《传感器与检测技术复习资料》
一、选择题
1、随着人们对各项产品技术含量的要求的不断提高，传感器也朝向智能化方面发展，其中，典型的传感器智能化结构模式是（ B ）。
A. 传感器＋通信技术
B. 传感器＋微处理器
C. 传感器＋多媒体技术
D. 传感器＋计算机
2、传感器的主要功能是（A ）。
A. 检测和转换
B. 滤波和放大
C. 调制和解调
D. 传输和显示
3、测量者在处理误差时，下列哪一种做法是无法实现的（ A ）
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
4、传感器的下列指标全部属于静态特性的是（ C ）
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
5、电阻应变片配用的测量电路中，为了克服分布电容的影响，多采用( C )。
A．直流平衡电桥 B．直流不平衡电桥
C．交流平衡电桥 D．交流不平衡电桥
6、利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（ C ）。A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片
B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联
C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片
D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片
7、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有( C )。
A．直流电桥 B．变压器式交流电桥
C．差动相敏检波电路 D．运算放大电路
8、下列说确的是（ D ）。
A. 差动整流电路可以消除零点残余电压，但不能判断衔铁的位置。
B. 差动整流电路可以判断衔铁的位置，但不能判断运动的方向。
C. 相敏检波电路可以判断位移的大小，但不能判断位移的方向。
D. 相敏检波电路可以判断位移的大小，也可以判断位移的方向。
9、下列不属于电容式传感器测量电路的是（ D ）
A．调频测量电路 B．运算放大器电路
C．脉冲宽度调制电路 D．相敏检波电路
10、测量围大的电容式位移传感器的类型为（ D ）
A．变极板面积型 B．变极距型
C．变介质型 D．容栅型
11、石英晶体在沿机械轴y方向的力作用下会（ B ）
A．产生纵向压电效应 B. 产生横向压电效应
C．不产生压电效应 D. 产生逆向压电效应
12、关于压电式传感器中压电元件的连接，以下说确的是（ A ）
A．与单片相比，并联时电荷量增加1倍、电容量增加1倍、输出电压不变
B. 与单片相比，串联时电荷量增加1倍、电容量增加1倍、输出电压增大1倍
C．与单片相比，并联时电荷量不变、电容量减半、输出电压增大1倍
D. 与单片相比，串联时电荷量不变、电容量减半、输出电压不变
13、磁电式传感器测量电路中引入积分电路是为了测量（ A ）
A．位移B．速度
C．加速度 D．光强
14、磁电式传感器测量电路中引入微分电路是为了测量（ C ）
A．位移B．速度
C．加速度 D．磁场强度
15、工业上应用金属热电阻传感器进行温度测量时，为了消除或减少引线电阻的影响，通常采用（ C ）。
A、文氏电桥法
B、双线制连接法
C、三线制连接法
D、混合连接法
16、在热电偶传感器中，热电偶回路的主要性质不包括( C )。
A、中间导体定律
B、中间温度定律
C、欧姆定律
D、标准电极定律
17、光电管和光电倍增管的特性主要取决于（ A ）。
A．阴极材料 B．阳极材料
C．纯金属阴极材料 D．玻璃壳材料
18、用光敏二极管或三级管测量某光源的光通量时，是根据它们的什么特性实现的( D )。
A．光谱特性 B．伏安特性
C．频率特性 D．光照特性
19、数值孔径NA是光纤的一个重要参数，以下说法不正确的是（ B ）
A．数值孔径反映了光纤的集光能力
B．光纤的数值孔径与其几何尺寸有关
C．数值孔径越大，光纤与光源的耦合越容易
D．数值孔径越大，光信号的畸变也越大
20、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（ C ）
A．压力 B．力矩 C．温度 D．厚度
21、传感技术与信息学科紧密相连，是（ C ）和自动转换技术的总称。
A. 自动调节
B. 自动测量
C. 自动检测
D. 信息获取
22、随着集成技术的发展，经常把传感器和一部分处理电路集成在一起，其中，（ D ）不能和传感器集成在电路中。
