第一篇：常用TOP10傳感器總結(jié)

1.重力感應(yīng)器

應(yīng)用場(chǎng)景：

1、游戲與3D應(yīng)用程序

2、拍照應(yīng)用

3、慣性導(dǎo)航

重力感應(yīng)器開始的應(yīng)用是在蘋果iPhone手機(jī)上面，在此之前手機(jī)和平板就沒(méi)有被配過(guò)此類的傳感器。重力感應(yīng)器當(dāng)時(shí)最主要的應(yīng)用就是方便用戶切換手機(jī)橫屏與豎屏，當(dāng)年在后期重力感應(yīng)器也被賦予了更多的功能與應(yīng)用擴(kuò)展。

手機(jī)與平板的重力感應(yīng)器也被稱為加速度感應(yīng)器，這種感應(yīng)器可以檢測(cè)到手機(jī)加速度的大小與方向。這種感應(yīng)器是原理就是利用壓電效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)一個(gè)重力塊因?yàn)橹亓υ蚋淖兎较?，重力塊下面的壓電晶體接收到了電阻的變化，由此來(lái)判斷重力的方向。這種傳感器比較類似于我們熟知的水平儀，空氣泡相當(dāng)于重力塊，氣泡底部為壓電晶體。只不過(guò)手機(jī)或平板上的壓重模塊和壓電晶體非常小，但是大體上的原理是一樣的。

加速度計(jì)是用于測(cè)試物體運(yùn)行方向上的速度的變換。

2.陀螺儀

應(yīng)用場(chǎng)景：

1、游戲與3D應(yīng)用程序

2、拍照應(yīng)用

3、慣性導(dǎo)航

陀螺儀又叫角速度傳感器，不同于加速度計(jì)(G-sensor)，它的測(cè)量物理量是偏轉(zhuǎn)、傾斜時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。在手機(jī)或平板上，僅用加速度計(jì)沒(méi)辦法測(cè)量或重構(gòu)出完整的3D動(dòng)作，是測(cè)不到轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)作的。因此，加速度計(jì)(G-sensor)只能檢測(cè)軸向的線性動(dòng)作。但陀螺儀則可以對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)、偏轉(zhuǎn)的動(dòng)作做很好的測(cè)量。這樣，就可以精確分析判斷出使用者的實(shí)際動(dòng)作，從而根據(jù)動(dòng)作，對(duì)手機(jī)或平板做相應(yīng)的操作。

如果簡(jiǎn)單的理解，陀螺儀就是重力傳感器的升級(jí)版，重力感應(yīng)只可以識(shí)別左右，而陀螺儀則可以實(shí)現(xiàn)上下左右前后全方位識(shí)別。陀螺儀的應(yīng)用早起主要用于飛機(jī)航天等這些設(shè)備上，后期由于陀螺儀的微型化可以用以手機(jī)或平板這樣小巧的設(shè)備上，對(duì)體驗(yàn)的提升有著非常重要的作用。

陀螺儀是用于測(cè)試方向的。自身轉(zhuǎn)角方面的，和實(shí)際物理空間的位置偏差沒(méi)關(guān)系。

3.位置傳感器

應(yīng)用場(chǎng)景：

1、地圖定位

2、丟失設(shè)備尋找

3、查崗

位置傳感器最普通的理解就是GPS，說(shuō)白了就是為我們提供位置服務(wù)，幾百塊錢的手機(jī)也有這種功能。其實(shí)，位置傳感器的功能還遠(yuǎn)不止于此。

在早期的智能手機(jī)中，能夠定位和配備GPS一直是判斷是不是高端手機(jī)的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)之一。而目前幾百塊錢的手機(jī)當(dāng)然也會(huì)配備GPS，對(duì)于這種位置傳感器當(dāng)然也會(huì)有一定的進(jìn)化。在目前的中高端手機(jī)中，位置傳感器已經(jīng)升級(jí)為了A-GPS和格洛納斯這類位置傳感器。在A-GPS中除了利用GPS信號(hào)定位外，還可以利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)輔助定位和確定GPS衛(wèi)星的位置，提高了定位速度和效率，在很短的時(shí)間內(nèi)就可以快速的定位手機(jī)。而格洛納斯則是定位衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)另外一個(gè)版本，就是說(shuō)當(dāng)手機(jī)無(wú)法接受不到GPS信號(hào)時(shí)，可以利用格洛納斯來(lái)定位手機(jī)的位置。當(dāng)然目前高端手機(jī)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)支持可以同時(shí)工作，除了能夠快速定位外，對(duì)于定位穩(wěn)定性上也有比較大的提升。

4.近距離感應(yīng)器

應(yīng)用場(chǎng)景：

1、接聽電話關(guān)閉屏幕

2、手機(jī)翻轉(zhuǎn)掛斷/接聽等

近距離感應(yīng)器主要作用是當(dāng)用戶在接電話時(shí)手機(jī)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉屏幕，除了能夠節(jié)省不必要的電量浪費(fèi)以外，還可以減少在接電話時(shí)的誤操作。近距離感應(yīng)器是原理就是近距離感應(yīng)器發(fā)射一束紅外光線，通過(guò)紅外光線反射來(lái)測(cè)試物體之間的距離。不過(guò)，像手機(jī)中的距離感應(yīng)器非常短只有幾厘米而已。

5.溫度傳感器

應(yīng)用場(chǎng)景：

1、硬件監(jiān)控

2、監(jiān)測(cè)環(huán)境溫濕度等

溫度傳感器在早期的手機(jī)中就已經(jīng)出現(xiàn)，它可以檢測(cè)手機(jī)電池和處理器溫度變化情況。目前的智能手機(jī)中擁有更多的溫度傳感器，用于檢測(cè)手機(jī)的工作情況，控制手機(jī)發(fā)熱程度等。隨著Windows

8、Android 4.0增加了對(duì)于溫濕度傳感器的API支持，相關(guān)的第三方應(yīng)用開發(fā)者將可以在此基礎(chǔ)上開發(fā)大量的應(yīng)用軟件。

6.光線感應(yīng)器

應(yīng)用場(chǎng)景：光線變化時(shí)屏幕亮度調(diào)節(jié)

光線感應(yīng)器也叫做亮度感應(yīng)器，英文名稱為L(zhǎng)ight-Sensor，很多平板電腦和手機(jī)都配備了該感應(yīng)器。一般位于設(shè)備屏幕上方，它能根據(jù)手持設(shè)備目前所處的光線亮度，自動(dòng)調(diào)節(jié)手持設(shè)備屏幕亮度，給使用者帶來(lái)最佳的視覺(jué)效果。例如在黑暗的環(huán)境下，手持設(shè)備屏幕背光燈就會(huì)自動(dòng)變暗，否則很刺眼。

