一、选择题
1.传感器中能直接感受被测量的部分的是（）
A.传感元件
B.敏感元件
C.测量转换电路
D.被测电路
2.由测量器具读数装置指示出来的被测数值称之为（）
A.实际值
B.示值
C.约定真值
D.标称值
3.被测量本身所具有的真正值称之为（）
A. 实际值
B.真值
C.约定真值
D.标称值
4.下列可以通过多次测量求平均值来减小的误差是（）
A. 随机误差
B.系统误差
C.粗大误差
D.相对误差
5.传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度是（）
A.灵敏度
B.分辨力
C.线性度
D.精确度
6. 在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用（）
A.计算修正法
B.加热法
C.冰浴法
D. 仪表机械零点调整法
7. 的数值越大,热电偶的输出热电势就越大（）
A.热端和冷端的温差
B.热端和冷端的温度
C.热端直径
D.热电极的电导率
8. 热电阻测量转换电路采用三线制是为了（）
A.提高测量灵敏度
B.提高电磁兼容性
C.减小非线性误差
D.减小引线电阻的影响
9.下列物理量中可以用气敏传感器来测量的是（）
A.位移量
B.湿度
C.速度
D. 烟雾浓度
10. 湿敏电阻的输出电阻值随着湿度的增加而（）
A.、增大
B.减少
C.不变
D.不定
11.在使用测谎器时，被测试人由于说谎、紧张而手心出汗，可用（）传感器来检测。
A. 应变片
B. 热敏电阻
C. 气敏电阻
D. 湿敏电阻
12. 电子称使用的是（）
A.超声波传感器
B.温度传感器
C.压力传感器
D.红外线传感器
13. 有关光敏电阻的描述，正确的是（）
A.暗电阻大
B.亮电阻大
C.暗电流大
D.亮电流小
14.根据工作桥臂不同，电桥可分为（）
A.半桥单臂
B.半桥双臂
C.全桥输入
D.全选
15.通常应变式传感器测量（）
A.温度
B.密度
C.加速度
D.电阻
16.当石英晶体受压时，电荷产生在（）。
A.Z面上
B.X面上
C.Y面上
D.X、Y、Z面上
17.下列传感器不能用来测位移的是（）。
A.电阻式传感器
B.电容式传感器
C.压电式传感器
D.电感式传感器
18.传感器在稳定工作情况下，输出量增量Δy与被测量增量Δx的比值是（）
A.灵敏度
B.分辨率
C.线性度
D.精确度
19. 电阻应变片式传感器一般不适合用来测量的物理量是（）。
A.力矩
B.压力
C.加速度
D.电流
20. 下列不能用做加速度检测传感器（）。
A.电容式
B.压电式
C.电感式
D.热电偶
21. 将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的（）。
A.应变效应
B.电涡流效应
C.压电效应
D.逆压电效应
22. 电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转换为（）的输出。
A.电阻
B.电容
C.电压
D.压力
23. 在以下几种传感器当中属于自发电型传感器的是（）。
A.电容式
B.电阻式
C.压电式
D.电感式
24. 对生产流水线上的塑料零件进行自动计数应采用的传感器为（）
A.光电传感器
B.霍尔传感器
C.电涡流传感器
D.热释电传感器
25. 用摇控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转换成电信号的过程．
下列属于这类传感器的是（）
A.红外报警装置
B.走廊照明灯的声控开关
C.自动洗衣机中的压力传感装置
D.电饭煲中控制加热和保温的温控器
26.在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是（）。
A.补偿热电偶冷端热电势的损失
B. 起冷端温度补偿作用
C.提高灵敏度
D.将热电偶冷端延长到远离高温区的地方
27.电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出( )的靠近程度。
A. 人体
B. 水
C. 黑色金属零件
D. 塑料零件
28.不能实现非接触式测量的传感器是 ( )
A.压电式传感器
B.电涡流式传感器
C.超声波传感器
D.霍尔传感器
29.传感器的输出量通常为（）
A.非电量信号
B.电量信号
C.位移信号
D.光信号
30.通常用应变式传感器不能测量的是( )
A.温度
B.速度
C.加速度
D.压力
二、填空题
1.传感器通常由_ _、、_三部分组成，是把外界
转换成的器件和装置。
2.根据光电开关工作原理的不同，大致可以将光电开关分成、、
、、等类型的光电开关。
3. 传感器静态特性是指输入的被测量不随时间变化或随时间变化缓慢时，传感器的
与的关系。它主要有、、、迟滞等。
4.金属热电阻的电阻值随着温度的升高而，一般表征为（正、负）温度特性。
5. 一般按照电阻值与温度变化的规律将热敏电阻分成和两大类型。
6. 电阻应变片一般由、、和等部分构成。
7. 直流电桥的平衡条件是。
8.机电一体化系统一般由、、和四部分组成。
9.霍尔开关由、和构成。
10. 传感器输出信号有很多形式，如、、、等，输出信号的
形式由决定。常见的信号调节与转换电路有、、等，他们分别与相应的传感器配合。
11. 测量过程中存在着测量误差，按误差出现的规律可分为、、
。其中误差可以通过多次测量的方法减小它对测量结果的影响。
12. 光电效应一般可分成和两类。
13.热电偶用于感温的一端称为 (热,冷)端,自由端是指端。
14.光敏电阻受光照时的电阻变(大,小),其响应较(快,慢)。
15. 传感器经常利用于彩色电视机的消磁中。
16.光电式传感器是利用光敏元件将信号转换为信号的装置。
1. 不是所有的传感器都能明显分清敏感元件、传感元件和测量转换电路三个部分。（）2．在某些领域，将传感器称为变换器、检测器或探测器。（）
3．模拟式传感器输出的模拟信号，如果需要与计算机配合不必经A/D转换电路。（）4．传感器按输出量种类可分成模拟式传感器和数字式传感器。（）
5．分辨力越小，表明传感器检测非电量的能力越强。（）
6．传感器和仪表的准确度高，则精密度不一定高。（）
7．接触燃烧式气敏传感器主要用于可燃气体的检测。（）
8. 石英晶体在光轴方向上有压电效应。（）
9. 超声波是一种机械波。（）
10. 电感式接近开关能用于对非金属物体的检测。（）
11. 电感式接近开关可以在直流磁场中正常工作。（）
12. 电容式接近开关能对金属进行检测。（）
