验传感器的输出，并能够直接呈现诊断信息，使传感器具有自诊断的功能。 (2)信息存储与记忆功能：利用自带空间对历史数据和各种必需的参数等的数据存储，极大地提升了控制器的性能。 (3)自学习与自适应功能：通过内嵌的具有高级编程功能的微处理器可以实现自学习功能，同时在工作过程中，智能传感器还能根据一定的行为准则重构结构和参数，具有自适应的功能。 (4)数字输出功能：智能传感器内部集成了模数转换电路，能够直接输出数字信号，缓解了控制器的信号处理压力。
第三章常用感器
第三章 常用传感器 （一）填空题 1、 属于能量控制型的传感器有 等，属于能量转换型的传感器有 等（每个至少举例两个）。 2、 金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于：前者利用 引起的电阻变化，后者利用 变化引起的电阻变化。 3、 为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响，实际应用时常常采用 工作方式。 4、 压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式： 放大器和 放大器，后接 放大器时，可不受连接电缆长度的限制。 5、 涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的 效应。 6、 磁电式速度计的灵敏度单位是 。 7、 压电式传感器是利用某些物质的 而工作的。 （二）选择题 1、 电阻应变片的输入为 。 （1）力 （2） 应变 （3）速度 （4）加速度 2、 结构型传感器是依靠 的变化实现信号变换的。 （1）本身物理性质 （2）体积大小 （3）结构参数 （4）电阻值 3、 不能用涡流式传感器进行测量的是 。 （1）位移 （2）材质鉴别 （3）探伤 （4）非金属材料 4、 变极距面积型电容传感器的输出与输入，成 关系。 （1）非线性 （2）线性 （3）反比 （4）平方 5、 半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是 。 （1）长度 （2）截面积 （3）电阻率 （4）高通 6、 压电式传感器输出电缆长度的变化，将会引起传感器的 产生变化。 （1）固有频率 （2）阻尼比 （3）灵敏度 （4）压电常数 7、 在测量位移的传感器中，符合非接触测量，而且不受油污等介质影响的是 传感器。 （1）电容式 （2）压电式 （3）电阻式 （4）电涡流式 8、 自感型可变磁阻式传感器，当气隙δ变化时，其灵敏度S 与δ之间的关系是：S ＝ 。 （1）δ1 k （2）δk （3）2-δk （4）2--δk 9、 光电倍增管是利用 效应制成的器件。 （1）内光电 （2）外光电 （3）光生伏特 （4）阻挡层 （三）判断对错题（用√或×表示） 1、 滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。（ ） 2、 涡流式传感器属于能量控制型传感器（ ） 3、 压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。（ ） 4、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。（ ）
第三章 1. 传感器--2. 温度传感器和光传感器
03第三章传感器 1.传感器 2.温度传感器和光传感器 基础巩固 1.传感器可以进行信息采集并把采集到的信息转换为易于控制的量,其工作过程可能是() A.将力学量(如形变量)转换成磁学量 B.将电学量转换成热学量 C.将光学量转换成电学量 D.将电学量转换成力学量 解析:传感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量或转换为控制电路通断的一类元件;故只有C项正确. 答案:C 2.(多选)下列说法正确的是() A.传感器担负着信息采集的任务 B.干簧管是一种磁传感器 C.传感器不是电视遥控接收器的主要元件 D.传感器是力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具 解析:由传感器的定义知选项A、D正确.电视遥控接收器的主要元件是红外线传感器,故选项C错误.由干簧管的工作原理,干簧管是一种能够感知磁场的元件,故选项B正确. 答案:ABD 3.