光電感應(yīng)器是由兩個(gè)組件即投光器及受光器所組成，利用投光器將光線由透鏡將其聚焦，經(jīng)傳輸至受光器透鏡到達(dá)接收感應(yīng)器。最后，感應(yīng)器將收到的光線訊號(hào)轉(zhuǎn)變成電器信號(hào)，此電信訊號(hào)更可進(jìn)一步作各種不同的開關(guān)及控制動(dòng)作。

7.NFC近場(chǎng)傳感器

應(yīng)用場(chǎng)景：

1、快捷支付

2、標(biāo)記信息快速獲取

3、數(shù)據(jù)傳輸

近場(chǎng)通信(Near Field Communication，NFC)，又稱近距離無(wú)線通信，是一種短距離的高頻無(wú)線通信技術(shù)，允許電子設(shè)備之間進(jìn)行非接觸式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸(在十厘米內(nèi))交換數(shù)據(jù)。這個(gè)技術(shù)由免接觸式射頻識(shí)別(RFID)演變而來(lái)，并向下兼容RFID，最早由索尼和飛利浦各自開發(fā)成功，主要為手機(jī)、平板等手持設(shè)備提供M2M(Machine to Machine)的通信。由于擁有極佳的便攜性，這類傳感器廣泛用于便捷支付，比如說(shuō)乘車與零售店支付，比較像我們使用的地鐵或者公交卡等。另外，這種近場(chǎng)傳感器也被賦予了更多的用途，比如說(shuō)兩個(gè)手機(jī)之間的快捷連接和快速信息標(biāo)記。目前許多平板、手機(jī)設(shè)備中都設(shè)置了此類傳感器，可以說(shuō)算是當(dāng)前數(shù)碼設(shè)備中的一個(gè)熱點(diǎn)功能。8.氣壓傳感器

應(yīng)用場(chǎng)景：

1、戶外運(yùn)動(dòng)高度測(cè)量

2、三防設(shè)備檢測(cè)內(nèi)部封閉程度等

在目前的中高端移動(dòng)設(shè)備中均配備了氣壓傳感器。這種氣壓傳感器也分為兩部分，一部分為外部氣壓傳感器，另一部分為內(nèi)部氣壓傳感器。外部氣壓傳感器就是檢測(cè)我們生活場(chǎng)景中的大氣壓力，利用大氣壓的變化來(lái)檢測(cè)我們所處的高度。當(dāng)然這個(gè)也是作為位置傳感器輔助存在的。除此之外如果經(jīng)常戶外的人肯定知道，利用氣壓降低和升高來(lái)確定短時(shí)間的天氣變化。不過(guò)可惜，目前這種軟件市場(chǎng)中還沒(méi)有出現(xiàn)。

除了設(shè)備外部氣壓傳感器，一些三防手機(jī)等還有內(nèi)部氣壓傳感器，實(shí)時(shí)檢測(cè)內(nèi)部氣壓變化，來(lái)確定設(shè)備的外殼密封情況。

9.磁力感應(yīng)器

應(yīng)用場(chǎng)景：

1、指南針

2、鎖屏等

手機(jī)與平板的磁力感應(yīng)器一共有兩種傳感器，我們?cè)谶@里把這兩種磁力傳感器歸為一類來(lái)介紹。首先，地球磁力感應(yīng)器也就是我們熟知的羅盤，可以確定東西南北作為定位輔助設(shè)備存在，也可以單獨(dú)存在。在初次使用時(shí)，往往我們都會(huì)看到屏幕中提示要讓我們手動(dòng)將設(shè)備按照“倒八字”方向移動(dòng)，以便讓其中的傳感器更加準(zhǔn)確的對(duì)方位進(jìn)行確定。

另外，磁力感應(yīng)器這類傳感器主要用于屏幕鎖屏操作來(lái)使用，比如說(shuō)iPad上的Smart Cover和黑莓手機(jī)的保護(hù)套，均使用了該類磁力感應(yīng)器。因此，該類傳感器簡(jiǎn)單、方便、易用的特點(diǎn)，讓其成為了目前主流中高端移動(dòng)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置。

10.超靈敏觸控傳感器

應(yīng)用場(chǎng)景：

1、戶外運(yùn)動(dòng)高度測(cè)量

2、三防設(shè)備檢測(cè)內(nèi)部封閉程度等

超靈敏觸控傳感器主要作用是輔助電容屏觸控使用。由于現(xiàn)在觸摸屏手機(jī)與平板中的電容屏幕主要是依靠電壓的變化，來(lái)檢測(cè)手指在屏幕上的位置。而對(duì)于冬天帶著手套的用戶來(lái)說(shuō)，電容屏就很難檢測(cè)到細(xì)微的電壓變化。這類超靈敏觸控傳感器可以檢測(cè)到屏幕上的微小電流，使得用戶帶著手套也可以正常操作手機(jī)。

據(jù)悉，該技術(shù)是由電容傳感器領(lǐng)域的先鋒美國(guó)新思科技(Synaptics)提供技術(shù)支持，建立在他們?nèi)碌腃learPad Series 3電容觸摸屏感應(yīng)技術(shù)之上。這樣的技術(shù)通過(guò)自動(dòng)感應(yīng)皮膚、戴手套的手指及指甲來(lái)做出響應(yīng)，達(dá)到優(yōu)化觸控體驗(yàn)、為用戶提供無(wú)縫多點(diǎn)觸摸的目的。在看過(guò)了我們對(duì)目前手機(jī)、平板類產(chǎn)品中諸多傳感器的介紹，你是不是也沒(méi)有想到，這些我們看似平常的功能原來(lái)背后竟然是一個(gè)個(gè)如此神奇的技術(shù)。其實(shí)，手機(jī)與平板這些傳感器最主要的作用還是方便我們使用這些數(shù)碼設(shè)備。隨著科技的發(fā)展手機(jī)與平板的傳感器肯定還會(huì)繼續(xù)增多，還會(huì)為我們帶來(lái)更豐富的使用體驗(yàn)。

第二篇：傳感器總結(jié)

傳感器總結(jié)

當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展，是信息化社會(huì)的發(fā)展。在信息時(shí)代，人們的社會(huì)活動(dòng)將主要依靠對(duì)信息資源的開發(fā)及獲取、傳輸與處理。而傳感器是獲取自然領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段，是現(xiàn)代科學(xué)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。它是指那些對(duì)被測(cè)對(duì)象的某一確定的信息具有感受(或響應(yīng))與檢出功能，并使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的可輸出信號(hào)的元器件或裝置的總稱。

傳感器技術(shù)是現(xiàn)代科技的前沿技術(shù)，發(fā)展迅猛，同計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)一起被稱為信息技術(shù)的三大支柱，許多國(guó)家已將傳感器技術(shù)列為與通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)同等重要的位置?，F(xiàn)代傳感器技術(shù)具有巨大的應(yīng)用潛力，擁有廣泛的開發(fā)空間，發(fā)展前景十分廣闊。