13．霍尔开关能在各类恶劣环境下可靠地工作。（）
14. 霍尔开关由霍尔元件、磁场和电源组成。（）
15. 霍尔开关的应用中，磁场方向与霍尔电势的方向总是相同。（）
16．在直流磁场中可以使用霍尔开关。（）
17．按电桥电源性质不同，桥式电路可分为交流电桥和直流电桥电路。（）
18．光敏电阻两端的电压反接之后光敏电阻就不能正常工作了。（）
19．暗通控制电路不能用于有无光线的检测。（）
20. 在金属分层较多的环境中，电感式接近开关能正常工作。（）
21．宇宙飞船上的硅光电池能在红外、可见光下工作。（）
22．热释电传感器是一种红外光传感器。（）
23．槽式光电开关可以检测高速运动的物体。（）
24. 槽式光电开关可以分辨透明与半透明物体。（）
25. 对射式光电开关可以可靠的检测不透明物体。（）
26. 黑色纸张能用漫反射式光电开关来检测。（）
27．热释电传感器属于热电型器件。（）
28. 光纤式光电开关可以检测远程的物体。（）
29．光的波长越短，光子的能量就越小。（）
30. 在强酸强碱环境中，电容式接近开关能正常工作（）
四、简答题
1.什么是传感器？P1
2.什么是热电效应？P30
3.什么是应变效应？P38
4.什么是压电效应？P47
5.什么是电涡流效应？P78
6.什么是霍尔效应？P82
7.什么是光电效应？P88
1.如图所示是一种气体压力传感器的示意图。膜盒2的下半部与壳体1固定连接，上半部通过连杆与磁心4相连，磁心4置于两个电感线圈3中，后者接入转换电路5。这里的膜盒就是（），其外部与大气相通，内部感受被测压力p。当p变化时，引起膜盒上半部移动，即输出相应的（）。转换元件是（），它把输入的（）转换成电感的变化。然后输入到转换电路中，便可转换为（）量输出。P5
２。图为酒精测试仪电路，A是显示驱动器。分析电路工作原理：
①TGS—812是什么传感器？
②2、5脚是传感器哪个部分，有什么作用？
③分析电路工作原理，调节电位器RP有什么意义?
3.下图为湿度报警器电路，SM是湿度传感器，分析电路工作原理：
①当湿度传感器遇到液体时晶体三极管VT1状态是导通还是截止？
②NE555集成块与阻容元件在电路中起到什么作用？
③IC2集成块是什么元件？
4.如图所示是一种压电式力传感器的示意图。压电式力传感器是以（）为转换元件，输出电荷与作用力成正比的（）转换装置。常用的形式为（）式，它主要由图中1-传力上盖板、2-（）、3-电极、4-电极引出插头、5-绝缘材料、6-基座构成。它主要用于频率变化不太高的（）的测量。P50
5.在图示的传感开关实验电路中，SP采用压电陶瓷片。接通电源时，电容器C极板两端电压为零，与之相连的场效应管控制栅板极G的偏压为零，这时VT（），其漏源电流把红色发光二极管（）。当用小的物体从10cm高度自由下落砸到压电陶瓷片上时，SP产生负向脉冲电压，通过二极管VD1向电容器C充电，VT的控制栅极加上负偏压，并超过3DJ6H所需要的夹断电压-9V，这时VT（），红色发光二极管（）。二极管VD2旁路SP在碰撞结束后，随着电容器C上的电压由于元器件漏电而逐渐降低，小于夹断电压绝对值，VT处于（）状态，产生漏源电流，最终电路恢复到初始状态。
压电式压力传感器实验电路
6.图为光电传感器电路，GP—IS01是光电断路器。分析电路工作原理：
①当用物体遮挡光路时晶体三极管VT状态是导通还是截止？
②二极管是一个什么器件，在电路中起到什么作用？
③如果二极管反相连接晶体管VT状态如何？
光照7.说明光控制电路的工作原理
亮通光电控制电路
暗通光电控制电路
六.连线题：
1.请为以下器件选择最基于其原理的典型应用（要求一 一 对应）。
应变片 〇 〇 测温
热电偶 〇 〇 测较弱磁场强度
压电式传感器 〇 〇 测动态压力大小
涡流传感器 〇 〇 光控开关
霍耳传感器 〇 〇 测形变大小 光敏电阻 〇 〇 金属探伤
超声波传感器 〇
〇 测距离 七.计算题：
1.量程为150V 的0.5级电压表和量程为30V 的1.5级电压表，分别测量20V 电压，问哪个测量精度高？
2.超声波发射器向某一方向发射超声波，在空气中传播，从发射到碰到障碍物立即返回来的时间需要2秒，超声波传感器距离障碍物的距离是多少？
光照
%100??±=x x A γ100??=m m A S 一、选择题：
1. B
2. B
3. B
4. A
5. C
6. C
7. A 8. D 9. D 10. B 11. D 12. C
13. A 14. D 15. C 16. B 17. C 18. A
19. D 20. D 21. C 22. C 23. C 24. A
25. A 26. D 27. C 28. A 29. B 30. A
二、填空题：
1. 敏感元件_、 传感元件 、 测量转换电路 非电量 电量
2. 漫反射式光电开关 、镜反射式光电开关 、对反射式光电开关 、槽式光电开关 、 光纤式光电开关
3. 输出量 与 输入量 线性度 、 灵敏度 、 分辨力 、迟滞
4. 增大 ， 正
5. 正温度系数（PTC ） 和 负温度系数（NTC ）
6. 敏感栅、 基底 、覆盖层 和 引线
7. R1R4=R2R3 。
8. 机械本体 、 传感器 、 控制装置 和 执行机构
9. 霍尔元件 、 磁场 和 电源
10. 电压 、 电流 、频率 、 脉冲 传感器的原理确定 放大器 、电桥、振荡器
11. 系统误差 、 随机误差 、 过失误差（粗大误差） ， 随机
12. 外光电效应 和 内光电效应
13. 热 冷
14. 小 , 慢
15. PTC 热敏电阻
16. 光 电
三、判断题：
1. √
2. √
3. ×
4. √
5. √
6. √
7. √ 8. × 9. √ 10. √ 11. × 12. √
13. √ 14. √ 15. × 16. × 17. √ 18. ×
19. × 20. × 21. √ 22. √ 23. √ 24. √
25. √ 26. × 27. √ 28. √ 29. × 30. ×
四、简答题：略。
五、综合题：
1.略。P5 ； 4.略。P50 ； 5.略。P53；7.略。P90
2.答：①气敏传感器；
②加热电极，可加速还原反应提高气敏传感器灵敏度；
③调节测量系统的测量范围和满度值。
3.答：①导通
②电路延迟作用
③是音乐芯片
6.答：①截止
②红外发射管,起控制作用
③截止
六、连线题：略。 七、计算题：略。
