传感器复习要点

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传感器原理及应用复习资料

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传感器原理及应用复习资料1.传感器由敏感元件、转换元件、基本电路三部分组成; 被测量 敏感元件 转换元件 基本电路 电量输出①敏感元件感受被测量;②转换元件将响应的被测量转换成电参量(电阻、电容、电感);③基本电路把电参量接入电路转换成电量;④核心部分是转换元件,决定传感器的工作原理。

2. 传感器的基本特性:①静态特性:当输入量(X )为静态或变化缓慢的信号时,输入输出关系称静态特性。

静态特性主要包括:线性度、迟滞、重复性、灵敏度、漂移和稳定性②动态特性:当输入量随时间(频率)变化时,输入输出关系称动态特性。

影响传感器动态特性除固有因素外,还与输入信号的形式有关,在对传感器进行动态分析时一般采用标准的正弦信号和阶跃信号。

A.输入信号按正弦变化时,分析动态特性的相位、振幅、频率,称频率响应;B.输入信号为阶跃变化时,对传感器随时间变化过程进行分析,称阶跃响应(瞬态响应).频率响应 阶跃响应3.电阻应变式传感器是将被测的非电量转换成电阻值的变化,再经转换电路变换成电量(电流、电压)输出。

金属电阻应变片的基本原理基于电阻应变效应:即导体在外力作用下产生机械形变时阻值发生变化。

通过弹性元件可将位移、压力、振动等物理量通过应力变化,并转换为电阻的变化进行测量,这是应变式传感器测量应变的基本原理。

4.直流电桥总结:单臂电桥输出电压11R R 4E U ∆•= 电压灵敏度4E K u =半桥差动电路全桥差动电路5. 电桥线路补偿:被测试件位置上安装一个补偿片处于相同的温度场;等臂电桥输出U0 与桥臂参数的关系为()2B 310R R -R R A U=。

如果 R1R3 = RBR4,电桥平衡时输出为零;若R1、RB 温度系数相同,当无应变而温度变化时ΔR1 = ΔRB ,电桥为平衡状态;当有应变时,R1有增量ΔR1,ΔR1=R1k0ε,补偿片无变化,ΔRB = 0;电桥输出为 U0 ∝R1R3 k0ε;可见此时电桥的输出电压与温度无关。

传感器原理与应用复习要点

传感器原理与应用复习要点

传感器原理与应用复习要点传感器是一种将非电学量转换为电学信号的装置,广泛应用于各个领域。

其原理可以分为物理效应、化学效应和生物效应三类。

下面是传感器原理与应用的复习要点:1.物理效应传感器:-热敏电阻:利用物质的电阻随温度变化的特性,常用于温度测量。

-压电传感器:利用压电材料电荷随机梯度变化的特性,可用于压力、力和加速度的测量。

-光电传感器:利用光的吸收、散射或发射等特性,常用于光强度、颜色和距离的测量。

-磁敏电阻:利用材料的磁阻随磁场变化的特性,可用于磁场的测量。

2.化学效应传感器:-pH传感器:利用溶液中氢离子浓度对电位的影响,用于测量酸碱度。

-气体传感器:利用气体与特定材料发生化学反应,测量气体浓度或类型。

-电化学传感器:利用电化学反应产生的电位差,测量氧气、氢气等的浓度。

3.生物效应传感器:-生物传感器:利用生物体与特定物质相互作用的特性,测量生物学参数,如酶、抗原和抗体等。

-DNA传感器:利用DNA序列的特定识别反应,用于检测和识别DNA的序列。

传感器的应用:1.工业自动化:传感器可用于测量温度、压力、流量、液位等工业参数,实现工业自动化控制。

2.环境监测:用于监测大气污染物质、水质、土壤质量等环境参数。

3.医疗保健:用于测量心率、体温、血压等生物参数,实现远程医疗监护。

4.智能家居:用于检测温度、湿度、光线等,实现智能调控家居环境。

5.汽车工业:应用于测量车速、转向角度、发动机参数,提升安全性和性能。

6.农业领域:用于监测土壤水分、光照强度、气温等农作物生长参数,实现精确农业。

总结起来,传感器的原理涉及物理、化学和生物效应,应用广泛,包括工业自动化、环境监测、医疗保健、智能家居、汽车工业和农业等领域。

对传感器的深入理解和应用有助于提升各个领域的技术水平和生活质量。

传感器复习知识点

传感器复习知识点

一、传感器的定义传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能,并使之按照一定规律换成与之对应的有用输出信号的元器件或装置。

一、按传感器的工作机理,可分为结构型、物性型与复合型。

二、按被测量分类分为物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器等 。

三、按敏感材料分类如:半导体传感器、陶瓷传感器、光导纤维传感器、高分子材料传感器、金属传感器等。

四、按能量的关系分类根据传感器的能量转换情况,可分为能量控制型传感器和能量转换型传感器101)()()(a s a s a b s b s b s X s Y s H n n m m +⋯+++⋯+== n>=m (1)H(s)是s 域内的关于s 有理式。

(2)Y(s)=H(s)X(s), H(s)是在s 域内描述X(s)与Y(s)之间的关系。

求出Y(s),利用拉氏逆变换就可计算y(t)。

1、线性度:传感器的输入量与输出量之间的实际关系曲线(校准曲线)偏离直线(拟合直线)的程度。

线性度又称为非线性误差。

E f=±(Δmax/YFS)×100%Δmax 一最大非线性偏差; YFS —量程输出2.灵敏度与灵敏度误差传感器在稳定状态下,输出的变化量 Δ y 与引起该变化量的输入变化量 Δ x 之比即为其静态灵敏度,其表达式为 K=Δy/Δx 灵敏度误差用相对误差表示γs=(Δk/k)×100%3.重复性重复性是指传感器在输入量按同一方向连续全程多次变动时所得特性曲线不一致的程度。