傳感器的定義

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測(cè)量件并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。

結(jié)構(gòu)

很多非電學(xué)量(包括物理量,化學(xué)量,生物量等),早期都采用非電學(xué)

量方法測(cè)量。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,對(duì)被測(cè)量的準(zhǔn)確度、速度和精度提出了新的要求,傳統(tǒng)方法已不能滿足測(cè)量要求,必須采用傳感器電測(cè)技術(shù),把非電學(xué)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程中,需用各種傳感器來(lái)監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)參數(shù),使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)。特別是傳感器與計(jì)算機(jī)結(jié)合,使自動(dòng)化過(guò)程更具有準(zhǔn)確、快捷、效率高等優(yōu)點(diǎn)。

傳感器是能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置，能完成檢測(cè)任務(wù),它的輸入量是某一被測(cè)量,可能是物理量,也可能是化學(xué)量、生物量等;輸出量是某種物理量,便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等,可以是氣、光、電物理量，主要是電物理量;輸出輸入有對(duì)應(yīng)關(guān)系,且應(yīng)有一定的精確程度。傳感器的作用包括信息的收集、信息數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和控制信息的采集。傳感器一般由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件兩大部分組成。有時(shí)也將轉(zhuǎn)換電路及輔助電路作為其組成部分。

材料

傳感器材料分半導(dǎo)體材料、陶瓷材料、金屬材料和有機(jī)材料四大類。

半導(dǎo)體傳感器材料主要是硅，其次是鍺、砷化鎵、銻化銦、碲化鉛、硫化鎘等。主要用于制造力敏、熱敏、光敏、磁敏、射線敏等傳感器。

陶瓷傳感器材料主要有氧化鐵、氧化錫、氧化鋅、氧化鋯、氧化

鈦、氧化鋁、鈦酸鋇等，用于制造氣敏、濕敏、熱敏、紅外敏、離子敏等傳感器。

金屬用作傳感器的功能材料不如半導(dǎo)體和陶瓷材料廣泛，主要用在機(jī)械傳感器和電磁傳感器中，用到的材料有鉑、銅、鋁、金、銀、鈷合金等。

有機(jī)材料用于傳感器還處在開發(fā)階段，主要用于力敏、濕度、氣體、離子、有機(jī)分子等傳感器，所用材料有高分子電解質(zhì)、吸濕樹脂、高分子膜、有機(jī)半導(dǎo)體聚咪唑、酶膜等。

性能

傳感器性能指標(biāo)主要有：靈敏度、使用頻率范圍、動(dòng)態(tài)范圍、相移。

靈敏度：指沿著傳感器測(cè)量軸方向?qū)挝徽駝?dòng)量輸入x 可獲得的電壓信號(hào)輸出值u，即s=u/x。與靈敏度相關(guān)的一個(gè)指標(biāo)是分辨率，這是指輸出電壓變化量△u 可加辨認(rèn)的最小機(jī)械振動(dòng)輸入變化量△x 的大小。為了測(cè)量出微小的振動(dòng)變化，傳感器應(yīng)有較高的靈敏度。

使用頻率范圍：指靈敏度隨頻率而變化的量值不超出給定誤差的頻率區(qū)間。其兩端分別為頻率下限和上限。為了測(cè)量靜態(tài)機(jī)械量，傳感器應(yīng)具有零頻率響應(yīng)特性。傳感器的使用頻率范圍，除和傳感器本身的頻率響應(yīng)特性有關(guān)外，還和傳感器安裝條件有關(guān)（主要影響頻率上限）。

動(dòng)態(tài)范圍：動(dòng)態(tài)范圍即可測(cè)量的量程，是指靈敏度隨幅值的變化

量不超出給定誤差限的輸入機(jī)械量的幅值范圍。在此范圍內(nèi)，輸出電壓和機(jī)械輸入量成正比，所以也稱為線性范圍。動(dòng)態(tài)范圍一般不用絕對(duì)量數(shù)值表示，而用分貝做單位，這是因?yàn)楸粶y(cè)振值變化幅度過(guò)大的緣故，以分貝級(jí)表示使用更方便一些。

相移：指輸入簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，輸出同頻電壓信號(hào)相對(duì)輸入量的相位滯后量。相移的存在有可能使輸出的合成波形產(chǎn)生崎變，為避免輸出失真，要求相移值為零或Π，或者隨頻率成正比變化。

有機(jī)材料用于傳感器還處在開發(fā)階段，主要用于力敏、濕度、氣體、離子、有機(jī)分子等傳感器，所用材料有高分子電解質(zhì)、吸濕樹脂、高分子膜、有機(jī)半導(dǎo)體聚咪唑、酶膜等。

優(yōu)缺點(diǎn)

從傳感器分類看優(yōu)缺點(diǎn) 按傳感器輸出信號(hào)分類 模擬式：輸出信號(hào)為模擬信號(hào)。數(shù)字式：輸出信號(hào)為數(shù)字信號(hào)。

按結(jié)構(gòu)形式分類：柱式、橋式、輪輻式、懸臂梁式、板環(huán)式等。柱式：特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，易于加工，成本費(fèi)用低，密封性能良好，對(duì)于潮濕環(huán)境很適用，可設(shè)計(jì)成壓式或拉式的，可以承受很大的載荷；其缺點(diǎn)是位移量小、靈敏度低。

橋式：傳感器彈性體為橋式，其兩端用兩只螺栓緊固到下面的支撐體上，其彈性體與支撐體之間有一間隙，為彈性體的受力變形空間。

該類傳感器的特點(diǎn)如下：由于傳感器與秤體之間的連接為要求很低的間隙配合，所以安裝方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，重復(fù)性好。

輪輻式：高度低、精度高、抗偏心載荷和側(cè)向力強(qiáng)。

剪切梁式：該類傳感器有以下特點(diǎn)：輸出信號(hào)不受稱重點(diǎn)位置變化的影響；線性好、精度高；傳感器受拉伸與壓縮時(shí)，切應(yīng)力的幅度與分布基本相同，即傳感器的拉伸、壓縮靈敏度基本相同，所以特別適用于同時(shí)受拉和壓的測(cè)量；外形低、體積小、重量輕，易于安裝和維修；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于密封；抗側(cè)向力強(qiáng)。

板環(huán)式：特點(diǎn)是輸出靈敏度高、受力狀態(tài)穩(wěn)定、溫度均勻性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于加工，可制成拉壓2種型號(hào)，對(duì)于0.5～30噸的拉壓方式稱重傳感器，這種方式是很好的。

發(fā)展方向

對(duì)比傳感器技術(shù)的發(fā)展歷史與研究現(xiàn)狀可以看出，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及相關(guān)條件的日趨成熟，傳感器技術(shù)逐漸受到了更多人士的高度重視。當(dāng)今傳感器技術(shù)的研究與發(fā)展，特別是基于光電通信和生物學(xué)原理的新型傳感器技術(shù)的發(fā)展，已成為推動(dòng)國(guó)家乃至世界信息化產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的重要標(biāo)志與動(dòng)力。

