传感器技术期末复习提纲.pdf

一、

1.传感器的定义：把特定的被测量信息按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置。

1）传感器是一种测量器件或装置，作用是测量

2）特定的被测量信息：非电量，包括物理量、化学量和生物量等

3）可用信号：便于处理、传输的信号，电量

4）传感器起到转换的作用，也叫做变换器、换能器或探测器。

2.传感器的四个物理定律：守恒定律、统计定律、场的定律、物质定律

***物性型和结构型传感器的比较

①定义：利用场的定律构成的传感器是结构型传感器；

基于物质定律构成的传感器是物性型传感器。

②特性：结构型传感器由构成结构参数决定，与构成传感器的具体物质无关；

物性型传感器与构成传感器的物质的性质有密切关系。

③性能、成本、应用：结构型传感器性能更稳定、成本较高、应用广泛；

物性型传感器在飞速发展过程中，成本将大幅降低，是日后发展方向之一。

④组成：在信号调节转换电路、辅助电路相同的情况下，结构型传感器包含敏感元件和传感元

件两个环节，而物性型传感器只有传感元件。

3.从能量角度分析，三种传感器构成方法：自源型、带激励源型、外源型

1）自源型：不需要外能源，转换元件从被测对象直接吸取能量，转换成电量输出（较弱）

***热电偶传感器：热电效应，被测温度场的能量直接转换成电量的输出，能量转换型

***压电传感器：压电效应，被测压力直接转换成电量输出

2）带激励型：由转换元件与辅助能源组成，不需要变换电路，就有较大的电量输出，能量转换

型

***霍尔电磁感应式传感器：霍尔效应，被测量为外加磁场，在辅助能源（激励电流）的作用下，磁

场变化转换为霍尔电势输出

***磁电式传感器：电磁感应定律，被测量是动铁芯上下移动的距离，在辅助能源（磁源）的激励下，

被测量转换为线圈感应电势输出

3）外源型：由转换元件、变换电路（信号调理与转换电路）和外加电源组成，能量控制型

4.为消除环境干扰，三种线路补偿法：相同传感器补偿型、差动结构补偿型、不同传感器补偿型

★★★差动技术的三个技术环节：

①用两个完全相同的传感器

②接受大小相等、符号相反的输入量

③二者输出相减，取其差值

差动技术有较宽的准线性，常用于改善非线性，提高灵敏度

***超声波流速计：

***变面积式差动电容器：P93P89变间隙型差动电容器P113差动式自感传感器

★★★5.传感器的静态模型：代数方程、特性曲线

1）滞后：传感器在正、反行程，输入-输出曲线的不重合程度

∆H

max

eH=×100%

yF⋅S

2）线性度：传感器实际的输入-输出曲线（校准曲线）与拟合直线之间的吻合（或偏离）程度

∆

eL=±×100%

⋅

3）重复性：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测试时，所得特性曲

线间一致程度指标

eR=±×100%

⋅

4）分辨力（率）：传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量

5）阈值：传感器产生可测输出变