第1章 传感器技术基础 1.1衡量传感器的静态特性主要有那些？说明它们的含义。 答：衡量传感器的静态特性主要有：线性度、回差、重复性、灵敏度、分辨力、阈值、稳定性、漂移、静态误差等。 线性度是表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合（或偏离）程度的指标。 回差是反映传感器在正反行程过程中输出-输入取下的不重合程度的指标。 重复性是衡量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全量程连续多次变动时，所得特性曲线间一致程度的指标。 灵敏度是传感器输出量增量与被测输入量增量之比。 阈值是能使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值，即零位附近的分辨力。 稳定性是指传感器在相当长时间内保持其性能的能力。 漂移是指在一定时间间隔内，传感器输出量存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。 精度是指传感器在满量程内任一点的输入值相对其理论值的可能偏离程度。 1.2某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下： 铂电阻温度传感器：0.45Ω/℃；电桥： 0.02V/Ω 放大器： 100(放大倍数) ；笔式记录仪： 0.2cm/V 求：(1)测温系统的总灵敏度；(2)记录仪笔尖位移4cm 时，所对应的温度变化值。 解：（1）测温系统的总灵敏度为0.450.021000.20.18/K cm C =???=? （2）L K t ?= ? 记录仪笔尖位移4L cm ?=时，所对应的温度变化值为: 4 22.220.18 L t C K ??= ==? 1.3有一只压力传感器的校准数据如下表：
（1）端点法平移直线法线性度； （2）最小二乘法线性度； （3）重复性； （ 4）回差； （5）总精度。 解：（1）求端点法平移直线法线性度 如下表所示，求出各个校准点正反行程6个输出电压的算术平均值（最后一个校准点只有3个输出电压的平均值）。 由两个端点的数据，可求出端点直线截距为b =0.0031V ，斜率为 50.99950.0031 0.3985610/2.50 y k V Pa x -?-= ==??- ti 出电压的平均值与理论值的差值△y i ，在上表中同时给出。 端点平移直线法是将端点直线平移，让平移后的最大正误差与最大负误差的绝对值相等，即让截距改变为
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
声音传感器的学习 一、产品特点： 1 可以检测周围环境的声音强度,使用注意：此传感器只能识别声音的有无（根据震动原理）不能识别声音的大小或者特定频率的声音 2灵敏度可调（图中蓝色数字电位器调节） 3工作电压3.3V-5V 5输出形式数字开关量输出（0和1高低电平） 6设有固定螺栓孔，方便安装 7小板PCB尺寸：3.2cm * 1.7cm 二、模块接线说明 1 VCC 外接3.3V-5V电压（可以直接与5v单片机和3.3v单片机相连） 2 GND 外接GND 3 OUT 小板开关量输出接口（0和1） 三、使用说明 1声音模块对环境声音强度最敏感，一般用来检测周围环境的声音强度。 2 模块在环境声音强度达不到设定阈值时，OUT输出高电平，当外界环境声音强度超过设定阈值时，模块OUT输出低电平； 3 小板数字量输出OUT可以与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，由此来检测环境的声音； 4 小板数字量输出OUT可以直接相应驱动继电器模块，由此可以组成一个声控开关；
四、示例代码 /* 读取一个模拟输入引脚，结果从0到255 使用结果集的脉宽调制（PWM）输出引脚。 也打印串行监视器的结果 LED的连接从数字引脚9到地面 */ //这些常量不会改变。它们被用来命名使用的引脚 const int analogInPin = A0; // 模拟输入引脚，该电位器连接到... const int analogOutPin = 9; // 模拟输出引脚，该引脚连接到... int sensorValue = 0; // 从器件读取值 int outputValue = 0; // 值输出到脉宽调制（模拟输出） void setup() { // 初始化串行通信在9600个基点： Serial.begin(9600); } void loop() { //读模拟值： sensorValue = analogRead(analogInPin); //将其映射到模拟输出的范围： outputValue = map(sensorValue, 0, 1023, 0, 255); // 改变模拟值： analogWrite(analogOutPin, outputValue); // 打印结果到串行监视器： Serial.print("sensor = " ); Serial.print(sensorValue); Serial.print("\t output = "); Serial.println(outputValue); //在下一个循环前等待10毫秒，模拟/数字转换器解决 // after the last reading: delay(10); }
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201 δ 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。
声音传感器 1 简介 声音传感器又可称之为声敏传感器，它是一种在气体液体或固体 中传播的机械振动转换成电信号的器件或装置。它采用接触或非接触的方式检测信号。声敏传感器的种类很多，按测量原理可分为压电、电致伸缩效应、电磁感应、静电效应和磁致伸缩等等。本次作业我想就电容式声敏传感器中的一种也就是电容式驻极体话筒做个简单的介绍。 2 组成该传感器是内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒。驻极体 话筒主要由两部分组成——声电转换部分和阻抗部分。声电转换的关键元件是驻极体振动膜。它是一片极薄的塑料膜片，在其中一面蒸发上一层纯金薄膜。然后再经过高压电场驻极后，两面分别驻有异性电荷。膜片的蒸金面向外，与金属外壳相连通。膜片的另一面与金属极板之间用薄的绝缘衬圈隔离开。这样，蒸金膜与金属极板之间就形成一个电容。当驻极体膜片遇到声波振动时，引起电容两端的电场发生变化，从而产生了随声波变化而变化的交变电压。驻极体膜片与金属极板之间的电容量比较小。因而它的输出阻抗值很高，约几十兆欧以上。这样高的阻抗是不能直接与音频放大器相匹配的。所以在话筒内接入一只结型场效应晶体三极管来进行阻抗变换。场效应管的特点是输入阻抗极高、噪声系数低。普通场效应管有源极(S)、栅极(G)和漏 极(D)三个极。这里使用的是在内部源极和栅极间再复合一只二极管 的专用场效应管。接二极管的目的是在场效应管受强信号冲击时起保护作用。场效应管的栅极接金属极板。这样，驻极体话筒的输出线便有两根。即源极S, —般用蓝色塑线，漏极D,—般用红色塑料线和连接金属外壳的编织屏蔽线。