不重复性 ()%100/max ⨯∆±=FS x Y E△max1正行程的最大重复性偏差, △max2反行程的最大重复性偏差。

重复性误差 ()%100/)3~2(⨯±=FS x Y E σ课本15页图1-19题第二章 电阻式传感器x S x LR R R x ==1)阶梯特性电刷每移动一匝线圈输出电压产生一次跳动,其阶跃值为:nU U o =∆ (2)电压分辨率线绕式电位器的电压分辨率是指在电刷行程内电位器输出电压阶梯的最大值与最大输出电压之比的百分数:%1001%100⨯=⨯=nU n U R o oe (3)阶梯误差 阶梯特性曲线围绕理论特型直线上下波动,从而产生偏差,这种偏差成为阶梯误差。

(完整word版)传感器(唐文彦)总复习

(完整word版)传感器(唐文彦)总复习

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。

传感器原理及应用期末复习资料

传感器原理及应用期末复习资料

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。

1.什么是传感器?广义:传感器是一种能把特定的信息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: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。

2.传感器由哪几个部分组成?分别起到什么作用?传感器一般由敏感元件、转换原件和基本电路组成。

敏感元件感受被测量,转换原件将其响应的被测量转换成电参量,基本电路把电参量接入电路转换成电量。

传感器的核心部分是转换原件,转换原件决定传感器的工作原理。

3.传感器的总体发展趋势是什么?传感器的应用情况。

传感器正从传统的分立式朝着集成化、数字化、多功能化,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。

未来还会有更新的材料,如纳米材料,更有利于传感器的小型化。

发展趋势主要体现在这几个方面:发展、利用新效应;开发新材料;提高传感器性能和检测范围;微型化与微功耗;集成化与多功能化;传感器的智能化;传感器的数字化和网络化。

4.了解传感器的分类方法。

所学的传感器分别属于哪一类?按传感器检测的范畴分类:物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器按传感器的输出信号分类:模拟传感器、数字传感器按传感器的结构分类:结构型传感器、物性型传感器、复合型传感器按传感器的功能分类:单功能传感器、多功能传感器、智能传感器按传感器的转换原理分类:机—电传感器、光—电传感器、热—电电传感器、磁—电传感器电化学传感器按传感器的能源分类:有源传感器、无源传感器国标制定的传感器分类体系表将传感器分为:物理量、化学量、生物类传感器含12个小类:力学量、热学量、光学量、磁学量、电学量、声学量、射线、气体、离子、温度传感器以及生化量、生理量传感器。

1.传感器的性能参数反映了传感器的输入输出关系2.传感器的静态特性是什么?由哪些性能指标描述?主要性能参数的意义是什么1线性度: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,线性度RL是表征实际特性与拟合直线不吻合的参数拟合方法:理论线性度(理论拟合)、 c、端基线性度(端点连线拟合)d、独立线性度(端点平移)最小二乘法线性度2迟滞:传感器在正、反行程期间输入、输出曲线不重合的现象称迟滞(迟环)。

传感器知识点

传感器知识点

传感器技术复习指南1.传感器: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。

也叫变换器、检测器、探测器。

2.组成:敏感元件:指传感器中能直接感受(或响应)和检出被测对象的待测信息(非电量)的部分。

3.转换元件:指传感器中能将敏感元件所感受(或响应)出的信息直接转换成有用信号(一般为电信号)的部分。

4.其他辅助元件:包括信号调节与转换电路及其所需的电源。

信号调节与转换电路:能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理、和控制的有用电信号的电路。

5.分类:按工作原理(应变式、热电式、压电式)、被测量、敏感材料、能量的关系、其他(用途、学科、功能和输出信号的性质)分。

6.数学模型(从传感器的静态输入—输出关系和动态输入—输出关系建立)(1)静态模型:多项式(2)动态模型:微分方程和传递函数7.传感器(或测量设备)的输入—输出关系特性是传感器的基本特性。

衡量传感器静态特性的主要技术指标:线性度、测量的范围和量程、迟滞、重复性、灵敏性、分辨力和阈值、稳定性、漂移、静态误差.8.动态:阶跃响应和频率响应.9.标定:对新研制或生产的传感器进行全面的技术检定。

方法:利用标准仪器产生已知的非电量(如标准力、压力、位移等)作为输入量,输入到待标定的传感器中,然后将传感器的输出量与输入的标准量进行比较,获得一系列校准数据或曲线。

10.校准:将传感器在使用中或储存后进行的性能复测。

11.提高传感器性能的方法:非线性校正、温度补偿、零位法、微差法、闭环技术、平均技术、差动技术,以及采用屏蔽、隔离与抑制干扰措施等。

12.精确度:随机误差和系统误差都小;精密度:随机误差小;准确度:系统误差小。

储备知识:(1) 精确度:是精密度与准确度两者的总和,精确度高表示精密度和准确度都比较高。

在最简单的情况下,可取两者的代数和。

机器的常以测量误差的相对值表示。

与精确度有关指标:精密度、准确度和精确度(精度)(2)精密度:说明测量传感器输出值的分散性,即对某一稳定的被测量,由同一个测量者,用同一个传感器,在相当短的时间内连续重复测量多次,其测量结果的分散程度。

(完整word版)《传感器与检测技术》期末考试复习要点

(完整word版)《传感器与检测技术》期末考试复习要点

一.填空题1.传感器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或装置,通常由灵敏元件和转换元件组成。

其中灵敏元件是指能够感受被测量的部分,转换元件是指将灵敏元件的输出转换为适于传输和测量的电信号部分。

2.传感器的分类:a.按输入量分类:位移传感器,速度传感器,温度传感器,压力传感器等b.按工作原理分类:应变式,电容式,电感式,压电式,热电式等c.按物理现象分类:结构型传感器,特性型传感器d.按能量关系分类:能量转换型,能量控制型e.按输出信号分类:模拟式传感器,数字式传感器3. 传感器技术的主要发展趋势:一是开展基础研究,发现新现象,开发传感器新材料和新工艺;二是实现传感器的集成化和智能化。