关于传感器工作的一般流程,下列说法正确的是() A.非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件 B.电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量 C.非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量 D.非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量 解析:传感器通常是把被测的非电信息,按一定规律转换成与之对应的电信息的器件或装置.传感器工作的一般流程:非电学量被敏感元件感知,然后通过转换元件转换成电信号,再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量,所以选项C正确. 答案:C
4.(多选)在温控电路中,通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制.如图所示电路,R1为定值电阻,R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小),C为电容器.当环境温度降低时() A.电容器C所带的电荷量增大 B.电压表的读数增大 C.电容器C两板间的电场强度减小 D.R1消耗的功率增大 解析:当环境温度降低时,R2变大,电路的总电阻变大,由I=E 知I变小,又U=E-Ir,电压表的读数U增 R 总 大,选项B正确;又由U1=IR1及P1=I2R1可知U1变小,R1消耗的功率P1变小,选项D错误;电容器两板 ,Q=CU2可知Q、E'都增大,故选项A正确,选项C错间的电压U2=U-U1,U2变大,由电场强度E'=U2 d 误. 答案:AB 5.在下列有关一些电阻应用的说法中,错误的是() A.热敏电阻可应用于温度测控装置中 B.光敏电阻是一种光电传感器 C.电阻丝可应用于电热设备中 D.电阻在电路中主要起通过直流、阻碍交流的作用 解析:热敏电阻对温度很敏感,光敏电阻对光照很敏感,电阻丝可用于电加热,这很常见,所以A、B、C 三项均正确.交流电、直流电均可通过电阻,电阻对它们均可产生阻碍作用,所以D项错误. 答案:D 6.如图所示,用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器,下列说法正确的是() A.严重污染时,LDR是高电阻 B.轻度污染时,LDR是高电阻 C.无论污染程度如何,LDR的电阻不变,阻值大小由材料本身因素决定 D.该仪器的使用不会因为白天和晚上受到影响 解析:严重污染时,透过污水照到LDR上的光线较少,LDR电阻较大,A对,B错;LDR由半导体材料制成,受光照影响电阻会发生变化,C错;白天和晚上自然光强弱不同,或多或少会影响LDR的电阻,D错.
传感器与检测技术第3章传感器基本特性参考答案
第3章传感器基本特性 一、单项选择题 1、衡量传感器静态特性的指标不包括（）。 A. 线性度 B. 灵敏度 C. 频域响应 D. 重复性 2、下列指标属于衡量传感器动态特性的评价指标的是（）。 A. 时域响应 B. 线性度 C. 零点漂移 D. 灵敏度 3、一阶传感器输出达到稳态值的50%所需的时间是（）。 A. 延迟时间 B. 上升时间 C. 峰值时间 D. 响应时间 4、一阶传感器输出达到稳态值的90%所需的时间是（）。 A. 延迟时间 B. 上升时间 C. 峰值时间 D. 响应时间 5、传感器的下列指标全部属于静态特性的是（） A．线性度、灵敏度、阻尼系数 B．幅频特性、相频特性、稳态误差 C．迟滞、重复性、漂移 D．精度、时间常数、重复性 6、传感器的下列指标全部属于动态特性的是（） A．迟滞、灵敏度、阻尼系数 B．幅频特性、相频特性 C．重复性、漂移 D．精度、时间常数、重复性 7、不属于传感器静态特性指标的是（） A．重复性 B．固有频率 C．灵敏度 D．漂移 8、对于传感器的动态特性，下面哪种说法不正确（） A．变面积式的电容传感器可看作零阶系统 B．一阶传感器的截止频率是时间常数的倒数 C．时间常数越大，一阶传感器的频率响应越好 D．提高二阶传感器的固有频率，可减小动态误差和扩大频率响应范围9、属于传感器动态特性指标的是（） A．重复性 B．固有频率 C．灵敏度 D．漂移