由于傳感器具有頻率響應(yīng)、階躍響應(yīng)等動(dòng)態(tài)特性以及諸如漂移、重復(fù)性、精確度、靈敏度、分辨率、線性度等靜態(tài)特性，所以外界因素的改變與動(dòng)蕩必然會(huì)造成傳感器自身特性的不穩(wěn)定，從而給其實(shí)際應(yīng)用造成較大影響。這就要求我們針對(duì)傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)，在

不同場(chǎng)合對(duì)傳感器規(guī)定相應(yīng)的基本要求，以最大程度優(yōu)化其性能參數(shù)與指標(biāo)，如高靈敏度、抗干擾的穩(wěn)定性、線性、容易調(diào)節(jié)、高精度、無(wú)遲滯性、工作壽命長(zhǎng)、可重復(fù)性、抗老化、高響應(yīng)速率、抗環(huán)境影響、互換性、低成本、寬測(cè)量范圍、小尺寸、重量輕和高強(qiáng)度等。

同時(shí)，根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外傳感器技術(shù)的研究現(xiàn)狀分析以及對(duì)傳感器各性能參數(shù)的理想化要求，現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可以從四個(gè)方面分析與概括：一是開發(fā)新材料的開發(fā)與應(yīng)用；二是實(shí)現(xiàn)傳感器集成化、多功能化及智能化；三是實(shí)現(xiàn)傳感技術(shù)硬件系統(tǒng)與元器件的微小型化；四是通過(guò)傳感器與其它學(xué)科的交叉整合，實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化。

第三篇：傳感器總結(jié)

1.7 什么是傳感器的靜態(tài)特性？它有哪些性能指標(biāo)？如何用公式表征這些性能指標(biāo)？

答：傳感器的靜態(tài)特性是指被測(cè)量的值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)傳感器的輸出與輸入的關(guān)系，指標(biāo)：線性度，靈敏度，遲滯，重復(fù)性等。

1.8什么是傳感器的動(dòng)態(tài)特性？其分析方法有哪幾種？

答：傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指?jìng)鞲衅鞯妮敵鰧?duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性，反映輸出值真實(shí)再現(xiàn)變化量的輸入量的能力。可以從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面，采用瞬態(tài)響應(yīng)法和頻率響應(yīng)法分析。2.2金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理有何區(qū)別？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？

答：金屬應(yīng)變片的工作原理是基于金屬的應(yīng)變效應(yīng)。半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理是基于半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)。半導(dǎo)體應(yīng)變片的主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏系數(shù)比金屬電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù)大數(shù)十倍，且它的橫向效應(yīng)和機(jī)械滯后極小。但半導(dǎo)體應(yīng)變片的溫度穩(wěn)定性和線性度比金屬電阻應(yīng)變片差得多。2.5試述應(yīng)變片溫度誤差的概念，產(chǎn)生原因和補(bǔ)償方法？

答：由于測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度改變而給測(cè)量帶來(lái)的附加誤差，成為應(yīng)變片的溫度誤差。產(chǎn)生原因：電阻溫度系數(shù)的影響，材料和電阻絲材料的線膨脹系數(shù)的影響。補(bǔ)償方法：電橋補(bǔ)償法，應(yīng)變片的自補(bǔ)償法，熱敏電阻補(bǔ)償法。3.1何謂零點(diǎn)殘余電壓？說(shuō)明該電壓產(chǎn)生的原因以及消除方法。

答：零點(diǎn)殘余電壓的存在使傳感器輸出特性在零點(diǎn)附近的范圍內(nèi)不靈敏，限制著分辨率的提高，零點(diǎn)殘余電壓太大，將使線性度變壞，靈敏度下降，甚至回使放大器飽和阻塞有用信號(hào)的通過(guò)，致使一起不在反映被測(cè)量的變化。

產(chǎn)生原因：（1）由于兩個(gè)二次測(cè)量線圈的等效參數(shù)不對(duì)稱，使其輸出的基波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的幅值和相位不同，調(diào)整磁芯位置時(shí)，也不能達(dá)到幅值和相位同時(shí)相同；（2)由于鐵心的B-H特性的非線性，產(chǎn)生高次諧波不同，不能互相抵消。

消除方法：（1）在設(shè)計(jì)和工藝上，力求做到此路對(duì)稱、線圈對(duì)稱，鐵心材料要均勻，要經(jīng)過(guò)熱處理去除機(jī)械應(yīng)力和改善磁性。兩個(gè)二次側(cè)線圈窗口一致，兩線圈繞制要均勻一致。一次側(cè)線圈繞制也要均勻；（2）采用拆圈的試驗(yàn)方法減小殘余誤差。其思路是，由于兩個(gè)二次側(cè)線圈的等效參數(shù)不相等；（3）在電路上進(jìn)行補(bǔ)償。線路補(bǔ)償主要有：加串聯(lián)電阻、加并聯(lián)電容、加反饋電阻或加反饋電容等。

3.2如何改善單極式邊極距型電容傳感器的非線性？

答：在實(shí)際中，為了改善非線性，電容傳感器常做成差動(dòng)形式。3.3為什么電容式傳感器易受干擾？如何減少干擾？

答：電容式傳感器的容量受其電極的幾何尺寸等限制，一般為幾十到幾百皮法，使傳感器的輸出阻抗很高。因此傳感器的負(fù)載能力差，易受外界干擾影響而產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。3.11什么是壓磁效應(yīng)？什么是正壓磁伸縮，什么是負(fù)壓磁伸縮？

答：某些鐵磁物質(zhì)在外界機(jī)械力的作用下，其內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，從而引起磁導(dǎo)率的改變，這種現(xiàn)象稱為壓磁效應(yīng)。

當(dāng)某種材料受拉時(shí)，在受力方向上磁導(dǎo)率升高，而在與作用力相垂直的方向上，磁導(dǎo)率降低，這種現(xiàn)象稱為正壓磁伸縮。相反，某些材料受拉時(shí)，在受力方向上，磁導(dǎo)率降低，而在與作用力相垂直的方向上，磁導(dǎo)率升高，這種現(xiàn)象稱為負(fù)壓磁伸縮。