4. 检测技术属于信息科学的范畴,与计算机技术、自动控制技术和通信技术构成完整的信息技术。

5. 传感器的静态特性的主要指标是:线性度,迟滞,重复性,分辨力,稳定性,温度稳定性和各种抗干扰稳定性等。

6. 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值的变化。

7. 电感式传感器是利用线圈自感或互感的变化来实现测量的一种装置,可以用来测量位移、振动、压力流量、重量、力矩应变等物理量。

8. 自感式传感器中,调幅电路用得较多,调频、调相电路用得较少。

9. 当金属导体置于变化的磁场中,导体内就会产生感应电流,称之为电涡流或涡流。

这种现象称为涡流效应。

10. 感应同步器是应用电磁感应原理来测量直线位移或转角位移的一种器件。

测量直线位移的称为直线感应同步器,测量转角位移的称为圆感应同步器。

11. 利用电容器的原理,将非电量转化为电容量,进而实现非电量到电量的转化的器件称为电容式传感器。

12. 在应用中电容式传感器可以有三种基本类型:变极距型,变面积型和变介电常数型。

而它们的电极形状又有平板型,圆柱形和球平面型三种。

13. 电容式传感器把被测量转化成电路参数C。

传感器应用技术复习要点整理

传感器应用技术复习要点整理

1、是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。

敏感元件,转换元件,转换电量。

测谎仪→湿敏电阻3、表示传感器在被测量处于稳定状态时的输出-输入关系线性度,迟滞,重复性,灵敏度,分辨力和阀值,稳定性,漂移4、是指传感器测量动态信号时,输出输入关系动态特性常用阶跃响应和频率响应来描述动态特性衡量指标:电阻应变效应:导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变时,它的电阻值也相应的发生变化,这一物理现象称为电阻应变效应。

6、灵敏度:传感器的灵敏度就是校准曲线的斜率7、分辨力:是指传感器能检测到最小的输入增量。

⑧、分辨力和阀值二者的区别:a:分辨力说明了传感器可测出的最小可测出的输入变量。

b:阀值则说明了传感器的可测出的最小输入量9、稳定性:有短期稳定性和长期稳定性之分。

10、使电桥测量前满足平衡条件:输出电压E0=0→R1R3=R2R411、单臂电桥:12、差动半桥:13、差动全桥:14、热敏电阻按其温度特性通常分为两大类:a:负温度系数热敏电阻NTC临界温度型→CTRb:正温度系数热敏电阻PTC15、在实际应用中我们可以利用的变化来进行某些物理量的测量。

电容式传感器可以分为以下3类:a:改变极板面积的b:改变极板距离的c:改变介电常数的17、常见的电路有:普通交流电桥,紧耦合电感臂电桥,变压器电桥,双T电桥电路,运算放大器测量电路,差动脉冲调制电路,调频电路。

电感式传感器的优缺点:优点:结构简单,输出功率大,输出阻抗小,抗干扰能力强,对环境要求不高,分辨力较高缺点:频率响应低,不宜快速测量19、电感式传感器是利用线圈自感或互感变化进行测量。

20、由于在使用时两个结构尺寸和参数完全相同的次级绕组采用以差动方式输出,所以又把这种传感器称为差动变压器式电感传感器,通常简称为。

21、电磁感应定律:22、自感L:S0→面积与自感成正比23、电涡流效应: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,或作切割磁力线运动时,导体内将产生呈旋涡状的感应电流,此电流叫电涡流,以上现象称为电涡流效应。

(完整版)传感器期末复习重点知识点总结必过.doc

(完整版)传感器期末复习重点知识点总结必过.doc
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 ;

高二传感器知识点总结

高二传感器知识点总结

高二传感器知识点总结一、传感器的基本概念传感器是一种能够感知周围环境并将感知到的信息转化为电信号或其他形式信号的器件。

传感器在工业自动化、智能家居、医疗设备、汽车工业等领域都有广泛的应用,对于提高生产效率、改善生活质量有着重要的作用。

二、传感器的分类1. 按照测量物理量分类传感器根据其测量的物理量不同可以分为温度传感器、压力传感器、光敏传感器、湿度传感器、力传感器、位移传感器等多种类型。

2. 按照传感原理分类传感器还可以按照其传感原理不同进行分类,常见的传感原理包括电阻传感器、电容传感器、电感传感器、霍尔传感器、红外线传感器、激光传感器等。

3. 按照传感器的工作原理分类按照传感器的工作原理可以分为接触式传感器和非接触式传感器两种。

接触式传感器需要直接接触被测物体,而非接触式传感器可以通过无线、光学或者声波等方式进行测量。

三、传感器的特点1. 灵敏度高传感器能够感知到微小的变化,具有高的灵敏度。

2. 可靠性高传感器具有良好的稳定性和可靠性,能够长时间稳定工作。

3. 多功能性强传感器可以感知多种物理量,具有多功能性。

4. 体积小、重量轻传感器通常体积小、重量轻,便于安装和携带。

5. 自动化程度高传感器可以实现自动检测和自动控制,有助于提高生产效率。

四、传感器的应用1. 工业自动化传感器在工业自动化领域有着广泛的应用,可以用于测量温度、压力、液位、流量等参数,实现设备的自动化控制。

2. 智能家居在智能家居领域,传感器可以应用于智能灯光控制、温湿度监测、门窗开关检测等方面,提高生活的便利性和舒适性。

3. 医疗设备在医疗设备领域,传感器可以用于心率监测、血压监测、血糖监测等,为医疗人员提供重要的生理参数。

4. 汽车工业在汽车工业中,传感器可以用于车速测量、车重检测、发动机温度检测等,提高车辆的性能和安全性。

五、传感器的未来发展趋势1. 多功能集成传感器未来发展趋势是实现多功能集成,将多种传感功能整合在一个器件中,提高传感器的智能化和多功能性。

传感器复习提纲

传感器复习提纲

传感器复习提纲第一章:1.传感器一般由哪几部分组成?其各部分分别的作用是什么?2.传感器分类有哪几种?它们各适合在什么情况下使用?3.什么是传感器的静态特性?它由哪些主要性能指标来描述?4.什么是传感器的动态特性?常用什么方法来分析?5.传感器的标定有哪两种?标定的目的是什么?6.灵敏度的定义?如何计算灵敏度大小,如:某线性位移测量仪,当被测位移X由3.0mm变到4.0mm时,位移测量仪的输出电压V由3.0V减至2.0V,求该仪器的灵敏度。

