傳感器復習資料

傳感器：能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置傳感器的構成：敏感元件、轉換元件、信號調理轉換電路、輔助電源傳感器的靜態(tài)特性：被測量的值處在穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出與輸入的關系敏捷度：輸出量增量與引發(fā)輸出量增量對應輸入量增量之比。S=Δy/Δx線性度：傳感器的輸出與輸入之間數量關系的線性程度遲滯：傳感器在相似工作條件下，輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到?。ǚ葱谐蹋┳兓陂g其輸入輸出特性曲線不重疊的現象重復性：傳感器在相似工作條件下，輸入量按同一方向作全量程持續(xù)多變化時，所得特性曲線不一致的程度漂移：在輸入量不變的狀況下，傳感器輸出量隨著時間變化的現象電阻應變片的工作原理：電阻應變效應，即導體在外界作用下產生機械形變時，其電阻值對應發(fā)生變化金屬電阻應變片種類：絲式電阻應變片和箔式電阻應變片金屬電阻應變片的構造：敏感柵、基片、覆蓋層、引線應變式加速度傳感器：重要用于物體加速度的測量。工作原理：物體運動的加速度與作用在它上面的力成正比，與物體的質量成反比，即a=F/m電感式傳感器常見種類：自感式、互感式、電渦流式自感式電感（變磁阻式）傳感器工作原理：運用線圈自感量的變化來實現測量，由線圈、鐵芯、和銜鐵三部分構成差動變隙式電感傳感器：重要構成：兩個完全相似的電感線圈合用一種銜鐵和對應磁路構成工作原理：測量時，銜鐵與被測件相連，當被測件上下移動時，帶動銜鐵也以相似的位移上下移動，造成一種線圈的電感量增加，另一種線圈的電感量減小，形成差動形式基本特性：非線性大大減小，敏捷度也提高了為了使輸出特性能得到有效改善，構成差動的兩個變隙式電感傳感器在構造尺寸、材料、電氣參數等方面均應完全一致自感式電感傳感器的測量電路：交流電橋式和諧振式互感式傳感器：把被測量的非電量變化轉換為線圈互感變化的傳感器。這種傳感器是根據變壓器的基本原理制成，并且次級繞組用差動形式連接，故稱差動變壓器式傳感器差動變壓器常見構造：變隙式、變面積式、螺線管式等。在非電量測量中，應用最多的是螺線管式差動變壓器差動變壓器式傳感器測量電路：（1）差動整流電路（2）相敏檢波電路（可靠工作的條件：us的幅值要遠不不大于輸入信號u2的幅值，方便有效控制四個二極管的導通狀態(tài)，且us和差動變壓器式傳感器激勵電壓u1由同一振蕩器供電，確保兩者同頻同相（或反相））電渦流效應：塊狀金屬導體置于變化的磁場中或在磁場中做切割磁力線運動時，導體內將產生呈旋渦狀的感應電流，此電流叫電渦流，以上現象稱作電渦流效應渦流式傳感器的應用：1、低頻透射式渦流厚度傳感器；2、高頻反射式渦流厚度傳感器；3、電渦流式轉速傳感器電渦流傳感器的測量電路：調頻式、調幅式電容式傳感器類型：變極距型（只有在Δd/d0很小時，才有近似的線性關系。微位移測量中應用最廣），變面積型，變介質型（測量液位高低）電容式傳感器應用：電容式壓力傳感器，電容式加速度傳感器，差動式電容測厚傳感器(工作原理：在被測帶材的上下兩端各置放一塊面積相等，與帶材距離相等的極板，這樣極板與帶材就構成了兩個電容器C1，C2。把兩塊極板用導線連接起來成為一種極，而帶材就是電容的另一種極，其總電容為C1+C2，如果帶材的厚度發(fā)生變化，將引發(fā)電容量的變化，用交流電橋將電容的變化測出來，通過放大即可由電表批示測量成果)電容式傳感器測量電路：調頻電路、運算放大器式電路、二極管雙T形交流電橋、脈沖寬度調制電路壓電效應：某些電介質，當沿著一定方向對其施力而使它變形，內部產生極化現象，同時在它的兩個表面上便產生符號相反的電荷，當外力去掉后，又重新恢復到不帶電的狀態(tài)，這種現象稱壓電效應。