傳感器期末復(fù)習(xí)

1、傳感器傳感器定義：傳感器是將感受到的外界信息，按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成所需要的有用信息的裝置。組成：敏感元件：傳感器的核心部件，是用來(lái)感知外界信息和轉(zhuǎn)換成有用信息的元件轉(zhuǎn)換元件：它把敏感元件的輸出轉(zhuǎn)換成電路參數(shù)量轉(zhuǎn)換電路：上述電路參數(shù)接入轉(zhuǎn)換電路，便可轉(zhuǎn)換成電量輸出輸入量：靜態(tài)輸出量：不隨時(shí)間的變化或變化很慢的輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)輸入量：是指隨時(shí)間變化的輸入信號(hào)傳感器的一般特性傳感器的一般特性傳感器的靜態(tài)特性（時(shí)域條件）：在被測(cè)量的各個(gè)值處于穩(wěn)定狀

2、態(tài)時(shí)，輸入量與輸出量之間的關(guān)系通常要求傳感器在靜態(tài)狀況下的輸出輸入關(guān)系保持線性靈敏度：到達(dá)穩(wěn)定工作狀態(tài)時(shí)輸出變化量與引起該變化的輸入變化量之比線性度（非線性誤差）：是指?jìng)鞲衅鞯妮斎牒洼敵龀删€性關(guān)系的程度分辨率：是指?jìng)鞲衅骺筛惺艿降谋粶y(cè)量的最小變化的能力或定義為區(qū)分兩個(gè)相鄰量的能力最小檢測(cè)量：是指?jìng)鞲衅髂艽_切反映被測(cè)量的最低極限量。最小檢測(cè)量愈小，表示傳感器檢測(cè)微量的能力愈高。精度：表示傳感器在規(guī)定條件下允許的最大絕對(duì)誤差相對(duì)于傳感器滿量

3、程輸出的百分比。測(cè)量誤差包括系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差遲滯：反映了傳感器正、反行程期間輸入輸出特性曲線不重合的程度。重復(fù)性：是指在同一工作條件下，輸入量按同一方向在全測(cè)量范圍內(nèi)連續(xù)變動(dòng)多次所得特性曲線的不一致性。漂移：是傳感器在輸入量不變的情況下，由于外界的干擾（例如溫度、噪聲等），傳感器的輸出量發(fā)生了變化。傳感器的動(dòng)態(tài)特性（頻域條件）：指?jìng)鞲衅鲗?duì)于隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性傳感器的動(dòng)態(tài)特性可以用基于時(shí)域的瞬態(tài)響應(yīng)法和基于頻域的頻率響應(yīng)法來(lái)分

4、析一階傳感器的瞬態(tài)響應(yīng)按指數(shù)規(guī)律上升，最終達(dá)到穩(wěn)態(tài)值；二階傳感器的瞬態(tài)響應(yīng)分為欠阻尼、過(guò)阻尼和臨界阻尼幾種情況。動(dòng)態(tài)特性的主要指標(biāo)有：時(shí)間常數(shù)、過(guò)沖、阻尼系數(shù)、振蕩頻率、上升時(shí)間。電橋電橋直流電橋：采用直流電源的電橋交流電橋：采用交流電源的電橋直流電橋的四個(gè)橋臂一般為純電阻交流電橋一般四個(gè)橋臂中含有儲(chǔ)能元件電橋的平衡條件什么是電渦流效應(yīng)？什么是電渦流效應(yīng)？電渦流傳感器是利用金屬導(dǎo)體中的渦流與激勵(lì)磁場(chǎng)之間進(jìn)行電磁能量傳遞的，電渦流傳感器是