4.1光電傳感器的特點(diǎn)是什么？若采用光電傳感器可能測(cè)量的物理量有哪些？

答：光電傳感器就是以光電器件為檢測(cè)元件的傳感器。電絕緣抗電線位移，線速度，角位移，角速度。

4.3二進(jìn)制碼和循環(huán)碼各有何特點(diǎn)？

答:二進(jìn)制：（1）n位的二進(jìn)制碼盤具有2種不同編碼，其容量為2，其最小分辨率

nn（2）二進(jìn)制碼為有權(quán)碼，編碼Cn，Cn?1……C1對(duì)應(yīng)于?1=360°/2n，它的最外圈角節(jié)距為2?1。由零位算起的轉(zhuǎn)角為?=?C12i?1?1（3）碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)中，C1變化時(shí)，所有Cj（j

i?1n

循環(huán)碼：（1）n位循環(huán)碼碼盤與二進(jìn)制碼一樣具有2種不同碼制，最小分辨率為

n?1=360°/2n。最內(nèi)阻為Rn碼道，一半透光，一半不透光。其它第i碼道相當(dāng)于二進(jìn)制碼盤第i+1碼道向零位方向轉(zhuǎn)過(guò)?1角，它的最外圈R1碼道的角節(jié)距為4?1；（2）循環(huán)碼碼盤具有軸對(duì)稱性，其最高位相反，而其余各位相同；（3）循環(huán)碼為無(wú)權(quán)碼；（4）循環(huán)碼碼盤轉(zhuǎn)到相鄰區(qū)域時(shí)，編碼中只有一位發(fā)生變化，不會(huì)產(chǎn)生粗大誤差。

4.7說(shuō)明光導(dǎo)纖維的組成并分析其導(dǎo)光原理，指出光導(dǎo)纖維導(dǎo)光的必要條件是什么？

答：光導(dǎo)纖維是用比頭發(fā)絲還細(xì)的石英玻璃絲制成的，每一根光導(dǎo)纖維由一個(gè)圓柱形內(nèi)芯和包層組成，而且內(nèi)芯的折射率略大于包層的折射率。真空中光是沿直線傳播的，然而入射到纖維中的光棧都能限制在光導(dǎo)纖維中，隨光導(dǎo)纖維彎曲而走彎曲的路線，并能傳播很遠(yuǎn)的距離，在光導(dǎo)纖維中，傳輸信息的載體為光，當(dāng)光導(dǎo)纖維的直徑比光的波長(zhǎng)大的多時(shí)，可以用幾何光學(xué)原理，說(shuō)明光在光纖內(nèi)的傳播。

5.1試述磁電式傳感器的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理。

答：磁電式傳感器由兩部分組成，一部分是磁路系統(tǒng)，由它產(chǎn)生恒定直流磁場(chǎng)，為減少傳感器的體積，一般采用永久磁鐵；另一部分是線圈，有它運(yùn)動(dòng)切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。另外，還有一些外殼、支撐、阻尼器、接線裝置。磁電式傳感器以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律d?E=—kdt,如果線圈是N匝，磁場(chǎng)強(qiáng)度為B，每匝線圈平均長(zhǎng)度為la，線圈相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的速度為d?dx=-NBla=-NBlav，可以用來(lái)來(lái)直接測(cè)量速度，如果dtdt在傳感器的信號(hào)調(diào)節(jié)電路上加一個(gè)積分電路或微分電路，就可以用來(lái)測(cè)量位移或加速度。v=dx/dt,則整個(gè)線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E=-N5.2試述霍爾效應(yīng)的定義及霍爾傳感器的告你工作原理。

答：半導(dǎo)體薄片至于磁場(chǎng)中，當(dāng)他的電流方向與磁場(chǎng)方向不一致時(shí)，半導(dǎo)體薄片上平行與電流和磁場(chǎng)方向的兩個(gè)面之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。

工作原理：在垂直與外磁場(chǎng)B的方向上放置半導(dǎo)體薄片，當(dāng)半導(dǎo)體薄片流有電流I時(shí)，在半導(dǎo)體薄片前、后兩個(gè)端面之間產(chǎn)生霍爾電勢(shì)UH，霍爾電動(dòng)勢(shì)的大小和激勵(lì)電流I和磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度成IB,RH為霍爾常數(shù)。d5.7說(shuō)明單晶體和多晶體壓電效應(yīng)原理，比較石英晶體和壓電陶瓷各自的特點(diǎn)。答：（1）石英晶體是天然的六角形晶體，在直角坐標(biāo)系中，x軸平行于它的棱線，稱為電軸，通常把沿電軸方向的作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為縱向壓電效應(yīng)；y軸垂直于它的棱面，稱為機(jī)械軸，把沿機(jī)械軸方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為橫向壓電效應(yīng)；z軸表示其縱軸，稱為光軸，正比，與半導(dǎo)體薄片厚度d成反比，級(jí)UH=RH 2 在光軸方向時(shí)，不產(chǎn)生壓電效應(yīng)。

壓電陶瓷是人工制造的多晶體，在極化處理以前，各晶粒的電疇按任意方向排列，當(dāng)陶瓷施加外電場(chǎng)時(shí)，電疇由自發(fā)極化方向轉(zhuǎn)到與外加電場(chǎng)方向一致，此時(shí)，壓電陶瓷具有一定極化強(qiáng)度，這種極化強(qiáng)度稱為剩余極化強(qiáng)度。由于束縛電荷的作用，在陶瓷片的電極表面上很快就吸附了一層來(lái)自外界的自由電荷，正負(fù)電荷距離大小因壓力變化而變化，這種由機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能的現(xiàn)象就是壓電陶瓷的正壓電效應(yīng)，放電電荷的多少與外力的大小成比例關(guān)系，Q=d33F（2）石英晶體作為常用的壓電傳感器具有轉(zhuǎn)換效率和裝換精度高，線性范圍寬，重復(fù)性好，固有頻率高，動(dòng)態(tài)特性好，工作溫度高達(dá)550℃（壓電系數(shù)不隨溫度變化而改變），工作濕度高達(dá)100％等優(yōu)點(diǎn)，它的穩(wěn)定性是其它壓電材料無(wú)法比擬的，剛剛極化后的壓電陶瓷的特性是不穩(wěn)定的，經(jīng)過(guò)兩三個(gè)月以后，壓電系數(shù)才近似保持為一定常數(shù)，經(jīng)過(guò)兩年以后，壓電常數(shù)又會(huì)下降，所以做成的壓電傳感器要經(jīng)常校準(zhǔn)，另外，壓電陶瓷也存在逆壓電效應(yīng)。5.9簡(jiǎn)述壓電傳感器的特點(diǎn)及應(yīng)用

答：壓電式傳感器具有體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，動(dòng)態(tài)特性好，靜態(tài)特性差的特點(diǎn)，該傳感器多用于加速度和動(dòng)態(tài)力或壓力的測(cè)量。6.4什么是電阻溫度計(jì)的三線制連接？有何優(yōu)點(diǎn)？