A、补偿电路
B、阻抗变换电路
C、信号数字化电路
D、液体电容器
23、传感器的静态特性，是指当传感器输入、输出不随( A )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
24、结构型传感器是依靠传感器( C )的变化实现信号变换的。
A.材料物理特性
B.体积大小
C.结构参数
D.电阻值
25、半导体应变片具有( A )等优点。
A.灵敏度高
B.温度稳定性好
C.可靠性高
D.接口电路复杂
26、将电阻应变片贴在( C )上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。
A.质量块
B.导体
C.弹性元件
D.机器组件
27、改变电感传感器的引线电缆后，（ C ）。
A. 不必对整个仪器重新标定
B. 必须对整个仪器重新调零
C. 必须对整个仪器重新标定
D. 不必对整个仪器重新调零
28、差动螺线管式电感传感器的配用测量电路有（B ）
A 、直流电桥
B 、变压器式交流电桥
C 、带相敏整流的交流电桥
D 、运算放大器电路
29、在二极管双T型交流电桥中输出的电压U的大小与（ B ）相关A．仅电源电压的幅值和频率
B．电源电压幅值、频率及T型网络电容C1和C2大小
C．仅T型网络电容C1和C2大小
D．电源电压幅值和频率及T型网络电容C1大小
30、（ B ）不可以改变电容式传感器的电容。
A、改变极板间距离
B、改变极板间电压
C、改变极板面积
D、改变介电常数
31、在运算放大器放大倍数很大时，压电传感器输入电路中的电荷放大器的输出电压与（ A ）成正比。
A．输入电荷 B.反馈电容
C．电缆电容 D.放大倍数
32、霍尔元件不等位电势产生的主要原因不包括（ C ）
A．霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位上
B．半导体材料不均匀造成电阻率不均匀或几何尺寸不均匀
C．周围环境温度变化
D．激励电极接触不良造成激励电流不均匀分配
33、影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（ D ）
A．电缆的安装与固定方式 B．电缆的长度
C．前置放大器的输出阻抗 D．前置放大器的输入阻抗
34、磁电式传感器测量电路中引入积分电路是为了测量（ A ）
A．位移B．速度
C．加速度 D．光强
35、磁电式传感器测量电路中引入微分电路是为了测量（ C ）
A．位移B．速度
C．加速度 D．磁场强度
36、一个热电偶产生的热电势为E0，当打开其冷端串接与两热电极材料不同的第三根金属导体时，若保证已打开的冷端两点的温度与未打开时相同，则回路中热电势（ D ）。A．增加 B．减小
C．增加或减小不能确定 D．不变
37、下列关于热电偶传感器的说法中，（ B ）是错误的。
A 热电偶必须由两种不同性质的均质材料构成
B 计算热电偶的热电势时，可以不考虑接触电势
C 在工业标准中，热电偶参考端温度规定为0℃
D 接入第三导体时，只要其两端温度相同，对总热电势没有影响
38、用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是（ B ）
A 接线方便
B 减小引线电阻变化产生的测量误差
C 减小桥路中其他电阻对热电阻的影响
D 减小桥路中电源对热电阻的影响
39、光敏电阻的特性是（ D ）
A．有光照时亮电阻很大 B．无光照时暗电阻很小
C．无光照时暗电流很大 D．受一定波长围的光照时亮电流很大
40、基于光生伏特效应工作的光电器件是（ C ）
A．光电管 B.光敏电阻
C．光电池 D.光电倍增管
二、填空题
1、按能量角度分析，典型的传感器构成方法有三种，即、以及，前两者属于能量，后者是能量。（自源型、带激励源型、外源型、转换型、控制型）
2、实际使用中的传感器，其特性要受到环境变化的影响，为消除环境干扰的影响，广
泛采用的线路补偿法包括补偿型、补偿型、补偿型。（相同传感器、不同传感器、差动结构）
3、导电丝材的截面尺寸发生变化后其电阻会发生变化，用这一原理可制成的传感器称为_ _______式传感器，利用有料具有磁致伸缩效应可制成的_________传感器也可用以测量力，而压电式传感器则利用了一些具有离子型晶体电介质的__________效应，它敏
感的最基本的物理量也是力。（电阻应变、压磁式、压电）
4、电阻应变片由、、、和等部分组成。（敏感栅、基片、覆盖层、引线）
5、电感式传感器也称为传感器，它是利用原理将被测物理量转