内肺龙弊壳 (b)电JA 3原理 该传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒。声波使话筒内的驻极体薄膜振动，导致电容的变化，而产生与之对应变化的微小电压。这一电压随后被转化成0-5V的电压，经过A/D转换被数据采集器接受，并传送给计算机。 4型号及其技术指标 BR-ZSI声音传感器是一款工业标准输出（4?20mA ）的积分噪声监测仪，符合GB3785、GB/T17181等噪声监测标准，BR-ZSI 声音传感器针对噪声测试需求而设计，支持现场噪声分贝值实时显示，兼容用户的监控系统，对噪声进行定点全天侯监测，可设置报警极限对环境噪声超标报警，该监测仪精度高、通用性强、性价比高成为其显著的特点。 BR-ZSI声音传感器的技术参数： 测量范围：30?12OdB（A） 频率范围：20Hz?8kHz 频率计权：A （计权） 时间计权：F （快） 输出接口：4~20mA∕RS232灵敏度：
第2章传感技术基础 一、单项选择题 1、下列测量方法属于组合测量的是（）。 A. 用电流表测量电路的电路 B. 用弹簧管压力表测量压力 C. 用电压表和电流表测量功率 D. 用电阻值与温度关系测量电阻温度系数 2、测量者在处理误差时，下列哪一种做法是无法实现的（） A．消除随机误差 B．减小或消除系统误差 C．修正系统误差 D．剔除粗大误差 3、在整个测量过程中，如果影响和决定误差大小的全部因素（条件）始终保持不变，对同一被测量进行多次重复测量，这样的测量称为（） A．组合测量 B．静态测量 C．等精度测量 D．零位式测量 4、用不同精度的仪表或不同的测量方法，或在环境条件不同时，对同一被测量进行多次重复测量，这样的测量称为（） A．动态测量 B．静态测量 C．组合测量 D．不等精度测量 二、多项选择题 1、下列属于测量误差的有：（） A.相对误差 B.绝对误差 C.引用误差 D.基本误差 E.附加误差 三、填空题 1、以确定被测值为目的的一系列操作，称为。 2、明显偏离测量结果的误差称为。 3、在同一测量条件下，多次测量被测量时，其绝对值和符号以不可预定方式变化，但误差总体具有一定的规律性，这类误差称为。 4、仪表的精度等级是用仪表的（①相对误差，②绝对误差，③引用误差）来表示的。 5、测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为、和引用误差三类，其中可以通过对多次测量结果求平均的方法来减小它对测量结果的影响。 6、测量误差是。
7、随机误差是在同一测量条件下，多次测量被测量时，其 和 以不可预定方式变化着的误差。 8、在同一测量条件下，多次测量被测量，其绝对值和符号保持不变的称为 。 9、系统误差有 和 系统误差两种。 10、某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成，各环节的灵敏度分别为：S 1=0.2mV/℃、S 2=2.0V/mV 、S 3=5.0mm/V ，则系统总的灵敏度为 。 四、简答题 1、什么是等精度测量和非等精度测量？ 2、什么是直接测量、间接测量和组合测量？ 五、计算题 1、铜电阻的电阻值R 与温度t 之间的关系为)1(0t R R t ?+=α，在不同温度下，测得铜电阻的电阻值如下表所示。请用最小二乘法求0℃时的铜电阻的电阻值0R 和铜电阻的电阻温度系数α。 2、某电路的电压数值方程为2211R I R I U += 当电流 A I 21=, A I 12=时，测得电压U 为50 v ； 当电流 A I 31= ，A I 22=时，测得电压U 为80 v ； 当电流 A I 41= ，A I 32=时，测得电压U 为120 v ； 试用最小二乘法求两只电阻1R 、2R 的值。 3、已知某金属棒的长度和温度之间的关系为)1(0t L L t ?+=α。在不同温度下，测得该金属棒α。 一、单项选择题 1、D 2、A 3、C 4、D 二、多项选择题 1、ABCDE
信息工程学院实验报告 课程名称：传感器原理及应用 实验项目名称：实验四声音传感器实验实验时间：2016.10.21 班级：姓名：学号： 一、实验目的 1. 学习CC2530 单片机GPIO 的使用。 2. 学习声音传感器的使用 二、实验原理 1. CC2530 节点与三轴加速度传感器的硬件接口成绩： 指导老师(签名)：
(1). 声音传感器模块(MIC)引脚 GND：外接GND DO：数字量输出接口(0 和1) +5V：外接5V 电源 (2). 传感器模块与CC2530 模块之间的连接 传感器模块CC2530 模块 GND GND DO P1_4 +5V VDD(5V) 2. GPIO (1). 简介 CC2530单片机具有21个数字输入/输出引脚，可以配置为通用数字I/O或外设I/O信号，配置为连接到ADC、定时器或USART外设。这些I/O口的用途可以通过一系列寄存器配置，由用户软件加以实现。 I/O端口具备如下特性： ●21个数字I/O引脚 ●可以配置为通用I/O或外部设备I/O ●输入口具备上拉或下拉能力 ●具有外部中断能力。 这21个I/O引脚都可以用作于外部中断源输入口。因此如果需要外部设备可以产生中断。外部中断功能也可以从睡眠模式唤醒设备。 (2). 寄存器简介 本次实验中主要涉及到GPIO的寄存器如下：
3. MIC 声音传感器 (1). 概述 声音传感器的作用相当于一个话筒（麦克风）。它用来接收声波，显示声音的振动图象。但不能对噪声的强度进行测量。 该传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒。声波使话筒内的驻极体薄膜振动，导致电容的变化，而产生与之对应变化的微小电压。这一电压随后被转化成0-5V 的电压，经过比较器转换数字信号后，被数据采集器接受，并传送给计算机。 传感器特点： ●具有信号输出指示。 ●输出有效信号为低电平。 ●当有声音时输出低电平，信号灯亮。 应用范围： ●可以用于声控灯，配合光敏传感器做声光报警，以及声音控制，声音检测的场合。 (2). 使用方法 本实验利用CC2530 的GPIO 读取声音传感器模块的检测结果输出端，当检测到一定的声音时，此输出端为低电平；未检测到一定的声音时，此输出端为高电平。因此在实际应用中可以根据这种情况判断是否有声音在传感器附近产生。 4.程序流程