答：如圖所示（背面），G為檢流計(jì)，R1,R2,R3為固定電阻，Ra為零位調(diào)節(jié)電阻，熱電阻Rt通過(guò)電阻為r1，r2，r3的三根導(dǎo)線與電橋連接，r1和r2分別接在相鄰的兩橋臂內(nèi)，當(dāng)溫度變化時(shí)，只要他們的長(zhǎng)度和電阻溫度系數(shù)相等，它們的電阻變化就不會(huì)影響電橋的狀態(tài)。電橋在零位調(diào)整時(shí)，使用R3=Ra+Rt0，Rt0為熱電阻在參考溫度時(shí)的電阻值。優(yōu)點(diǎn)，能夠有效的消除由于連接導(dǎo)線電阻隨環(huán)境溫度變化而造成的測(cè)量誤差。6.5簡(jiǎn)述熱電偶的工作原理

答：熱電偶傳感器是一種將溫度變化轉(zhuǎn)換為電勢(shì)變化的傳感器，它由兩種不同的金屬A和B構(gòu)成一個(gè)閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接觸端溫度不同，即T>T0時(shí)，回路中會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)EAB(T，T0)，其中，T稱為熱端，T0稱為冷端，A和B稱為熱電極。熱電勢(shì)的大小由兩種材料的接觸電勢(shì)和單一材料的溫差電勢(shì)所決定。

6.6試用熱電偶的基本原理，證明熱電偶的中間導(dǎo)體定則

6.7簡(jiǎn)述熱電偶冷端補(bǔ)償?shù)谋匾?，常用的冷端補(bǔ)償有幾種方法？并說(shuō)明補(bǔ)償原理？p175 答：由熱電偶的測(cè)溫公式可知，熱電偶的熱電勢(shì)大小不僅與熱端溫度有關(guān)，而且也與冷端溫度有關(guān)。只有當(dāng)冷端溫度恒定時(shí)，才能通過(guò)測(cè)量熱電勢(shì)的大小得到熱端的溫度。當(dāng)熱電偶冷端處在溫度波動(dòng)較大的地方時(shí)，必須首先使用補(bǔ)償導(dǎo)線將冷端延長(zhǎng)到一個(gè)溫度穩(wěn)定的地方，再考慮將冷端處理為0℃，這就是熱電偶的冷端處理和補(bǔ)償。

補(bǔ)償導(dǎo)線法：補(bǔ)償導(dǎo)線在100℃（或200℃）以下的溫度范圍內(nèi)，具有與熱電偶相同的熱電特性，用它連接熱電偶可起到延長(zhǎng)熱電偶冷端的作用。

熱電偶冷端溫度恒溫法：在一個(gè)保溫瓶里放冰水混合物，1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（101.325KPa）的冰和純水的平衡溫度為0℃。在密封的蓋子上插上若干支試管，試管的直徑應(yīng)盡量小，并有足夠的插入深度。試管底部有少量高度相同的水銀或變壓器油，若放水銀則可把補(bǔ)償導(dǎo)線與銅導(dǎo)線直接插入試管中的水銀里，形成導(dǎo)電通路。不過(guò)在水銀面上應(yīng)加少量蒸餾水并用石蠟封結(jié)，以防止水銀蒸發(fā)和溢出。

計(jì)算修正法：在實(shí)際應(yīng)用中，熱電偶的參比端往往不是0℃，而是環(huán)境溫度T1，這時(shí)測(cè)量出的回路熱電勢(shì)要小。因此，必須加上環(huán)境溫度T1與冰點(diǎn)T0之間溫差所產(chǎn)生的熱電勢(shì)后才能符合熱電偶分度表的要求。根據(jù)連接導(dǎo)體和中間溫度則有：E=(T，0)=E(T，T1)+E(T1，0)。可用室溫計(jì)測(cè)出環(huán) 境溫度T1，從分度表查出E(T1，0)的值，然后加上熱電偶回路熱電勢(shì)E(T，T1)，得到E=(T，0)的值，反查分度表即可得到準(zhǔn)確的被測(cè)溫度T值。6.8簡(jiǎn)述熱電偶冷端補(bǔ)償導(dǎo)線的作用。答：

1、實(shí)現(xiàn)冷端遷移。

2、降低電路成本

6.9在一測(cè)溫系統(tǒng)中，用鉑銠——鉑熱電偶測(cè)溫，當(dāng)冷端溫度為t0=30℃時(shí)，在熱端溫度t時(shí)測(cè)的熱電勢(shì)E=(t，30℃)=6.63mV，求被測(cè)對(duì)象的真實(shí)溫度。解：查表可得：E=(30，0)=0.173mV，E(t，30℃)=6.63mV，所以E(T，0)=6.63+0.173=0.803 mV 反查鉑銠——鉑分度表可得，t=121℃

6.10有哪些非接觸式測(cè)溫方法？請(qǐng)簡(jiǎn)述其工作原理 答：（1）光學(xué)高溫計(jì)：它是目前工業(yè)中應(yīng)用較廣的一種非接觸式測(cè)溫儀表。精密光學(xué)高溫計(jì)用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的精密測(cè)試；標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)高溫計(jì)用于量值的傳遞。光學(xué)高溫計(jì)可用來(lái)測(cè)量800℃到3200℃的高溫。由于用肉眼進(jìn)行色度比較，所以測(cè)量誤差與人的經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。光學(xué)高溫計(jì)測(cè)量的溫度稱為亮度溫度（TL），被測(cè)對(duì)象為非黑體時(shí)，要通過(guò)修正才能得到非黑體的真是溫度。

（2）光電高溫計(jì)：光電高溫計(jì)是由人工操作來(lái)完成亮度平衡工作的，其測(cè)量結(jié)果帶有操作者的主觀誤差。它不能進(jìn)行連續(xù)測(cè)量和記錄，當(dāng)被測(cè)溫度低于800℃時(shí)，光學(xué)高溫計(jì)對(duì)亮度無(wú)法進(jìn)行平衡。它采用新型的光電器件自動(dòng)進(jìn)行平衡，達(dá)到連續(xù)測(cè)量的目的。

（3）輻射溫度計(jì)：它是根據(jù)全輻射強(qiáng)度定理，即物體的總輻射強(qiáng)度與物體的四次方成正比的關(guān)系來(lái)測(cè)量的。它由輻射感溫器和顯示儀表兩部分組成，可用于400℃到2000℃的高溫。輻射高溫計(jì)測(cè)量的溫度稱為輻射溫度TE.。被測(cè)對(duì)象為非黑體時(shí)，要通過(guò)修正才能得到非黑體的真實(shí)溫度。

（4）比色溫度計(jì)：比色溫度計(jì)是通過(guò)測(cè)量熱輻射體在兩個(gè)或兩個(gè)以上波長(zhǎng)的光譜輻射亮度之比來(lái)測(cè)量溫度的。其特點(diǎn)是準(zhǔn)確度高，響應(yīng)快，可觀察小目標(biāo)（最小可到2mm）。用比色溫度計(jì)測(cè)得的溫度稱為比色溫度Ts，它與物體的真實(shí)溫度T很接近，一般可以不進(jìn)行校正。7.3差壓式流量計(jì)由哪幾部分組成？簡(jiǎn)述每部分的功能