•第一章小结:•1.传感器是指能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成电学量输出的测量装置。

一般由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源四部分组成。

•2.传感器的分类方法很多,一般可按被测物理量、工作原理、能量关系和输出信号性质来分类。

•3.传感器的输出—输入关系特性是传感器的基本特性,有静态特性和动态特性之分。

所谓静态特性,是指传感器在稳态信号作用下,输出—输入之间的关系特性;而传感器的动态特性是指传感器在测量动态信号时,对激励(输入)的响应(输出)特性。

衡量传感器静态特性的主要性能指标是线性度、灵敏度、迟滞和重复性。

一个动态特性好的传感器总是希望随时间变化的输出曲线能同时再现随时间变化的输入曲线,常通过阶跃响应来研究传感器的动态特性。

一阶传感器的阶跃响应最重要的动态特性指标是时间常数,一般希望它越小越好;二阶传感器的阶跃响应典型的动态性能指标包括上升时间、峰值时间、响应时间和最大超调量等,一般也希望它们的数值越小越好。

•4.传感器的标定分为静态标定和动态标定两种。

静态标定的目的是确定传感器静态特性指标,如线性度、灵敏度、迟滞和重复性等;动态标定的目的是确定传感器的动态特S 1—线圈 ,2—铁心,3—衔铁 123δδ∆±图4—1变隙式电感传感器结构原理图性参数,如一阶传感器的时间常数,二阶传感器的固有频率和阻尼比等。

第二章:1.说明电阻应变片的组成、规格及分类。

传感器原理及应用_复习总结

传感器原理及应用_复习总结

传感器原理及应用总结➢传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。

➢传感器的基本特性通常用其静态特性和动态特性来描述。

➢电阻传感器的基本原理是将各种被测非电量转为对电阻的变化量的测量,从而达到测量的目的。

➢金属丝电阻应变片与半导体应变片的工作原理主要区别在于前者利用导体形变引起电阻变化、后者利用半导体电阻率变化引起电阻变化。

➢金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化,这种现象称应变效应;半导体或固体受到作用力后电阻率要发生变化,这种现象称压阻效应。

直线的电阻丝绕成敏感栅后,长度相同但应变不同,圆弧部分使灵敏度K下降了,这种现象称为横向效应。

➢光电开关和光电断续器是开关式光电传感器的常用器件,主要用来检测物体的靠近、通过等状态。

➢光电式传感器由光源、光学元器件和光电元器件组成光路系统,结合相应的测量转换电路而构成。

➢硅光电池的光电特性中,光照度与其短路电流呈线性关系。

➢光敏二极管的结构与普通二级管类似。

它是在反向电压下工作的。

➢压电传感元件是一种力敏感元件,它由压电传感元件和测量转换电路组成。

➢压电式传感器的工作原理是基于某些电介质材料的压电效应。

它是典型的有源传感器。

➢压电材料在使用中一般是两片以上,在以电荷作为输出的地方一般是把压电元件并联起来,而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件串联起来。

➢差动电感式传感器与单线圈电感式传感器相比,线性好、灵感度提高一倍、测量精度高。

➢螺线管式差动变压器式传感器理论上讲,衔铁位于中心位置时输出电压为零,而实际上差动变压器输出电压不为零,我们把这个不为零的电压称为零点残余电压;利用差动变压器测量位移时如果要求区别位移方向(或正负)可采用相敏检波电路。

➢差动变压器式传感器理论上讲,衔铁位于中心位置时输出电压为零,而实际上差动变压器输出电压不为零,我们把这个不为零的电压称为零点残余电压;利用差动变压器测量位移时如果要求区别位移方向(或正负)可采用相敏检波电路。