换成线圈和的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化，从而实现非电量到电量的转换。（变磁阻式、电磁感应、自感系数、互感系数）
6、在电感式传感器中，线圈之间的没有耦合的是式传感器，被测对象也是磁路一部分的是传感器。（自感式电涡流式）
7、为克服电容式传感器的边缘效应，可采用方法和结构。为消
灭寄生电容的影响可采用、以及采用方法。（减小极板厚度、带保护环、驱动电缆法、整体屏蔽法、组合式与集成技术）
8、目前压电式传感器的常用的材料有、和高分子电致伸缩材料等三类。压电材料的效应还可以用来产生超声波。（石英晶体压电瓷逆压电）
9、某些电介质当沿一定方向对其施力而变形时部产生极化现象，同时在它的表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后又恢复不带电的状态，这种现象称为效应；在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变，这种效应又称效应。
（正压电、逆压电）
10、霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受作用产生的结果。（洛伦兹力、霍尔电动势）
11、热电偶传感器的工作基础是，其产生的热电势包括电势和
电势两部分。热电偶的定律是工业上运用补偿导线法进行温度补偿的理论基础；定律为制定分度表奠定了理论基础；根据定律，可允许采用任意的焊接方式来焊接热电偶。（热电效应、接触、温差、中间导体（连接导体）、中间温度、中间导体）
12、热电偶中热电势的大小仅与的性质、有关，而与热电极尺寸、
形状及温度分布无关。（热电极材料、两端点温度）
13、基于外光电效应的器件有和；基于光电效应的器件
有、、和等。（光电管、光电倍增管；光敏电阻、光敏二极管、光敏晶体管、光电池）
14、光纤是由和组成，按照的传播模式分类，光纤可以分为
光纤和光纤。（纤芯、包层、多模、单模）
15、红外图像传感器由和电路组成。（红外敏感元件、电子扫描）
16、传感器的输入输出特性指标可分为_______和动态指标两大类，线性度和灵敏度是传感器的___________指标，而频率响应特性是传感器的指标。（静态、静态、动态）
17、传感器可分为物性型和结构型传感器，热电阻是型传感器，电容式加速度传感器是型传感器。（物性型结构型）
18、传感器通常由、、三部分组成，是能把外界转换成的器件和装置。
（敏感元件、转换元件、基本转换电路、非电量、电量）
19、可以进行位移测量的传感器有、、。
（光纤传感器、差动变压器、电阻传感器）
20、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，这种现象称效应；固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称效应。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，这种现象称为效应。（应变、压阻、横向）
21、电阻应变片由、、、和等部分组成。（敏感栅、基片、覆盖层、引线）
22、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）可采用电路。（零点残余、相敏检波）
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
基础知识 传感器：将能感受到的及规定的被测量按一定规律转换成可用输 出信号的器件或装置。 传感器特性：①静态特性：输入为0 时，输出也为0,或输出相对于输入应保持一定的对应关系；②动态特性：传感器对于随时间变化的输入信号的响应特性，通常要求传感器不仅能精确地显示被测量的大小，而且还能复现被测量随时间变化的规律。 静态特性分类：①灵敏度：传感器在稳态工作情况下输出量变化△ y 对输入量变化△ x 的比值。它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系，则灵敏度S是一个常数。否则，它将随输入量的变化而变化。灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。 ②线性：输入与输出量之间为线性比例关系，称为线性关系。③时滞（滞后）：输入与输出不是一一对应的关系。④环境特性：周围环境对传感器影响的最大温度。 ⑤稳定性：理性特性的传感器是加相同大小输入量时，输出量总是 相同的。 ⑥精度：评价系统的优良程度。A 准确度：测量值与真实值偏离程度；B 精密度：即使测量相同对象，每次测量也会得到不同测量值，即为离散偏差。 ⑦重复性：在相同的工作条件下，对同一个输入值在短时间内多次 连续测量输出所获得的极限值之间的代数差。
