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。

第三章电容式传感器
一．电容式传感器是将被测参数变换成电容量的测量装置。

它与电阻式、电感式传感器相比具有
以下优点。

测量范围大。

灵敏度高。

动态响应时间短。

机械
损失小。

结构简单，适应性强。

寄生电容影响较
大。

当电容传感器用于变间隙原理进行测量时具
有非线性输出特性。

二．掌握电容式传感器工作原理
d
S
d
S
C r
ε
ε
ε
=
=变面积S型；变介电常数ε型；变极板间隙d型
三．传感器的测量电路
1．了解交流不平衡电桥电路
2. 了解二极管环形检波电路
3. 了解差动脉冲宽度调制电路
4．掌握运算法电路原理和的特点
四. 电容式传感器的应用
1. 了解电容式差动变送器
2. 了解电容式测微仪
3. 了解电容式液位计
4．掌握什么是电容传感器的边缘效应及其消除方法（等位环）
第四章电感式传感器
一．自感式传感器
1．隙型电感传感器的工作原理。

2．螺管型电感传感器的工作原理。

测量电路 1）.交流电桥 2）.变压器电桥
二. 差动变压器
1．动变压器工作原理。

（气隙型和螺管型）
2．测量电路 1).差动整流电路工作原理 2).
相敏检波电路
三. 了解电涡流式传感器的工作原理
四. 电感式传感器的应用（自感式传感器、差动变压器、电涡流式传感器）
第五章压电式传感器
一. 解释压电效应
1. 石英晶体的压电效应
2. 压电陶磁的压电效应
二．压电材料
三．压电式传感器的测量电路
1．电压放大器和电荷放大器的特点
2．什么是发电型传感器。

3．什么是压电效应?常用的压电材料有那些，及其各自的
特点?
4．简述压电式传感器需要配置前置放大器的原因；常用的前置放大器有哪两种?各有何特点?
4．压电式传感器为什么不适合测量静态和低频信号?
6．为什么使用压电式传感器时必须配用阻抗变换器?
7．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。

8．牢固掌握压电（超声波）式流量计的工作原理。

第六章数字式传感器
一.数字式传感器的优点：精确度和分辨率高；抗
干扰能力强，便于远距离传输；信号易于处理和存贮；可以减少读数误差。

二．码盘式传感器
1. 了解编码器的分类：按原理分类有电触式、电容
式、感应式、光电式等等；光电式编码器又可以分为增量编码器和绝对码编码器。

2. 了解工作原理：增量编码器工作原理,绝对码编码器工作原理,绝对码编码器编码方式
三．光栅传感器
1.光栅传感器的特点与应用范围（传感器具有精度
高、测量范围大、易于实现测量自动化和数字化
等特点的应用已扩展到测量与长度和角度有关的
其它物理量，如速度、加速度、振动、质量、表
面轮廓等方面。

）
2.掌握光栅传感器的结构原理（莫尔条纹的形成原
理，辨向原理，细分技术）。

3.为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要
采用细分技术。

4.长度计量光栅除了具有位移放大作用外，还具有
误差平均效应。

5.两光栅刻线间的夹角为 ，栅距均为W，则二者
所生成之莫尔条纹间的距离B H =。

6.光栅传感器常用于测量大的位移
7.掌握已知光栅每毫米刻线数和细分数时怎样计
算其分辨力？
四．了解半导体数字集成温度传感器知识。

掌握一、两种该传感器的型号和特点。

第七章热电式传感器
1．热电偶的工作原理和基本定律
2．热电偶补偿导线的作用
3．热电偶冷端补偿的作用
4．热电偶分度表
5．热电阻的工作原理和温度－阻值计算公式
6．热电阻的分度表
7．牢固掌握热电阻三线法应用的工作原理和优点8．热电阻四线法测量的工作原理和特点
9．集成温度传感器AD590的基本特点参数
10．热敏电阻主要有哪些特点
11．掌握采用热敏电阻的测温、控温电路工作原理12．热电偶和热电阻的共同之处是均为最常用的温度传感器，其具体应用时的不共同之处有哪些？13．热敏电阻和热电阻的共同之处和不共同之处。

（灵敏度、线性度、标称阻值等）
14．热电偶产生的热电势由温差电动势和接触电动势两部分组成。

15．热电偶的输出热电势电压信号随哪些参数的增大而增大？
16．硅半导体P-N结温度传感器的灵敏度约为-2mV/℃。

第八章固态传感器
这类传感器主要以半导体、电介质、铁电体等为敏感材料，在力、磁、热、光、射线、
气体、湿度等因素作用下引起材料物理特性变
化，通过检测其物理特性变化即可反映被测参
数值。

具有如下特点：
1．由于传感器原理是基于物性变化，因而没有相对运动部件，不存在磨损问题，可以做
到结构简单，小型轻量；
1．感受外界信息灵活，动态响应好，并且输出为
电量；
2．采用半导体为敏感材料，容易实现传感器集成化、一体化、多功能化、图像化、智能化；
3．功耗低，安全可靠。

固态传感器的缺点。

1．因为固态传感器输出特性一般为非线性，所
以线性范围较窄，在线性度要求高的场合，
应采用线性化电路；
2．输出特性易受温度影响而产生漂移，所以往
往要采取温度补偿措施；
3．过载能力差，性能参数离散性大。

一. 磁敏传感器
1．牢固掌握理解释霍尔效应（图、洛仑兹力、霍尔电场、霍尔电势……）
2．了解霍尔集成电路的种类和特点
3．霍尔片不等位电势是如何产生的? 减小不等位电势可以采用哪些方法?
三. 光敏传感器
1．什么是光电效应？
2．掌握光电效应的分类。

以及相应的光电器件。

3．掌握爱因斯坦光电方程及其物理意义。

4．光电二极管的工作原理和使用时需要反向偏置
5．光敏三极管的工作原理
6．光敏电阻的特点和应用
7．掌握采用光敏电阻、电压比较器、继电器等元器件设计简易光控路灯电路方法和原理
光电池作为传感器使用时为什么要工作在
短路状态？（随着光强的增加开路电压是非线
性增加，而短路电流是线性增加）
11．硅光电池的开路电压大约是多少？（0.5V 或500mV）
12．目前探测微弱光最灵敏的传感器是什么传感器？（光电倍增管）
13．了解光电耦合器内部结构
五.气体传感器
1．了解接触燃烧式气敏传感器相关知识
2．掌握半导体气敏传感器相关知识。

3．牢固掌握可燃气体报警器的工作原理，学会分析其电路图。

六.湿度传感器
1．了解湿度的表式方法
2．掌握电解质湿度传感器的检测原理以及使用时为什么不能用直流供电
3．陶磁湿度传感器的检测原理
4．了解高分子湿度传感器的检测原理
第九章光纤传感器
1.光纤的工作原理
2.按光纤的作用光纤传感器可分为哪3类？
第十章传感器的标定
1.了解计量法、量值传递、计量器具生产许可标
志等知识
2.什么是传感器的标定？
3.什么时候需要标定？
4.传感器的标定分为静态标定和动态标定。