10、无论二阶系统的阻尼比如何变化，当它受到的激振力频率等于系统固有频率时，该系统的位移与激振力之间的相位差必为（） A. 0°°° D. 在0°和90°之间反复变化的值 11、传感器的精度表征了给出值与( )相符合的程度。 A.估计值 B.被测值 C.相对值 D.理论值 12、传感器的静态特性，是指当传感器输入、输出不随( )变化时，其输出-输入的特性。 A.时间 B.被测量 C.环境 D.地理位置 13、非线性度是测量装置的输出和输入是否保持( )关系的一种度量。 A.相等 B.相似 C.理想比例 D.近似比例 14、回程误差表明的是在( )期间输出-输入特性曲线不重合的程度。 A.多次测量 B.同次测量 C.正反行程 D.不同测量 =秒的一阶系统，当受到突变温度作用后，传感器输15、已知某温度传感器为时间常数τ3 出指示温差的三分之一所需的时间为（）秒 A．3 B．1 C． D．1/3 二、多项选择题 1．阶跃输入时表征传感器动态特性的指标有哪些（） A.上升时间 B.响应时间 C.超调量 D.重复性 2．动态响应可以采取多种方法来描述，以下属于用来描述动态响应的方法是：（） A.精度测试法 B.频率响应函数 C.传递函数 D.脉冲响应函数 3. 传感器静态特性包括许多因素，以下属于静态特性因素的有（）。 A．迟滞 B.重复性 C.线性度 D.灵敏度 4. 传感器静态特性指标表征的重要指标有：（） A.灵敏度 B.非线性度 C.回程误差 D.重复性 5．一般而言，传感器的线性度并不是很理想，这就要求使用一定的线性化方法，以下属于线性化方法的有:（） A.端点线性 B.独立线性 C.自然样条插值 D.最小二乘线性 三、填空题 1、灵敏度是传感器在稳态下对的比值。 2、系统灵敏度越，就越容易受到外界干扰的影响，系统的稳定性就越。 3、是指传感器在输入量不变的情况下，输出量随时间变化的现象。 4、要实现不失真测量，检测系统的幅频特性应为，相频特性应为。
反射式光电传感器
?反射式光电传感器是把发射器和接收器装入同一个装置内，在其前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用的光电传感器。可以用来检测地面明暗和颜色的变化，也可以探测有无接近的物体。 目录 ?反射式光电传感器的工作原理 ?反射式光电传感器的特点 ?反射式光电传感器的应用 ?反射式光电传感器的使用注意事项 反射式光电传感器的工作原理 ?反射式光电传感器的工作原理：自带一个光源和一个光接收装置，光源发出的光经过待测物体的反射被光敏元件接收，再经过相关电路的处理得到所需要的信息。可以用来检测地面明暗和颜色的变化，也可以探测有无接近的物体。 反射式光电传感器的特点 ?1、安装接线简便 2、安装使用时便于光路对齐 3、不受被检物的形状、颜色和材质影响 4、相对于对射式光电传感器，节省安装使用空间 反射式光电传感器的应用 ?反射式光电传感器广泛应用于点钞机、限位开关、计数器、电机测速、打印机、复印机、液位开关、金融设备、娱乐设备（自动麻将机）、舞台灯光控制、监控云台控制、运动方向判别、计数、电动绕线机计数、电能表转数计量 反射式光电传感器的使用注意事项 ?1、被检测的工件或物体表面必须有黑白相间的部位用于吸收和反射红外光，这样接收管才能有效的截止和饱和达到计数的目的。所以在选择工作点、安装及使用中最关健的一点是接收管必须工作于截止区和饱和区。 2、使用中反射式光电传感器的前端面与被检测的工件或物体表面必须保持平行， 这样反射式光电传感器的转换效率最高。 3、反射式光电传感器的前端面与反光板的距离保持在规定的范围内。 4、反射式光电传感器必须安装在没有强光直接照射处，因强光中的红外光将影 响接收管的正常工作。 5、反射式光电传感器的红外发射管的电流在2～10mA之间时发光强度与电流 的线性最佳，所以在电流取值一般不超过这个范围，若取值太大发射管的光衰也大长时间工作影响寿命；若在电池供电的情况下电流取值应小，此时抗干扰性下降，在结构设计时应考虑这点，尽量避免外界光干扰等不利因素。
第三章 第2节 温度传感器和光传感器