⑧温漂：；连续工作的传感器，在输入恒定的情况下，输出量也会朝着一个方向偏移。⑨零点漂移：由于温度或其他原因会导致传感器在检测的基准零点发生变化，偏离零点位置。⑩分辨率：分辨率是指传感器可感受到的被测量的最小变化的能力。。 光电传感器光电效应：物体吸收了光能后转换为该物体中某些电子的能量而产生的电效应。 外光电效应：在光照射下，电子逸出物体表面而产生光电子发射的现象称为外光电效应。 光电子能否产生，取决于光电子的能量是否大于该物体的表面电子逸出功A 。由于不同材料具有不同的逸出功，因此对某种材料而言便有一个频率限，当入射光的频率低于此频率限时，不论光强多大，也不能激发出电子；反之，当入射光的频率高于此极限频率时，即使光线微弱也会有光电子发射出来，这个频率限称为“红限频率” 。 在入射光的频谱成分不变时，产生的光电流正比于光强。即光强愈大，意味着入射光子数目越多，逸出的电子数也就越多。 基于外光电效应的光电器件属于光电发射型器件，有光电管、光电倍增管等。 光电子的初动能决定于光的频率，与频率成线性关系，与入射光强度无关。 光电子逸出物体表面具有初始动能，故即使没有阳极电压也会产生光电流，为了使零点稳定，应加反向截止电压，切电压大小与入射
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。
光电传感器基础知识及术语 光电传感器是一种小型电子设备，它可以检测出其接收到的光强的变化。早期的用来检测物体有无的光电传感器是一种小的金属圆柱形设备，发射器带一个校准镜头，将光聚焦射向接收器，接收器出电缆将这套装置接到一个真空管放大器上。在金属圆筒内有一个小的白炽 灯做为光源。这些小而坚固的白炽灯传感器就是今天光电传感器的雏形。 LED（发光二极管） 发光二极管最早出现在19世纪60年代，现在我们可以经常在电气和电子设备上看到这些二极管做为指示灯来用。LED就是一种半导体元件，其电气性能与普通二极管相同，不同之处在于当给LED通电流时，它会发光。由于LED是固态的，所以它能延长传感器的使用寿命。因而使用LED的光电传感器能被做得更小，且比白炽灯传感器更可靠。不象白炽灯那样，LED抗震动抗冲击，并且没有灯丝。另外，LED所发出的光能只相当于同尺寸白炽灯所产生光能的 一部分。（激光二极管除外，它与普通LED的原理相同，但能产生几倍的光能，并能达到更远的检测距离）。LED能发射人眼看不到的红外光，也能发射可见的绿光、黄光、红光、蓝光、蓝绿光或白光。 经调制的LED传感器 1970年，人们发现LED还有一个比寿命长更好的优点，就是它能够以非常快的速度来开关，开关速度可达到KHz。将接收器的放大器调制到发射器的调制频率，那么它就只能对以此频率振动的光信号进行放大。 我们可以将光波的调制比喻成无线电波的传送和接收。将收音机调到某台，就可以忽略其他 的无线电波信号。经过调制的LED发射器就类似于无线电波发射器，其接收器就相当于收音机。 人们常常有一个误解：认为由于红外光LED发出的红外光是看不到的，那么红外光的能量肯定会很强。经过调制的光电传感器的能量的大小与LED光波的波长无太大关系。一个LED发出的光能很少，经过调制才将其变得能量很高。一个未经调制的传感器只有通过使用长焦距 镜头的机械屏蔽手段，使接收器只能接收到发射器发出的光，才能使其能量变得很高。相比之下，经过调制的接收器能忽略周围的光，只对自己的光或具有相同调制频率的光做出响应。 未经调制的传感器用来检测周围的光线或红外光的辐射，如刚出炉的红热瓶子，在这种应用场合如果使用其它的传感器，可能会有误动作。 如果一个金属发射出的光比周围的光强很多的话，那么它就可以被周围光源接收器可靠检测到。周围光源接收器也可以用来检测室外光。 但是并不是说经调制的传感器就一定不受周围光的干扰，当使用在强光环境下时就会有问题。例如，未经过调制的光电传感器，当把它直接指向阳光时，它能正常动作。我们每个人都知道，用一块有放大作用的玻璃将阳光聚集在一张纸上时，很容易就会把纸点燃。设想将玻璃替换成传感器的镜头，将纸替换成光电三极管，这样我们就很容易理解为什么将调制的接收器指向阳光时它就不能工作了，这是周围光源使其饱和了。
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
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