《传感器》考试复习资料

《传感器》考试复习资料

一、填空:1.传感器位于系统之首,其作用相当于人的五官,直接敏感外界信息。

2.非电量一般有两种形式:一种是稳定的,即不随时间变化或变化极其缓慢,称为静态信号;另一种是随时间变化而变化,称为动态信号。

3.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静态特性。

4.传感器的分辨率是在规定测量范围内所能检测输入量的最小变化量。

5.迟滞特性能表明传感器在正向行程和反向行程期间,辅出-输入特性曲线不重合的程度。

6.重复性表示传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时,所得特性曲线不一致性的程度。

7.传感器的漂移是指在外界的干扰下,输出量发生与输入量无关的、不需要的变化。

8.常用的电阻应变片可分为两类:金属电阻应变片和半导体电阻应变片。

前者主要分为丝式、箔式和膜式等。

9.敏感栅是应变片最重要的组成部分。

10.用应变片构成应变式传感器,如何将应变敏感栅粘贴在基片上是能否应用于测量的关键之一。

11.压阻传感器零点温度漂移是因为扩散电阻的阻值随温度变化引起的,灵敏度温度漂移是因为压阻系数随温度变化引起的。

12.电位计(器)式电阻传感器分为线绕式和非线绕式两种,它们主要用于非电量变化较大的测量场合。

13.光电电位器与其它形式电位器最显著区别是:它是一种非接触式电位器。

14.电感式传感器从磁路上可分为闭磁路和开磁路两种。

螺管式属于开磁路。

15.最基本的闭磁路自感式变磁阻电感传感器,由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。

16.螺管型电感传感器是开磁路自感式变磁阻电感传感器。

17.自感式传感器是基于将电感线圈的自感变化代替被测量的变化,互感式传感器则是把被测量的变化转换为变压器的互感变化。

18.差动变压器在铁芯位于中心位置时,输出电压并不是零电位,而是U x,U x被称为零点残余电压。

19.电涡流传感器可分为高频反射式和低频透射式两类。

20.变极距电容式传感器的最大位移应该小于极板间距的1/10。

21.圆筒形电容器不能用作改变极距的传感器。

2025年高考物理一轮复习(新人教版)第13章第4讲 传感器 实验:利用传感器制作简单的自动控制装置

2025年高考物理一轮复习(新人教版)第13章第4讲 传感器 实验:利用传感器制作简单的自动控制装置
大一轮复习讲义
D第十I三S章 HISANZHANG 交变电流 电磁波 传感器
第 传感器 实验:利用传感器
4
讲 制作简单的自动控制装置
目标 1.掌握制作传感器常用元件:光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻、电阻应变片、霍尔元件的基本特性及工作 要求 原理.2.探究传感器的工作原理及传感器应用的一般模式.3.能利用传感器制作简单的自动控制装置.
(3)作用:热敏电阻和金属热电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这 个电学量. 注意:在工作温度范围内,电阻值随温度上升而增加的是正温度系数 (PTC)热敏电阻器;电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏 电阻器.
3.电阻应变片 (1)电阻应变片的作用:电阻应变片能够把物体 形变 这个力学量转换为 _电__阻__这个电学量. (2)电子秤的组成及敏感元件:由 金属梁 和电阻 应变片 组成,敏感元件 是 应变片 . (3)电子秤的工作原理
(2)某同学为了测量光敏电阻在不同照度下的阻值,设计了如图丙所示的 电路进行测量,电源(E=3 V,内阻未知),电阻箱(0~99 999 Ω).实验时 将电阻箱阻值置于最大,闭合S1,将S2与1相连,减小电阻箱阻值,使灵 敏电流计的示数为I,图丁为实验时电阻箱的阻值,其读数为__6_2_._5_ kΩ; 然后将S2与2相连,调节电阻箱的阻值如图戊所示,此时电流表的示数恰 好为I,则光敏电阻的阻值为_4_0_._0_ kΩ(结果均保留3位有效数字).
4.实验器材 发光二极管LED、晶体三极管VT、可调电阻R1、限流电阻R2、光敏电阻 RG、集成电路实验板、直流电源、导线若干、黑纸、小灯泡L. 5.实验步骤 (1)按照电路图连接电路,检查无误后,接通电源. (2)让光敏电阻RG受到白天较强的自然光照射,调节电阻R1使发光二极管 LED或小灯泡L刚好不发光. (3)遮挡RG,当光照减弱到某种程度时,就会看到发光二极管LED或小灯 泡L发光. (4)让光照加强,当光照强到某种程度时,则发光二极管LED或小灯泡L熄灭.

传感器知识点

传感器知识点

传感器知识点一、什么是传感器?传感器是一种可以将环境中的物理量或化学量转换为电信号的装置。

它通过感受、测量和探测环境中的各种物理量,如温度、湿度、压力、流量等,并将其转化为可供电子设备处理的电信号。

二、传感器的分类1. 根据测量的物理量分类:- 温度传感器:用于测量环境或物体的温度。

- 压力传感器:用于测量气体或液体的压力。

- 湿度传感器:用于测量空气中的湿度水分含量。

- 光照传感器:用于检测环境中的光照强度。

- 加速度传感器:用于测量物体的加速度。

- 位置传感器:用于测量物体在空间中的位置。

2. 根据测量原理分类:- 电阻型传感器:利用物体电阻值与物理量之间的关系进行测量。

- 电容型传感器:利用物体电容值与物理量之间的关系进行测量。

- 压阻型传感器:利用物体阻值与物理量之间的关系进行测量。

- 磁阻型传感器:利用物体磁阻值与物理量之间的关系进行测量。

- 光电传感器:利用物体与光之间的相互作用进行测量。

三、传感器的应用1. 工业自动化领域:- 温度传感器被广泛用于测量工业过程中的温度,以控制物体的加热或冷却过程。

- 压力传感器用于测量管道中的液体或气体压力,以确保工业过程的正常运行。

- 光照传感器可用于在工业生产线上检测产品的正确定位和识别。

2. 环境监测领域:- PM2.5传感器用于测量空气中的颗粒物含量,以实时监测空气质量。

- 湿度传感器可用于测量土壤湿度,以帮助农民进行精确灌溉。

3. 医疗设备领域:- 心率传感器用于监测患者的心率情况。

- 血糖传感器可用于测量患者的血糖水平。

4. 智能家居领域:- 温度传感器和湿度传感器用于控制智能家居设备,如空调、加湿器等。

- 光照传感器可用于智能家居自动调节照明亮度。

四、未来发展趋势随着物联网技术的发展,传感器在各个领域的应用将越来越广泛。

传感器将更小、更智能化,能够实现更多的功能。

同时,传感器的精度和稳定性也将不断提高,使得测量结果更加准确可靠。

总结:传感器是现代科技发展中不可或缺的重要组成部分。

传感器技术及其应用复习基础知识

传感器技术及其应用复习基础知识

第1章 传感器基础知识1 什么是传感器?按照国标定义,“传感器”应该如何说明含义?答:从广义的角度来说,感知信号检出器件和信号处理部分总称为传感器。

我们对传感器定义是: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。

从狭义角度对传感器定义是:能把外界非电信息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”。

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。

按使用的场合不同传感器又称为变换器、换能器、探测器。

2 传感器由哪几部分组成?试述它们的作用及相互关系。

答:组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成;①敏感元件:指传感器中直接感受被测量的部分。

②传感器:能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,通常由敏感元件和转换元件组成。

③信号调理器:对于输入和输出信号进行转换的 装置。

④变送器:能输出标准信号的传感器关系,作用——传感器处于研究对象与测试系统的接口位置,即检测与控制之首。

传感器是感知、获取与检测信息的窗口,一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号,其作用与地位特别重要。