传感器技术复习资料 《传感器技术》复习资料 一．填空题 1. 热释电效应：当一些晶体受热时，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷，这种由于热变化而产生的电极化现象，称为热释电效应。 2.传感器的发展方向：①新材料将不断被开发②集成化、多功能③智能化④微加工技 术和新工艺⑤高稳定、高可靠、高精度。 3. 湿度: 空气中含有水分的多少，即空气的干湿程度叫湿度。 4. 热敏电阻的非线性问题解决办法：线性化网络；利用其他器件综合修正；计算修正法。 5. 磁阻效应：将一载流导体置于外磁场中，除了产生霍尔效应，其电阻也会随磁场而变化。这种现象称为磁电阻效应，简称磁阻效应。 二．简答题 1. 压电陶瓷为什么会有压电效应？ 答：压电陶瓷是一种多晶铁电体，它是具有电畴结构的压电材料。电畴是分子自发形成的区域，它有一定的极化方向。 在无外电场作用时，各个电畴在晶体中无规则排列，它们的极化效应互相抵消。因此，在原始状态压电陶瓷呈现中性，不具有压电效应。 当在一定的温度条件下，对压电陶瓷进行极化处理，即以强电场使电畴规则排列，这时压电陶瓷就具有了压电性，在极化电场去除后，电畴基本上保持不变，留下了很强的剩余极化。此时，当有压力作用时，压电陶瓷就会有压电效应。 2. .画出微处理器引入传感器构成智能传感器的框图。
三．单项选择题 1、在使用热电偶测温时，要进行冷端温度补偿。下面哪种方法能用来进行补偿（ B ）（A）线性化网络法（B）恒温法 （C）利用温度——频率转换电路进行修正（D）计算修正法 2、AD590是那种类型的集成温度传感器（ C ） （A）频率输出型（B）电荷输出型（C）电流输出型（D）电压输出型 3、传感器在正向行程和反向行程期间，输出-输入特性曲线不重合的程度是（ A ） （A）迟滞（B）重复性（C）精度（D）分辨力 4、磁敏二极管进行磁电转换所利用的效应是（ B ） （A）霍尔效应（B）磁阻效应 C）形状效应（D）压电效应 5、传感器在规定的范围所能检测输入量的最小变量叫（ A ） （A）分辨力（B）灵敏度（C）阈值（D）效应 6、光纤的纤芯折射率n1与包层折射率n2 的关系为（ B ） （A）n1< n2 （B）n1> n2 （C）n1=n2 （D）n1n2 7、在压电传感器测量电路中前置放大器的作用是（ D ） （A）放大和频率变换（B）放大和整流（C）放大和相位调整（D）放大和阻抗变换8、若对压电陶瓷施加力，得到的压电常数为d31，则此时的力应为（ A ） （A）沿X轴施加力（B）沿Y轴施加力（C）沿Z轴施加力（D）在XY平面的剪切应力 四．原理叙述 1、简述电阻应变式传感器工作原理
传感器技术课程（项目）标准（一）课程性质与任务 1.课程性质 传感器是现代控制的基本工具，《传感器技术及应用》是一门多学科交叉的专业课程，重点介绍各种传感器的工作原理和特性，结合工程应用实际，了解传感器在各种电量和非电量检测系统中的应用，培养学生使用各类传感器的技巧和能力，掌握常用传感器的工程测量设计方法和实验研究方法，了解传感器技术的发展动向。? 本课程后续的综合实训、中级职业资格证书、毕业设计、顶岗实习等基本技能养成课程，即是职业素质养成与职业能力培养最基本的理论实践一体化课程。 2、课程任务 本课程的任务是通过课堂理论学习和实际操作训练，使学生掌握一线高级技术人员所必需的传感器与检测技术的应用知识，并能结合控制技术中的传感器与控制技术的应用，掌握检测的理论依据和检测设备的结构、工作原理、使用与维护方法的知识和技能。 （二）课程教学目标 1.知识目标 （1）掌握传感器的基础知识，了解检测的基本原理及相关知识； （2）掌握温度传感器的工作原理，了解温度检测的基本方法；? （3）掌握电容式传感器的功能及工作特点，了解电容式传感器的结构及工作原理及电容式传感器的测量方法；
（4）掌握电感式传感器的功能及工作特点，了解电感式传感器的工作原理及分类方法及电感式传感器的测量方法； （5）掌握压电式传感器的结构及工作原理，了解压电效应的原理、压电式传感器的功能及工作特点、压电元件串联和并联的特性及压电式传感器的测量方法； （6）掌握磁电式传感器的工作原理、基本特性，了解磁电式传感器的测量电路、霍尔元件的构造及测量电路、霍尔元件的补偿电路； （7）了解并掌握光电效应、光电器件及其特征、光电、光纤式传感器的功能和应用； （8）掌握超声波传感器的工作原理及应用，了解核辐射式传感器的原理及应用范围。 2.能力目标 （1）能够用常用万用表等常用仪器仪表做各种传感器性能的检查，判别其好坏； （2）能够根据检测要求合理选用各种类型的传感器； （3）能够根据被测信号的特点，合理设计合理的检测电路； （4）能够用不同类型的传感器设计制作相应的模块测量电路； （5）能够用制作的模块电路正确进行物理量的测量； （6）能够用所学传感器知识进行常用传感器测量电路的检修； 3.素质目标 （1）能独立承担电子产品的装配与工艺管理、质量检验、设计开发及设备维护管理等岗位的工作，具有良好的团队合作意识； （2）养成良好的工作责任心、坚强的意志力和严谨的工作作风；