普及一下基础知识——霍尔传感器工作原理 霍尔传感器工作原理 霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器 霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。 霍尔效应 在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为UH的霍尔电压。 霍尔元件 根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。 霍尔传感器的分类 霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。 （一）线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。 （二）开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。
霍尔IC S-5711A系列 SII的霍尔IC是采用小型封装的高灵敏度、低消耗电流的IC。 可检测两极(N极和S极) 磁性，通过与磁石的组合，可进行各种设备的开/关检测。 S-5711A 系列是采用CMOS 技术开发的高灵敏度、低消耗电流的霍尔IC(磁性开关IC)。 可检测出磁束密度的强弱，使输出电压发生变化。通过与磁石的组合，可进行各种设备的开/关检测。 由于采用了超小型的SNT-4A 或SOT-23-3 封装，因此可高密度安装。同时，由于消耗电流低，因此最适用于便携设备。 特点 ? 内置斩波放大器 ? 可选范围广，支持各种应用 检测两极、检测S极、检测N极(*1)、 动态“L”、动态“H”(*1) Nch开路漏极输出、CMOS输出 ? 宽电源电压范围：2.4 V ~ 5.5 V ? 低消耗电流：5.0 μA 典型值、8.0 μA 最大值 ? 工作温度范围：－40℃~ ＋85℃ 磁性的温度依赖性较小 ? 采用小型封装：SNT-4A, SOT-23-3 ? 无铅产品 用途 ? 手机(翻盖式、滑盖式等) ? 膝上型电脑 ? 数码摄像机 ? 玩具、游戏机 ? 家用电器产品 标准电路
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)
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/f08497637.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
绪论 一、传感器的定义、组成、分类、发展趋势 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，通常由敏感元件和转换元件构成。 如果传感器信号经信号调理后，输出信号为规定的标准信号（0~10mA,4~20mA;0~2V,1~5V;…），通常称为变送器， 分类： 按照工作原理分，可分为：物理型、化学型与生物型三大类。物理型传感器又可分为物性型传感器和结构型传感器。 按照输入量信息： 按照应用范围： 传感器技术: 是关于传感器的研究、设计、试制、生产、检测和应用的综合技术. 发展趋势: 一是开展基础研究，探索新理论，发现新现象，开发传感器的新材料和新工艺；二是实现传感器的集成化、多功能化与智能化。 1．发现新现象； 2．发明新材料； 3．采用微细加工技术； 4．智能传感器； 5．多功能传感器； 6．仿生传感器。 二、信息技术的三大支柱 现在信息科学（技术）的三大支柱是信息的采集、传输与处理技术，即传感器技术、通信技术和计算机技术。 课后习题 1、什么叫传感器，它由哪几部分组成？它们的作用与相互关系？ 传感器(transducer/sensor)：能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（国标GB7665—2005）。通常由敏感元件和转换元件组成。 敏感元件：指传感器中能直接感受或响应被测量并输出与被测量成确定关系的其他量(一般为非电量)部分。 转换元件：指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的可用输出信号(一般为电信号)部分。 信号调理电路(Transduction circuit) ：由于传感器输出电信号一般较微弱，而且存在非线性和各种误差，为了便于信号处理，需配以适当的信号调理电路，将传感器输出电信号转换成便于传输、处理、显示、记录和控制的有用信号。 第一章传感器的一般特性 1.传感器的基本特性 动态特性静态特性 2.衡量传感器静态特性的性能指标 （1）测量范围、量程 （2）线性度
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