第二章:传感器特性 何谓传感器的静态特性,传感器的主要静态特性有哪些? 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。

传感器原理及应用复习(简答题)

传感器原理及应用复习(简答题)

一.简答题(40分)1.传感器的基本概念及基本功能?传感器就是借助于检测元件(敏感元件)接受一定形式的信息,并按一定的规律将它转换成另一种信息的装置。

它获取的信息,可以是各种物理量、化学量和生物量,而转化后的信息也有各种形式。

目前,将传感器接收到的信息转化为电信号是最常用的一种形式(电信号包括电压,电流及频率信号) 基本功能:信息收集,信号数据的转换2.传感器的基本组成并说出每部分的功能?传感器通常是由敏感元件,转换元件和调节转换电路三部分组成其中敏感元件是指传感器中能够直接感受或响应被测量的部分;转换元件是指传感器中能够将敏感元件感受或响应的被测量转换成电信号的部分;调节转换电路是指将非适合电量进一步转换成适合电量的部分。

3.传感器的发展趋势?1新特性(努力实现传感器的新特性)2可靠性(确保传感器的可靠性,延长其使用寿命)3集成智能(体感传感器的集成化和智能化程度)4微型(传感器微型化)5仿生(发展仿生物传感器) 图1-1 传感器的组成被测量非电量 电量 适合电量敏感元件 调节转换电路 转换元件 辅助电源6新材料(新型功能材料开发)7多融合(多传感器信息融合)4.按被测量的不同传感器可以分为哪几类?1按感知外界信息基本效应不同分为物理传感器,化学传感器,和生物传感器等2按被测量不同分为力学量/热量/液体成分/气体成分/真空/光/磁/离子/放射线传感器等2按敏感材料不同分为金属/半导体/光纤/陶瓷/高分子材料/复合材料传感器等3按工作原理不同分为应变式/电感式/电容式/压电式/磁电式/光电式/热电式/气敏/湿敏传感器等5.传感器的特性及其概念?6.传感器的静态特性包括那几个重要指标?传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系。

通常分为静态特性:输入不随时间变化而变化的特性(重要指标包括线性度、灵敏度、重复性、迟滞、零点漂移、温度漂移等)动态特性:输入随时间变化而变化的特性(可从时域和频率方面即对应阶跃响应法和频率响应法方面分析)7..电感式传感器的概念及每类传感器的基本概念?1应变式传感器:基于电阻应变片的应变效应(对半导体应变片而言为压阻效应)。

传感器高中物理知识点总结

传感器高中物理知识点总结

传感器高中物理知识点总结一、传感器的原理传感器的原理是利用物理效应来检测环境中的物理量。

根据不同的物理效应,传感器可以分为多种类型,例如光电传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器等。

其中,光电传感器利用光电效应将光信号转化为电信号,压力传感器利用压阻效应将压力信号转化为电信号,温度传感器利用热敏效应将温度信号转化为电信号,湿度传感器利用湿敏效应将湿度信号转化为电信号。

二、传感器的分类根据传感器的工作原理和测量物理量的不同,传感器可以分为几类:1. 按测量物理量分类:包括光学传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、位移传感器等。

2. 按工作原理分类:包括电阻式传感器、电容式传感器、电磁式传感器、光电式传感器、热敏式传感器等。

3. 按输出信号类型分类:包括模拟传感器和数字传感器。

模拟传感器输出模拟信号,数字传感器输出数字信号。

4. 按应用领域分类:包括工业传感器、农业传感器、医疗传感器、环境传感器等。

三、传感器的工作原理传感器的工作原理主要包括三个过程:传感、转换和输出。

传感阶段是指传感器感知环境中的物理量;转换阶段是指传感器将感知到的物理量转化为电信号或其他形式的信号;输出阶段是指传感器将转换后的信号输出给监测系统或控制系统。

以温度传感器为例,它的工作原理是利用热敏效应。

当环境温度发生变化时,传感器内部的热敏材料也会发生相应的温度变化,从而改变材料的电阻值。

通过测量传感器的电阻值,可以得到环境温度的信息。

类似地,其他类型的传感器也有各自的工作原理。

四、传感器的应用传感器在各个领域都有广泛的应用。

在工业领域,传感器被用于监测生产过程中的各种物理量,以保证生产的质量和效率;在农业领域,传感器被用于监测土壤湿度、气象等信息,从而帮助农民科学地种植作物;在医疗领域,传感器被用于监测患者的生命体征和病情,以帮助医生进行诊断和治疗;在交通领域,传感器被用于监测交通状况和行车安全等。

五、传感器的发展趋势随着科学技术的不断进步,传感器也在不断发展。

《传感器原理与应用技术》复习要点

《传感器原理与应用技术》复习要点

《传感器原理与应用技术》复习要点
传感器原理与应用技术,一般可以归纳为以下几个基本要点:
一、传感器的概念及其作用:传感器是将一种物理量(温度、压强、
电压、加速度等)转换为另一种物理量(电流、电压、力等)的装置,从
而实现检测环境或机械参数变化的目的。

它的作用是将外界的信息转换为
可测量的信号,这些信号可以用于系统控制、测量和分析。

二、传感器的分类:传感器大致可以分为电气传感器、机械传感器、
光学传感器、化学传感器、电子传感器等几大类。

电气传感器是指将物理或化学变化转化为电压(或电流)变化的装置,如温度传感器、压力传感器、湿度传感器等。

机械传感器是指以机械变化为基础的传感器,它可以感知和检测物体
的运动、位置、频率、位移等,如磁传感器、编码器、传送器、力矩传感
器等。

光学传感器是指利用光学或光电的原理,通过感受光的位移、亮度、
颜色等特征,来检测物体的位置、形状、运动、温度等特性。

例如光学编
码器、光纤传感器等。

化学传感器是指以化学反应为基础的传感器,它可以检测温度、pH
值、电导率、湿度、氧气浓度等参数的变化,如气体浓度传感器、pH传
感器等。

电子传感器是指以电子技术为基础的传感器。

传感器复习重点(传感器原理及其应用)(精心整理)