答：差壓式流量計(jì)由節(jié)流裝置、引壓導(dǎo)管和差壓變送器組成。

節(jié)流裝置：安裝于管道中產(chǎn)生差壓，節(jié)流件前后的差壓與流量成開方關(guān)系。引壓導(dǎo)管：將節(jié)流裝置前后產(chǎn)生的差壓傳送給差壓變送器。

差壓變送器：將節(jié)流裝置前后產(chǎn)生的差壓轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電線號(hào)（4—20mA）。7.6：質(zhì)量流體計(jì)可以分為哪幾種類型？科里奧利流體計(jì)的工作原理？

答：質(zhì)量流量計(jì)可分為兩類：一類是直接式，即直接輸出質(zhì)量流量；另一類為間接式或推導(dǎo)式，如應(yīng)用超聲流量計(jì)和密度計(jì)組合，對(duì)它們的輸出再進(jìn)行乘法運(yùn)算以得出質(zhì)量流量。答（1）該流量計(jì)是一種直接精密地測(cè)量流體質(zhì)量流量的新穎儀表，以結(jié)構(gòu)主體采用兩根并排的U形管，讓兩根管的回彎部分相向微微振動(dòng)起來(lái)，則兩側(cè)的直管會(huì)跟著振動(dòng)，即它們會(huì)同時(shí)靠攏或同時(shí)張開，即兩根管的振動(dòng)是同步的，對(duì)稱的。科里奧利質(zhì)量流量計(jì)是利用流體在直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)處于一旋轉(zhuǎn)系中，產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利原理而制成的一種直接式質(zhì)量流量?jī)x表。

7.11比較差壓流量計(jì)，電磁流量計(jì)，渦街流量計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)。

答：差壓式流量計(jì)是一類應(yīng)用最廣泛的流量計(jì),在各類流量?jī)x表中其使用量占居首位。近年來(lái),由于各種新型流量計(jì)的問(wèn)世,它的使用量百分?jǐn)?shù)逐漸下降,但目前仍是最重要的一類流量計(jì)。優(yōu)點(diǎn):(1)應(yīng)用最多的孔板式流量, 計(jì)結(jié)構(gòu)牢固,性能穩(wěn)定可靠,使用壽命長(zhǎng);

(2)應(yīng)用范圍廣泛,至今尚無(wú)任何一類流量計(jì)可與之相比擬;

(3)檢測(cè)件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產(chǎn),便于規(guī)模經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。缺點(diǎn):(1)測(cè)量精度普遍偏低;(2)范圍度窄,一般僅3:1~4:1;

(3)現(xiàn)場(chǎng)安裝條件要求高;(4)壓損大(指孔板、噴嘴等)。渦街流量計(jì)是屬于最年輕的一類流量計(jì),但其發(fā)展迅速,目前已成為通用的一類流量計(jì)。優(yōu)點(diǎn):(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固;(2)適用流體種類多;(3)精度較高;(4)范圍度寬;(5)壓損小。

缺點(diǎn):(1)不適用于低雷諾數(shù)測(cè)量;(2)需較長(zhǎng)直管段;(3)儀表系數(shù)較低(與渦輪流量計(jì)相比);(4)儀表在脈動(dòng)流、多相流中尚缺乏應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。電磁流量計(jì)

電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律制成的一種測(cè)量導(dǎo)電性液體的儀表。

電磁流量計(jì)有一系列優(yōu)良特性,可以解決其它流量計(jì)不易應(yīng)用的問(wèn)題,如臟污流、腐蝕流的測(cè)量。優(yōu)點(diǎn):(1)測(cè)量通道是段光滑直管,不會(huì)阻塞,適用于測(cè)量含固體顆粒的液固二相流體,如紙漿、泥漿、污水等;(2)不產(chǎn)生流量檢測(cè)所造成的壓力損失,節(jié)能效果好;(3)所測(cè)得體積流量實(shí)際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的明顯影響;(4)流量范圍大,口徑范圍寬;(5)可應(yīng)用腐蝕性流體。

缺點(diǎn):(1)不能測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體,如石油制品;(2)不能測(cè)量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體;(3)不能用于較高溫度。

7.12：電磁流量計(jì)由哪幾部分組成以其各部分的功能？

答：電磁流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成。傳感器有一個(gè)測(cè)量管，測(cè)量管上下裝有勵(lì)磁線圈，通過(guò)勵(lì)磁電流后產(chǎn)生磁場(chǎng)穿過(guò)測(cè)量管，一對(duì)電極測(cè)量管內(nèi)壁與液體相接觸，引出感應(yīng)電勢(shì)，送到轉(zhuǎn)換器。勵(lì)磁電流則由轉(zhuǎn)換器提供。8.1簡(jiǎn)述成分分析儀器的基本組成。

答：包括取樣裝置，預(yù)處理系統(tǒng)，分離系統(tǒng)，檢測(cè)系統(tǒng)，信號(hào)處理系統(tǒng)，顯示環(huán)節(jié)等。

8.2熱導(dǎo)池的結(jié)構(gòu)和工作原理是什么？雙橋檢測(cè)電路怎樣把熱導(dǎo)池電阻絲的信號(hào)轉(zhuǎn)換為被測(cè)氣體含量的信號(hào)？

答：實(shí)現(xiàn)將混合氣體導(dǎo)熱系數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電阻值變化的部件，稱為熱導(dǎo)池或檢測(cè)器。它包括圓柱形腔體（由銅、鋁或不銹鋼制造）和懸在熱導(dǎo)池中央的電阻原件（細(xì)長(zhǎng)電阻絲）組成。當(dāng)電阻原件通過(guò)電流I時(shí)，電阻從電源吸收的功率將全部轉(zhuǎn)換成熱量，即dQ=I2R。

雙橋檢測(cè)電路中除了測(cè)量電橋Ⅰ外，還增加了參比電橋Ⅱ。在測(cè)量電橋Ⅰ中，R2和R4是兩個(gè)密封在測(cè)量下限氣體的熱導(dǎo)池中的電阻絲，而R1和R3的電阻值要隨著被分析氣體的濃度而變化，因此也使測(cè)量電橋Ⅰ的輸出電壓Ucd發(fā)生變化。Ucd的極性和Ugh相反，Ucd和Ugh的差值△U送到放大器中，帶動(dòng)可逆電機(jī)，推動(dòng)滑線電阻RAB上的滑點(diǎn)C左右滑動(dòng)去尋找平衡點(diǎn)，滑線電阻RAB上面的標(biāo)尺可以直接刻度被測(cè)氣體的濃度值。雙橋檢測(cè)由于采用了差動(dòng)測(cè)量方式，可以有效地克服電源電壓波動(dòng)和環(huán)境溫度變化給測(cè)量帶來(lái)的影響。