传感器原理 Senor Principle 课程代码：02220101 学位课程/非学位课程：非学位课程 学时/学分：68/4.5（实验12学时） 先修课程：电路分析、模拟电子技术 一、课程在人才培养中的地位和作用 “传感器技术基础”是测控技术与仪器专业必修的一门主要专业基础课。传感器是将各种非电量（包括物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量的装置。传感器技术是涉及传感（检测）原理的传感器件。传感器开发和应用的综合技术，随着现代测量、控制和自动化技术的发展，传感器技术越来越受到重视。学生通过本课程的学习，可以获得比较全面而系统的传感器知识。 二、课程教学目标 通过传感器原理课程的教学，使学生传感器的基本概念、基本理论、基本结构和传感器测量方法有比较系统的认识和正确的理解，并逐步培养学生熟练的电路分析能力、综合设计能力、整体思维能力、相互协作能力和自学能力；为学生学习后继专业课程，进一步学习新理论、新知识以及新技术打下扎实的基础。 （一）知识目标 传感器原理课程的教学，应使学生掌握传感器基本概念、分类方法，掌握常用的无源传感器、有源传感器、半导体传感器、数字式传感器的工作原理、结构特点、输出特性、使用方法等，通过实验课，掌握传感器的使用技能。 （二）能力目标 通过传感器原理课程教学,应注意培养学生以下能力：使学生掌握经典传感器和少数现代传感器的基本理论、主要特性、工作原理和实际应用的基本知识，学会经典传感器应用的基本技能。为学习后续课程和专业技术工作打下基础。 （三）素质目标 通过传感器原理课程教学,应注重培养学生以下素质： （1）求实精神——通过传感器原理课程教学，培养学生追求真理的勇气、严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风。 （2）创新意识——通过学习，引导学生树立科学的世界观，激发学生的求知热情、探索精神、创新欲望，以及敢于向旧观念挑战的精神。 三、课程教学内容 （一）课程的知识体系 知识领域1：传感器概念、特性、标定、可靠性技术（CG）
第1章 传感器与检测技术基础思考题答案 l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。 答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，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的部分。下图给出了检测系统的组成框图。 检测系统的组成框图 传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。 测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。 显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。 2.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义? 依次为主称（传感器） 被测量—转换原理—序号 主称——传感器，代号C ； 被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表2； 转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表3； 序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A 、B 、C 等，（其中I 、Q 不用）。 例：应变式位移传感器： C WY -YB -20；光纤压力传感器：C Y -GQ -2。 3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行? 答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。此时输出电压认可表示为U 0，U 0=U +△U ，其中△U 是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U 来讲为一小量。如果采用偏差法测量，仪表必须有较大量程以满足U 0的要求，因此对△U ，这个小量造成的U 0的变化就很难测准。测量原理如下图所示： 图中使用了高灵敏度电压表——毫伏表和电位差计，R r 和E 分别表示稳压电源的内阻和电动势，凡表示稳压电源的负载，E 1、R 1和R w 表示电位差计的参数。在测量前调整R 1使电位差计工作电流I 1为标准值。然后，使稳压电源负载电阻R 1为额定值。调整RP 的活动触点，使毫伏表指示为零，这相当于事先用零位式测量出额定输出电压U 。正式测量开始后，只需增加或减小负载电阻R L 的值，负载变动所引起的稳压电源输出电压U 0的微小波动值ΔU ，即可由毫伏表指示出来。根据U 0=U +ΔU ，稳压电源输出电压在各种负载下的值都可以准确地测量出来。微差式测量法的优点是反应速度快，测量精度高，特别适合于在线控制参数的测量。 用微差式测量方法测量稳压电源输出电压随负载的变化 4.某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm 变到 5.0mm 时，位移测量仪的输出电压由3.5V 减至2.5V ，求该仪器的灵敏度。 解：该仪器的灵敏度为 25 .40.55.35.2-=--=S mV/mm 5.某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下： 铂电阻温度传感器： 0.45Ω/℃ 电桥： 0.02V/Ω 放大器： 100(放大倍数)
信息工程学院实验报告 课程名称： 传感器原理及应用 实验项目名称： 实验四 声音传感器实验 实验时间： 班级： 姓名： 学号： 一、实 验 目 的 1. 学习 CC2530 单片机 GPIO 的使用。 2. 学习声音传感器的使用 二、实 验 原 理 1. CC2530 节点与三轴加速度传感器的硬件接口
(1). 声音传感器模块(MIC)引脚 GND：外接GND DO：数字量输出接口(0 和1) +5V：外接5V 电源 (2). 传感器模块与CC2530 模块之间的连接 2. GPIO (1). 简介 CC2530单片机具有21个数字输入/输出引脚，可以配置为通用数字I/O或外设I/O信号，配置为连接到ADC、定时器或USART外设。这些I/O口的用途可以通过一系列寄存器配置，由用户软件加以实现。 I/O端口具备如下特性： ●21个数字I/O引脚 ●可以配置为通用I/O或外部设备I/O ●输入口具备上拉或下拉能力 ●具有外部中断能力。 这21个I/O引脚都可以用作于外部中断源输入口。因此如果需要外部设备可以产生中断。外部中断功能也可以从睡眠模式唤醒设备。 (2). 寄存器简介 本次实验中主要涉及到GPIO的寄存器如下：