传感器复习重点(传感器原理及其应用)(精心整理)

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)灵敏度定义: 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。

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一、根据传感器的示意图,指出传感器的类型自感式传感器、差动变压器、涡电流式传感器、动铁式磁电传感器、动圈式磁电传感器、磁敏电阻、光电管、光电倍增管、光电池、光敏电阻、光敏二极管、光纤光栅、感应同步器、增量式编码器、绝对式编码器变气隙式自感传感器变面积式自感传感器螺管式自感传感器AUI123螺管式变气螺管式差动变压器结构变气隙式互感传感器反射式电涡流式传感器透射式电涡流式电涡流式传感器产品线角动铁式磁电传感器动圈式线速度磁电动圈式角速度磁电磁敏电阻光电管光电倍增管光电池光敏二极管光敏电阻移动光栅光纤传感器光纤光栅应变传感器光纤光栅温度传感器直线式感应同步器旋转式感应同步器绝对编码器增量编码器(一般只需三条码道)二、传感器与所依据的物理定律及相关联的术语或名词、代号变磁阻式传感器、磁电式传感器、磁敏电阻、光电式传感器、光纤传感器、光纤光栅、感应同步器、热电偶、热敏电阻、微电子机械系统、数字温度传感器、m R W L 2= 、 dtd We φ-= θsin Blv e = =R 0(1+)、热电效应、、、红限频率 斯乃尔定律 数值孔径值 连续绕组、断续绕组(正弦绕组、余弦绕组)、100、 18B20、变磁阻式传感器——电感式传感器:1、自感式 2、互感式 3、电涡流式磁电式传感器:基本原理 —电磁感应定律。

结构型式:恒磁通式 变磁通式 磁敏电阻:理论基础为磁电阻效应(物理磁阻效应和几何磁阻效应)光电式传感器:以光电器件作为转换元件,光的特性-波长、频率、能量光电传感器的工作原理:光电效应(分为外光电效应和内光电效应)。

光纤传感器:基本原理 ——几何光学的基本定义和定律 (斯乃尔定律——折射定律:n 112 2 、光的全内反射: 当1> c , 2> 90,在界面上发生全反射 )红限频率f0:对应某一种物质的光频阀值, f 0=A 0 (A0为物体的表面逸出功A0) 红限波长:对应红限频率的波长称为临界波长, 0 =A0数值孔径值: θc 光纤光栅:一段光纤,其纤芯具有周期性变化的折射率: Λ——光纤光栅的周期(栅距), n ——纤芯的平均折射dt d W e φ-=θsin Blv e =12sin n n c =θ222101sin n n n c -=θ)2cos()(max 1Z n n z n Λ∆+=π率感应同步器:由连续绕组和断续绕组组成。

工作原理:相当于变压器的初、次级绕组的平面形矩形线圈,次级线圈中的感应电压随检测位移量变化。

金属热电阻:常用类型:铂电阻——、铜电阻——阻值-温度关系函数:=R0(1+)增量式:= R0 A t= R0 A t其中:铂A=3.92 ×10-3 / ℃、铜A=4.25 ×10-3 / ℃热电阻的分度号——0 ℃时的电阻值R0,例:50、 100、 500、 1000、 50、 100,500、 1000比值W100 —— R1000(=1.3850)温度系数(R1000)/(R0×100)例:100查分度表:R0=100Ω,R100=138.5Ω,则: R1000=1.3850(R100—R0)/ (R0×100 ) =0.003850 热敏电阻:正温度系数热敏电阻器()——电阻值随温度升高而增大的电阻器、负温度系数热敏电阻器()——电阻值随温度升高而下降的热敏电阻器负: = R0 [ B*(110) ]——绝对温度T(K)下的零功率电阻值T(K) = t(℃) + 273.15R0 ——绝对温度T0(K)下的零功率电阻值B ——材料常数B值传感器:采用微电子技术和微机械加工技术制造出来的新型传感器微电子机械系统是指运用微制造技术在一块普通的硅片基体上制造出集机械零件、传感器执行元件及电子元件于一体的系统。

18B20:数字温度传感器18B20内部结构 1、64位光刻; 2、温度传感器; 3、非挥发的温度报警触发器和; 4、配置寄存器。

8B20工作过程中的协议:复位操作、操作命令、存储器操作命令、数据处理三、1、根据差动变压器位移测量原理示意图、已知输入信号波形,以及对应图示的测量位置,画出输出信号波形。

2、分析磁敏电阻的物理磁阻效应和几何磁阻效应磁阻效应是指某些金属或半导体的电阻值随外加磁场变化而变化的现象。

同霍尔效应一样,磁阻效应也是由于载流子在磁场中受到洛伦兹力而产生的。

在达到稳态时,某—速度的载流子所受到的电场力与洛伦兹力相等,载流子在两端聚集产生霍尔电场,比该速度慢的载流子将向电场力方向偏转,比该速度快的载流子则向洛伦兹力方向偏转。

这种偏转导致载流子的漂移路径增加。

或者说,沿外加电场方向运动的载流子数减少,从而使电阻增加。

这种现象称为磁阻效应。

若外加磁场与外加电场垂直,称为横向磁阻效应;若外加磁场与外加电场平行,称为纵向磁阻效应。

一般情况下,载流子的有效质量的驰豫时时间与方向无关,则纵向磁感强度不引起载流子偏移,因而无纵向磁阻效应3、热电效应(概念)两种不同成分的导体(或半导体)A和B的两端分别焊接或绞接在一起,形成一个闭合回路,如果两个接点的温度不同,则回路中将产生一个电动势,称之为热电势,这种效应称为热电效应4、金属热电阻和半导体热敏电阻的主要特点,作图说明利用热敏电阻实现电感线圈温度补偿的工作原理。