當作用力方向變化時，電荷的極性也隨之變化，這種把機械能轉換為電能的現象稱作“正壓電效應”當在電介質極化方向施加外電場，這些電介質也會產生幾何形變，這種現象稱作“逆壓電效應”壓電材料：含有壓電效應的材料（壓電晶體和壓電陶瓷）石英晶體：SIO2，單晶體構造，正六面體。光軸：縱向軸z，電軸：通過六面體棱線并垂直于光軸的x，機械軸：與x、z軸同時垂直的軸y?？v向壓電效應：沿電軸x方向的力作用下產生電荷的壓電效應，橫向壓電效應：沿機械軸y方向的力作用下產生電荷的壓電效應。沿光軸z方向的力作用時不產生光電效應壓電陶瓷構造：人工制造的多晶體壓電材料。材料內部的晶粒有許多自發(fā)極化的電疇，它有一定的極化方向，從而存在電場。在無電場作用時，電疇在晶體中雜亂分布，它們各自的極化效應被互相抵消，壓電陶瓷內計劃強度為零。因此原始的電陶瓷呈中性，不含有壓電性質壓電式傳感器的測量電路：電壓放大器，電荷放大器（輸出電壓只取決于輸入電容和反饋電容）所要解決的核心問題：為了得到必要的測量精度，規(guī)定反饋電容的溫度和時間穩(wěn)定性都較好壓電式傳感器的應用：壓電式測力傳感器，壓電式加速度傳感器，壓電式金屬加工切削力測量，壓電式玻璃破碎報警器霍爾效應：置于磁場中的靜止載流導體，當它的電流方向與磁場方向不一致時，載流導體上垂直于電流和磁場的方向上將產生電動勢的現象。該電動勢稱為霍爾電動勢霍爾傳感器的應用：霍爾式微位移傳感器，霍爾式轉速傳感器，霍爾計數裝置霍爾電勢與哪些因素有關：激勵電流，磁感應強度，霍爾片的敏捷度光電式傳感器的構成：光源，光學通路，光電元件，測量電路光電效應：外光電效應，內光電效應外光電效應：在光線作用下，物體內的電子逸出物體表面對外發(fā)射的現象內光電效應：在光線作用下，物體內的導電性能發(fā)生變化或產生光生電動勢的效應光電器件：光敏電阻、光敏二極管和光敏晶體管、光電池光電池：是一種直接將光能轉換為電能的光電器件光電池的工作原理：基于“光生伏特效應”。硅光電池事實上是一種大面積的PN結，當光照射到PN結的一種面，例如P型面時，若光子能量不不大于半導體材料的禁帶寬度，那么P型區(qū)每吸取一種光子就產生一對自由電子和空穴，電子---空穴對從表面對內快速擴散，在結電場的作用下，最后建立一種與光照強度有關的電動勢光電池的特性：1光譜特性（光電池對不同波長的光的敏捷度是不同的）2光照特性（光電池在不同光照度下，其光電流和光生電動勢是不同的，它們之間的關系就是光照特性）3頻率特性4溫度特性（描述光電池的開路電壓和短路電流隨溫度變化的狀況）光電耦合器件：1用于實現電隔離的光電耦合器（光電隔離器）、2用于檢測物體位置或檢測有無物體的光電開關光電耦合器（光電隔離器）：廣泛應用在電路隔離、電平轉換、噪聲克制等場合光電開關：廣泛應用于工業(yè)控制、自動化包裝線及安全裝置中作為光控制和光探測裝置。光纖構造：纖芯，包層，保護套光纖傳光原理：基于光的全內反射光纖基本特性：1數值孔徑（NA）（物理意義：表征光纖集光本領的一種重要參數，即反映光纖接受光量的多少）2光纖模式3光纖傳輸損耗光纖傳感器：運用光纖本身的某種敏感特性或功效制成的傳感器，稱為功效型傳感器（傳感型傳感器）；光纖僅僅起傳輸光的作用，它在光纖端面或中間加裝其它敏感元件感受被測量的變化，這類傳感器稱為非功效型傳感器（傳光型傳感器）光纖傳感器的應用：1光纖加速度傳感器2光纖溫度傳感器熱電效應：兩種不同材料的導體（或半導體）構成一種閉合回路，當兩接點溫度不同時，則在該回路中產生電動勢的現象。該電動勢稱為熱電勢。這兩種不同材料的導體或半導體的組合稱為熱電偶，導體稱為熱電極。兩個接點，一種稱熱端（測量端或工作端），測溫時將它置于被測介質中；另一種稱冷端（參考端或自由端），它通過導線與顯示儀表相連熱電偶基本定律：1、均質導體定律：由兩種均質導體構成的熱電偶，其熱電動勢的大小只與兩材料及兩接點溫度有關，與熱電偶的大小尺寸、形狀及沿電板各處的溫度分布無關