5、利用金屬導(dǎo)體中的渦流與激勵(lì)磁場(chǎng)之間進(jìn)行電磁能量傳遞的，因此必須有一個(gè)交變磁場(chǎng)的激勵(lì)源（傳感器線圈）。被測(cè)對(duì)象則以某種方式調(diào)制磁場(chǎng)。電渦流傳感器特點(diǎn)：主動(dòng)測(cè)量技術(shù)，非接觸式傳感器電渦流主要有兩個(gè)部件：交變磁場(chǎng)的激勵(lì)源和金屬導(dǎo)體電渦流傳感器的應(yīng)用：轉(zhuǎn)速、計(jì)件、測(cè)厚、金屬探傷等壓電式傳感器壓電式傳感器壓電式傳感器是一種典型的有源傳感器，它以某些電介質(zhì)的壓電效應(yīng)為基礎(chǔ)，其基本工作原理是在外力作用下，電介質(zhì)的表面上產(chǎn)生電荷，即壓電效應(yīng)；壓電傳感器

6、的兩表面所形成的極板相當(dāng)于電容器的兩個(gè)極板，輸出量是電荷，從而實(shí)現(xiàn)非電量的電測(cè)目的，所顯示的電壓取決于壓電傳感器的電容。什么是壓電效應(yīng)？什么是逆壓電效應(yīng)？什么是壓電效應(yīng)？什么是逆壓電效應(yīng)？自然界有許多晶體，它們是由極性分子構(gòu)成的，當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r(shí)，自然界有許多晶體，它們是由極性分子構(gòu)成的，當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷；當(dāng)外力去掉后，又重內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象

7、，同時(shí)在它的兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷；當(dāng)外力去掉后，又重新恢復(fù)不帶電狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷極性也隨著改新恢復(fù)不帶電狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷極性也隨著改變。相反，在電介質(zhì)的極化方向施加電場(chǎng)，這些電介質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生變形，這種現(xiàn)象稱為逆壓變。相反，在電介質(zhì)的極化方向施加電場(chǎng)，這些電介質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生變形，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)（電致伸縮效應(yīng)）電效應(yīng)（電致伸縮效應(yīng)）。（1）無(wú)論是正或逆壓電效應(yīng)

8、，其作用力（或應(yīng)變）與電荷（或電場(chǎng)強(qiáng)度）之間呈線性關(guān)系；（2）晶體在哪個(gè)方向上有正壓電效應(yīng)，則在此方向上一定存在逆壓電效應(yīng)；（3）石英晶體不是在任何方向都存在壓電效應(yīng)的。壓電式傳感器的前置放大器的兩個(gè)作用：一是將壓電式傳感器的高輸出阻抗變換成低阻抗輸出；二是放大壓電式傳感器輸出的弱信號(hào)。根據(jù)壓電式傳感器的工作原理及其等效電路，它的輸出可以是電信號(hào)也可以是電荷信號(hào)。設(shè)計(jì)前置放大器也有兩種形式：一種是電壓放大器，其輸出電壓和輸入電壓（傳感器

9、的輸出電壓）成正比；另一種是電荷放大器，其輸出電壓與輸入電荷成正比。電荷放大器電荷放大器是壓電式傳感器的另一種專(zhuān)用前置放大器，它能將高內(nèi)阻的電荷源轉(zhuǎn)換成低內(nèi)阻的電壓源，而且輸出電壓正比于輸入電荷，同樣具有阻抗變換作用。電荷放大器最突出的優(yōu)點(diǎn)是：在一定的條件下，傳感器的靈敏度與電纜長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。熱電式傳感器熱電式傳感器定義：熱電式傳感器是一種將溫度變化轉(zhuǎn)換為電量變化的裝置。它利用傳感元件的電磁參數(shù)隨溫度變化的特性來(lái)達(dá)到測(cè)量的目的。將溫度轉(zhuǎn)換為

10、電勢(shì)大小的熱電式傳感器叫做熱電偶，將溫度轉(zhuǎn)換為電阻值大小的熱電式傳感器叫做熱電阻。當(dāng)兩種不同材料的金屬導(dǎo)體A和B組成閉合回路，且兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度不同時(shí)，回路中將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。利用熱電效應(yīng)制成的將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件稱為熱電偶。熱電偶的基本定律熱電偶的基本定律1、中間導(dǎo)體定律：在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體，只要第三種導(dǎo)體的兩接點(diǎn)溫度相同，、中間導(dǎo)體定律：在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體，只要第三種導(dǎo)體的兩接點(diǎn)溫度相同，則