热电阻主要特点:测量精度高,性能稳定热敏电阻的主要特点是:(1)灵敏度高,约为热电阻的10倍。

(2)体积小,能测量点温度。

(3)热惯性小,适宜动态测量。

(4)无需冷端补偿以及引线方式的考虑,易于维护和进行远距离控制。

(5)制造简单,使用寿命长。

●-热敏电阻●r-电阻温度系数近于零的锰铜分路电阻●-被补偿的电阻铜线圈●-补偿器电阻●到是最佳补偿范围5、已知冷端温度为T0,在没有采取冷端温度补偿的情况下进行测量,显示仪表指示值为T,利用热电偶分度表计算实际温度t例:用分度号为K的镍铬-镍硅热电偶测量温度,在没有采取冷端温度补偿的情况下,显示仪表指示值为500℃,而这时冷端温度为60℃。

试问:实际温度应 T 为多少?E(500,0)=20.64E(60,0)=2.436E(T,0)= E(T,60)+ E(60,0)=20.64+2.436=23.076=E(557,0)T 为557 ℃如果热端温度不变,设法使冷端温度保持在20℃,此时显示仪表的指示值应为多少?E(557,20)(557,0)-E(20,0)=23.076-0.798=22.278= E( 538.4 ,0)显示仪表指示值应为538.4℃。

显示误差为18.6 ℃6、根据光纤纤芯和包层的折射率n 12,外部介质为空气n 0=1。

计算该光纤的数值孔径值、最大入射角说明的意义。

最大入射角:光线刚好不发生折射, 即:2 =90º 则临界入射角:222101sin n n n c -=θ)sin(arc max 2221n n -=θθc 定义为“数值孔径”( )。

数值孔径的意义是:无论光源发射功率有多大,只有2θc 张角之内的光功率被光纤接受传播。

7、光纤位移传感器的测量原理及输入输出特性如下图所示,当用于振动测量时应选择 段,当用于转速测量时应选用的段。

位移-输出特性曲线1) 前坡区输出信号的强度增加得非常快,这一区域可以用来进行微米级的位移测量。

2) 后坡区,信号的减弱约与探头和被测表面之间的距离平方成反比,可用于距离较远而灵敏度、线性度和精度要求不高的测量。

3) 光峰区,信号达到最大值,其大小取决于被测表面的状态。

所以这个区域可用于对表面状态进行光学测量。

8、光纤光栅概念、分布式测量原理光纤光栅是一种通过一定方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅,是一种无源滤波器件。

输出位移光峰坡前后坡O分布式光纤传感系统原理是同时利用光纤作为传感敏感元件和传输信号介质,采用先进的技术,探测出沿着光纤不同位置的温度和应变的变化,实现真正分布式的测量。

9、识别编码器码盘,计算角度分辨率,识别绝对编码器不同码制的码盘绝对编码器码制:二进制码、十进制码、循环码(格雷码)等二进制码道:数量等于二进制码的位数n,码盘的分辨率:α=360°/2n,例如:4位二进制码盘,其最小分辨的角度:α=360°/24 ≈22.5°n位格雷码码盘,与n位二进制码盘一样,有2n种不同编码,最小分辨率α=360°/2n。

10、分析增量式编码器的四倍频细分原理四倍频细分原理①编码器正向移动时,输出的A相信号的相位超前B相90则在一个周期内,两相开关信号共有4次相对变化:00-10-11-01-00。

每发生1次变化,可逆计数器便实现1次加计数,1个周期内共可实现4次加计数,从而实现正转状态的四倍频计数。

②当编码器反向移动时,输出的A相信号的相位滞后于B相信号90°一个周期内两相信号也有4次相对变化:00-01-11-10-00。

同理,如果每发生1次变化,可逆计数器便实现1次减计数,在1个周期内,共可实现4次减计数,就实现了反转状态的四倍频计数。

综合上述分析,可以做出处理模块状态转换图,如图所示。

其中“+”、“-”分别表示计数器加/减1,“0”表示计数器不动作。

11、18B20的基本特点和分布式温度测量原理1.集温度测量,转换于一体,数字量输出,可直接与微机接口。

2.测量温度范围为 -55°125°C,可以程序设定9~12位的分辨率,3.用户设定的报警温度存储在中,掉电后依然保存。

4.单总线结构,并支持多点组网功能,多个18B20可以并联在唯一的总线上,实现组网多点测温18B20中的温度数据格式:经转换所得的温度值,以二字节16位符号扩展的补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节。

读取时低位在前,高位在后,●温度表示有:9位,10位,11位,12位,四种形式,●对应精度(分辨率)分别为:0.5=21,0.25=22,0.125=23,0.0625=24,●位数=1位符号位+7位整数位+小数位;最高位为符号位,并扩展至的所有位形成16位温度数●未编程时默认为12位精度。

●以12位转化为例:●12=1位符号位+7位整数位+4小数位,●分辨率 0.0625=1/(2^4)●用16位符号扩展的二进制补码读数形式,前面5位是符号位,以0.0625℃形式表达,●温度大于0时,5符号位均为0,只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度;●当温度小于0时,5符号位均为1,测到的数值需要取反加1,再乘以0.0625,即可得到温度(绝对)值。

高于°C时:07D02000, 2000*0.0625125 ,05501360, 1360*0.062585 ,0191401, 401*0.062525.0625低于0°时:8h—补码0007108h, -8*0.06250.55—补码A112h, -162*0.62510.125 6—补码1901191h, -401*0.062525.0625 90h—补码361370h,-880*0.062555。

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