传感器定义参考.docx
1,传感器的定义：能够感受规定的被测量并按照-定规律转换成可用输出信号的
器件或装置
传感器的组成：敏感元件，转换元件，基本转换电路。
传感器的静特性：1）线性度
2）迟滞3）重复性4）灵敏度5）分辨率与阀值6）稳定性7）温度稳定性
4传感器的动特性：阶响应或瞬态响应（阶跃信号）；频率响应或稳态响应（正弦
信号）
5应变式传感器1）工作原理：①应变效应：金属丝在外力作用下发生机械形变时，
其阻值发生变化，成为金属的电阻值应变效应②测量原理：基于电阻应变效应。2）应变片的主要特性：①灵敏系数②横向效应：敏感栅由直线和圆弧部分组成，各直线上的金属丝只感受轴向拉应变化，在圆弧段上，各个微段的轴向应变却不为8,将直的电阻丝绕成敏感栅之后虽然长度相同，但应变状态不同，灵敏度降低了，这种现象称为横向效应。③机械滞后:加载特性与卸载特性曲线的最大差值④零漂和蠕变：零漂：不受机械应变时且温度恒定其阻值随时间而变化的特性；蠕变：温度恒定承受机械应变时，其电阻随时间变化的特性3）转换电路①电桥平衡条件：相对桥路上的电阻乘积相等（）②不平衡电桥：电桥输出式电桥灵敏度
③非线性误差：减低非线性误差采用差动电桥
4） 温度补偿：①原因：由于环境温度所以你起的电阻变化与机件应变所造成电阻变化量几乎有相同的数量级，从而产生很大的测量误差②方法：应变自补偿法和线路补偿法。
5） 传感器举例：应变式力传感器应变式压力传感器应变式加速度传感器
6.电感式传感器1）原理s不变改变构成变气隙型传感器，s不变随位移而变构成
变截面型传感器。2）①调幅电路（谐振式调幅电路）输出电压频率与电压源相同，幅度随L变化。灵敏度高，线性差。
调频电路：基本原理是自感1的变化引起输出电压频率的变化：G为震荡回路。这种电路存在严重的非线性。③调相电路基本原理是电感L的变化会引起输出电压相位的变化。
零点残余电压:减小方法①尽量使两线圈对称②减小磁化曲线的非线性③采用相敏整流电路
④使震荡二次侧对称两个两次电压的相位相同
7.电容传感器
存在原理上的非线性;变面积型:
有良好的线性关系；变介电常数型：呈线性关系2）转换电路①等效电路
差动脉冲调宽电路：
运算放大器式电路：
调频电路：
⑶①静态灵敏度：变极距式电容传感器
非线性：变极距式电容传感器： ；差动变极距式电容传感器
消除减小边缘效应的方法：适当减小极间距；电极做的相对极间距很小；结构上增设单位环。④减小和消除寄生电容的影响：增加传感器原始电容值；注意传感器的接地和屏蔽；集成化；采用驱动电缆技术
⑷应用：电容式位移传感器，电容式加速度传感器，电容式差压传感器。
磁电式传感器：⑴磁电感应式传感器：原理：
霍尔效应： （为霍尔系数 ；为
灵敏度系数）
霍尔元件的温度误差及其补偿:采用恒流源供电和输入回路并联电阻（ ）
采用恒压源和输入回路串联电阻:采用温度补偿元件（热敏电阻，电阻丝）采用桥路补偿法。
应用：霍尔式位移传感器，霍尔式速度传感器，霍尔式压力传感器
压电式传感器：⑴压电效应：正压电效应，逆压电效应；公式：
（d为压电系数，d1.d4对应石英晶体敏感，d3对应压电陶瓷敏感）⑵等效电路：
差动脉冲调宽电路：
运算放大器式电路：
调频电路：
⑶①静态灵敏度：变极距式电容传感器
非线性：变极距式电容传感器： ；差动变极距式电容传感器
消除减小边缘效应的方法：适当减小极间距；电极做的相对极间距很小；结构上增设单位环。④减小和消除寄生电容的影响：增加传感器原始电容值；注意传感器的接地和屏蔽；集成化；采用驱动电缆技术
⑷应用：电容式位移传感器，电容式加速度传感器，电容式差压传感器。
光纤传感器：1〉按传输模式分为：单模光纤，多模光纤2〉按工作原理分为：功能型光纤传感器，非功能性光纤传感器，拾光型光纤传感器。
热电偶传感器 ：1〉热电效应：两导体组合并将温度转换成热电势的传感器叫做热
电偶。①接触电动势：由于不同的金属所具有的自由电子密度不同，当两种不同的金属导体接触时，在接触面上会发生电子扩散，电子扩散速度率与两导体电子密度有关和接触区温度成正比。②同一导体中的温差电动势：导体内自由电子在高温端具有较大的动能而向低温端扩散的结果，高温端因失去电子而带正电，低温端由于获得电子而带负电，在高低温端形成一个电位差，温差电动势的大小与导体的性质和两端温差有关。③结论：电极材料相同，无论温度如何，总电动势为0；两结点温度相同，不管材料是否相同，总电动势亦为0；热电偶ABde热电动势与AB材料的中间温度无关，只有结点温度有关。
2〉热电偶基本定律：④中间导体定律：在热电偶回路中接入第三种材料的导线，只要其两端的温度相等，第三导线的引入不会影响热电偶的热电动势（会推导公式）：
参考电极定律：
中间温度