3. MIC 声音传感器 (1). 概述 声音传感器的作用相当于一个话筒（麦克风）。它用来接收声波，显示声音的振动图象。但不能对噪声的强度进行测量。 该传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒。声波使话筒内的驻极体薄膜振动，导致电容的变化，而产生与之对应变化的微小电压。这一电压随后被转化成0-5V 的电压，经过比较器转换数字信号后，被数据采集器接受，并传送给计算机。 传感器特点： ●具有信号输出指示。 ●输出有效信号为低电平。 ●当有声音时输出低电平，信号灯亮。 应用范围： ●可以用于声控灯，配合光敏传感器做声光报警，以及声音控制，声音检测的场合。 (2). 使用方法 本实验利用CC2530 的GPIO 读取声音传感器模块的检测结果输出端，当检测到一定的声音时，此输出端为低电平；未检测到一定的声音时，此输出端为高电平。因此在实际应用中可以根据这种情况判断是否有声音在传感器附近产生。 4.程序流程
传感器材料是传感器技术的重要基础，是传感器技术升级的重要支撑。随着材料科学的进步，传感器技术日臻成熟，其种类越来越多，除了早期使用的半导体材料、陶瓷材料以外，光导纤维以及超导材料的开发，为传感器的发展提供了物质基础。例如，根据以硅为基体的许多半导体材料易于微型化、集成化、多功能化、智能化，以及半导体光热探测仪器有灵敏度高、精度高、非接触性等特点，发展红外传感器、激光传感器、光纤传感器等现代传感器在敏感材料中，陶瓷材料、有机材料发展很快，可采用不同的配方混合原料，在精密调配化学成分的基础上，经过高精度成型烧结，得到对某一种或某几种气体具有识别功能的敏感材料，用于制成新型气体传感器。 此外，高分子有机敏感材料，是近几年人们极为关注的具有应用潜力的新型敏感材料，可制成热敏、光敏、气敏、湿敏、力敏、离子敏和生物敏等传感器。传感器技术的不断发展，也促进了更新型材料的开发，如纳米材料等。美国NRC 公司已开发出纳米ZrO2气体传感器，控制机动车辆尾气的排放，对净化环境效果很好，应用前景比较广阔。由于采用纳米材料制作的传感器，具有庞大的界面，能提供大量的气体通道，而且导通电阻很小，有利于传感器向微型化发展，随着科学技术的不断进步将有更多的新型材料诞生。 在发展新型传感器中，离不开新工艺的采用。新工艺的含义范围很广，这里主要指与发展新兴传感器联系特别密切的微细加工技术。该技术又称微机械加 工技术，是近年来随着集成电路工艺发展起来的，它是离子束、电子束、分子束、激光束和化学刻蚀等用于微电子加工的技术，目前已越来越多地用于传感器领域，例如溅射、蒸镀、等离子体刻蚀、化学气体淀积、外延、扩散、腐蚀、光刻等，迄今已有大量采用上述工艺制成的传感器的国内外报道。智能材料是指设计和控制材料的物理、化学、机械、电学等参数，研制出生物体材料所具有的特性或者优于生物体材料性能的人造材料。有人认为，具有下述功能的材料可称之为智能材料：具备对环境的判断可自适应功能具备自诊断功能具备自修复功能具备自增强功能或称为时基功能。 生物体材料的最突出特点是具有时基功能，因此这种传感器特性是微分型的，它对变分部分比较敏感。反之，长期处于某一环境并习惯了此环境，则灵敏度下降。一般说来，它能适应环境调节其灵敏度。除了生物体材料外，最引人注目的智能材料是形状记忆合金、形状记忆陶瓷和形状记忆聚合物。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关传感器产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城。https://www.doczj.com/doc/ea16579123.html,/
第1章传感器与检测技术基础思考题答案 l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。 答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，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的部分。下图给出了检测系统的组成框图。 检测系统的组成框图 传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。 测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。 显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。 2.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义? 依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号 主称——传感器，代号C； 被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表2； 转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表3； 序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。 例：应变式位移传感器：C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。 3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行? 答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U来讲为一小量。如果采用偏差法测量，仪表必须有较大量程以满足U0的要求，因此对△U，这个小量造成的U0的变化就很难测准。测量原理如下图所示：图中使用了高灵敏度电压表——毫伏表和电位差计，R r和E分别表示稳压电源的内阻和电动势，凡表示稳压电源的负载，E1、R1和R w表示电位差计的参数。在测量前调整R1使电位差计工作电流I1为标准值。然后，使稳压电源负载电阻R1为额定值。调整RP的活动触点，使毫伏表指示为零，这相当于事先用零位式测量出额定输出电压U。正式测量开始后，只需增加或减小负载电阻R L的值，负载变动所引起的稳压电源输出电压U0的微小波动值ΔU，即可由毫伏表指示出来。根据U0=U+ΔU，稳压电源输出电压在各种负载下的值都可以准确地测量出来。微差式测量法的优点是反应速度快，测量精度高，特别适合于在线控制参数的测量。