第2节温度传感器和光传感器 学习目标核心提炼 1.了解双金属片、热电阻和热敏电阻传感器的特性和工作 原理。 两种传感器——温度2.知道光传感器的工作原理和实际应用。 传感器、光传感器3.体会温度传感器和光传感器如何将非电信息转化为电信 息以及在应用中的设计思路。 一、温度传感器 1.热双金属片温度传感器 (1)原理：不同金属的膨胀系数不同，将两种膨胀系数相差较大的不同金属片焊接或轧制成为一体后，温度升高时，由于两面金属膨胀程度不同，双金属片受热变形，并且向膨胀系数小的一方弯曲。 (2)应用：日光灯启动器，电机过热保护器等。 2.热电阻传感器 (1)原理：金属丝的电阻随温度升高而增大。 (2)电阻与温度的关系：R＝R0(1＋θt)。 (3)应用：测温度、测流量。 3.热敏电阻传感器 (1)NTC热敏电阻：温度升高，电阻减小。常用于测温、温度控制或过热保护。在某个特定温度附近时电阻急剧变化，适用于制成热保护开关。 (2)PTC热敏电阻：温度升高，电阻增大。 思维拓展 热敏电阻是温度传感器中的重要元件，是不是所有的热敏电阻的阻值都随温度的升高而减小？ 答案不是。正温度系数热敏电阻(PTC)在温度升高时电阻值增大，负温度系数热敏电阻(NTC)在温度升高时电阻值减小。
二、光传感器 1.作用： 光传感器是转换光信号的传感器。 2.原理：有些金属或半导体材料，在电路中受到光照时，产生电流或电压，实现光信号向电信号的转化。 3.应用：自动门、光电式烟尘浓度计、光电式转速表。 思考判断 (1)光敏电阻的阻值随光线的强弱而变化，光照越强电阻越大。(×) (2)制作光敏电阻的材料是半导体，半导体是靠空穴和自由电子即载流子导电的。(√) (3)半导体中的载流子随光照的增强而减少，导电能力也就随光照的增强而减弱。(×) 预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中 问题1 问题2 对敏感元件的认识 [要点归纳] 光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件特点对比 元件特点 光敏电阻半导体材料受到的光照增强时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，即载流子数增多，于是导电性明显地增强，电阻减小 热敏 电阻 和金 属热 (1)热敏电阻：指用半导体材料制成，电阻值
光电开关工作原理NPN与PNP传感器差异
光电开关工作原理NPN与PNP传感器差异 红外线属于一种电磁射线，其特性等同于无线电或X射线。人眼可见的光波是380n m-780n m，发射波长为780n m-1m m的长射线称为红外线，省洞头县光电开关厂生产的红外线光电开关优先使用的是接近可见光波长的近红外线。 红外线光电开关（光电传感 器）属于光电接近开关的简称，它是利 用被检测物体对红外光束的遮光或反 射，由同步回路选通而检测物体的有 无，其物体不限于金属，对所有能反射 光线的物体均可检测。根据检测方式的 不同，红外线光电开关可分为 1.漫反射式光电开关 漫反射光电开关是一种集发射器和接收器于一体的传 感器，当有被检测物体经过时，将光电开关发射器发 射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产 生了开关信号。当被检测物体的表面光亮或其反光率 极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式。 引起理想漫反射的光度分布 局部较强漫反射时的光度分布
2.镜反射式光电开关 镜反射式光电开关亦是集发射器与接收器于一体，光电开关发射器发出的光线经过反射镜，反射回接收器，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关信号。 3.对射式光电开关 对射式光电开关包含在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器。当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。当检测物体是不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测模式。 4.槽式光电开关 槽式光电开关通常是标准的U字型结构，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了检测到的开关量信号。槽式光电开关比较安全可靠的适合检测高速变化，分辨透明与半透明物体。 5.光纤式光电开关 光纤式光电开关采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线，以实现被检测物体不在相近区域的检测。通常光纤传感器分为对射式和漫反射式。 型号说明