传感器 最广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee)的定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是：“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。[2] 传感器系统的原则 进入传感器的信号幅度是很小的，而且混杂有干扰信号和噪声。为了方便随后的处理过程，首先要将信号整形成具有最佳特性的波形，有时还需要将信号线性化，该工作是由放大器、滤波器以及其他一些模拟电路完成的。在某些情况下，这些电路的一部分是和传感器部件直接相邻的。成形后的信号随后转换成数字信号，并输入到微处理器。 德国和俄罗斯学者认为传感器应是由二部分组成的，即直接感知被测量信号的敏感元件部分和初始处理信号的电路部分。按这种理解，传感器还包含了信号成形器的电路部分。 传感器系统的性能主要取决于传感器，传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类传感器：有源的和无源的。有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种，不需要外接的能源或激励源 有源(a)和无源(b)传感器的信号流程如下： 无源传感器不能直接转换能量形式，但它能控制从另一输入端输入的能量，激励能 传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其“对象”可以是固体、液体或气体，而它们的状态可以是静态的，也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的，也可以是化学性质的。按照其工作原理，传感器将对象特性或状态参数转换成
传感器与检测技术知识总结 第一章概述 1：传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。一、传感器的组成 2：传感器一般由敏感元件,转换元件及基本转换电路三部分组成。①敏感元件是直接感受被测物理量，并以确定关系输出另一物理量的元件(如弹性敏感元件将力,力矩转换为位移或应变输出）。②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数（电阻，电感,电容)及电流或电压等电信号。③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输，处理的电量。 二、传感器的分类 1、按被测量对象分类 (１)内部信息传感器主要检测系统内部的位置，速度,力,力矩，温度以及异常变化。（2）外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态，它有相对应的接触式(触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器)和非接触式(视觉传感器、超声测距、激光测距)。 2、传感器按工作机理 （1)物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的（主要有：光电式传感器、压电式传感器)。 （２）结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的(主要有①电感式传感器；②电容式传感器；③光栅式传感器）。 3、按被测物理量分类 如位移传感器用于测量位移,温度传感器用于测量温度。 4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。 5、按传感器能量源分类 （1）无源型:不需外加电源。而是将被测量的相关能量转换成电量输出(主要有：压电
式、磁电感应式、热电式、光电式）又称能量转化型; （２)有原型：需要外加电源才能输出电量,又称能量控制型(主要有:电阻式、电容式、电感式、霍尔式)。 6、按输出信号的性质分类 （1）开关型（二值型）：是“１”和“０”或开（ON)和关(OFF)； （2)模拟型：输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量,其输入／输出可线性,也可非线性； （３）数字型：①计数型：又称脉冲数字型,它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比;②代码型（又称编码型）:输出的信号是数字代码,各码道的状态随输入量变化。其代码“1”为高电平,“0”为低电平。 三、传感器的特性及主要性能指标 1、传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系,有静态特性和动态特性。 2、传感器的静态特性是当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时，传感器的输出与输入之间的关系，叫静态特性，简称静特性。 表征传感器静态特性的指标有线性度,敏感度,重复性等。 3、传感器的动态特性是指传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为动态特性，简称动特性。传感器的动态特性取决于传感器的本身及输入信号的形式。传感器按其传递，转换信息的形式可分为①接触式环节；②模拟环节；③数字环节。评定其动态特性:正弦周期信号、阶跃信号。 4、传感器的主要性能要求是：1）高精度、低成本。2)高灵敏度。3）工作可靠。4)稳定性好，应长期工作稳定,抗腐蚀性好;5)抗干扰能力强;6）动态性能良好。７）结构简单、小巧，使用维护方便等; 四、传感检测技术的地位和作用
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。也就是说，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。 (4) 重复性 重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。(5) 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。。 2何谓传感器的动态特性，怎样衡量传感器的动态特性 答:所谓动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。在实际工作中，传感器的动态 特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。2.3答：1）传感器动态特性主要有：时间常数τ；固有频率n ω；阻尼系数ξ。2）含义：τ越小系统需要达到稳定的时间越少；固有频率n ω越高响应曲线上升越快；当n ω为常数时响应特性取决于阻尼比ξ，阻尼系数ξ越大，过冲现象减弱，1ξ≥时无过冲，不存在振荡，阻尼比直接影响过冲量和振荡次数。 第三章 电位器式传感器