8.4磁壓式氧量分析儀是怎樣把氧濃度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的? 答：在不均勻磁場(chǎng)中，氧分子具有瞬時(shí)性，朝強(qiáng)磁場(chǎng)方向移動(dòng)，當(dāng)不同氧氣濃度的兩種氣體在同一磁場(chǎng)相遇時(shí)，它們之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)壓力差，參比氣從參比氣入口進(jìn)入，樣氣從樣氣入口進(jìn)入，參比氣經(jīng)過(guò)兩個(gè)參比通道進(jìn)入樣氣室，其中一路參比氣在磁場(chǎng)區(qū)域與樣氣相遇，由于樣氣中的氧分子朝磁場(chǎng)方向移動(dòng)以及左右兩個(gè)參比通道是想通的，所以與氧氣濃度成正比的壓力差使得兩路參比氣在微流量傳感器處形成壓力氣流，安裝在微流量傳感器處的微流量傳感器感知該氣流并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。

8.7氣相色譜儀的分析原理和工作流程是什么？

答：在氣相色譜分析中，流動(dòng)相為載氣，多數(shù)使用N2，H2，He等氣體。載氣由高壓氣瓶供給，經(jīng)干燥凈化裝置除去雜質(zhì)和水分，再經(jīng)過(guò)計(jì)量、調(diào)節(jié)儀表使之以穩(wěn)定的壓力和精確的流量先后鍵入汽化室、色譜柱、檢測(cè)器，然后放空。被分析試樣常用微量注射器打進(jìn)汽化室，當(dāng)試樣為液體時(shí)，要經(jīng)過(guò)汽化室加熱使之瞬間汽化，成為氣體試樣。試樣被載氣帶進(jìn)色譜柱進(jìn)行分離，其不同組分將按順序依次進(jìn)入檢測(cè)器（如熱導(dǎo)池）。

原理：色譜柱中填充固定相，樣品中各組分在固定相和流動(dòng)相之間的分配情況是不同的。以氣—液色譜法為例，在一定溫度、壓力下，組分在氣液兩相間分配達(dá)到平衡時(shí)的質(zhì)量濃度比稱為分配系數(shù)，即ki= ?si。式中，?si為組分i在固定相中的質(zhì)量濃度，??mimi為組分

i在流動(dòng)相中的質(zhì)量濃度。

第四篇：傳感器總結(jié)

傳感器總結(jié)

傳感器，顧名思義就是傳遞自身感受的儀器，聽起來(lái)好似很簡(jiǎn)單，那為什么我們需要單獨(dú)開設(shè)這門課程呢？

傳感器是新技術(shù)和信息社會(huì)的重要技術(shù)基礎(chǔ)，是現(xiàn)代科技的開路先鋒。日本把傳感器技術(shù)列入十大技術(shù)之首，日本商業(yè)界人士稱“支配了傳感器技術(shù)就能夠支配新時(shí)代”。世界技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家對(duì)傳感器技術(shù)都十分的重視。傳感器技術(shù)是一項(xiàng)當(dāng)今世界令人矚目的迅速發(fā)展起來(lái)的高新技術(shù)之一，也是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志，它與通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)成信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱。如果說(shuō)計(jì)算機(jī)是人類大腦的擴(kuò)展，那么傳感器就是人類五官的延伸。從以上可以看看出傳感器是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)。而作為一名測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的學(xué)生，既然要測(cè)量，肯定就會(huì)用各種各樣的傳感器，以達(dá)到不同的測(cè)量要求，那么學(xué)好傳感器這門課就顯得異常重要。

與傳感器的接觸下，經(jīng)常會(huì)思考一些有關(guān)傳感器的問(wèn)題，比如：在傳感器的發(fā)展初期，當(dāng)還沒(méi)有出現(xiàn)“傳感器”這個(gè)詞語(yǔ)的時(shí)候，人們是怎么想到要發(fā)明這些東西的，它是怎么感受四周的變化的？通過(guò)什么感受到的？又是怎么傳遞這種感覺(jué)的？想著，想著，缺乏傳感器專業(yè)知識(shí)的我就會(huì)陷入困境。迫使自己去查閱書籍文獻(xiàn)，來(lái)解決這些問(wèn)題。

在這一學(xué)期中，我們學(xué)到了很多種傳感器，霍爾式傳感器、壓電式傳感器、光電式傳感器、熱電式傳感器和超聲波傳感器等等，而這些傳感器有的不僅可以測(cè)出位移，還可以測(cè)量加速度等。一種傳感器有多種用途，這就決定了我們要活學(xué)活用。初次見到這些名字的傳感器的時(shí)候，實(shí)在很難想象它們是怎么測(cè)出我們所需要的量的，同時(shí)還能測(cè)出其他的量。

所以，傳感器其實(shí)是一門生動(dòng)的課，我們只有認(rèn)真地聽課，再加上積極地思考平時(shí)出現(xiàn)在生活中的傳感器的應(yīng)用，同時(shí)努力嘗試著去做一些簡(jiǎn)易的傳感器儀器，才能真正地不愧于一學(xué)期的學(xué)習(xí)。我覺(jué)得傳感器是一門絕對(duì)離不開PPT的課程，如果光是老師在講臺(tái)上拿著書本一陣狂念，還不如我們自己去琢磨。當(dāng)老師每次舉出一個(gè)傳感器的實(shí)際應(yīng)用時(shí)，就頗為受用，難以理解的傳感器一下子變得生動(dòng)能夠想象它的工作模式了，所以非常支持老師選用PPT教學(xué)，但唯一美中不足的是PPT跟課本不配套。非常喜歡老師的教學(xué)模式，不僅教會(huì)我們專業(yè)知識(shí)，還時(shí)常與我們談?wù)撘恍┐蟮览恚v一些文學(xué)淵源，雖然我們每次都是讓老師大失所望，老師也會(huì)毫不留情的說(shuō)出對(duì)我們的評(píng)價(jià)，但是相信在老師的鞭策下，我們會(huì)成長(zhǎng)的更快。

第五篇：傳感器要點(diǎn)總結(jié)

傳感器：能夠把特定的被測(cè)量信息（如物理量﹑化學(xué)量、生物量等）按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號(hào)輸出的器件或裝置。2.1.1 線性度

如果理想的輸出（y）―輸入（x）關(guān)系是一條直線，即y = a0x，那么稱這種關(guān)系為線性輸出―輸入特性。

傳感器的實(shí)際特性曲線與擬合直線不吻合的程度，在線性傳感器中稱“非線性誤差”或“線性度”。

常用相對(duì)誤差的概念表示“線性度”的大小，即傳感器的實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的最大偏差的絕對(duì)值對(duì)滿量程輸出之比為

式中

el???maxyFS?10000e1——非線性誤差（線性度）；

——實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的最大偏差；

yFS ——滿量程輸出。

2.1.3 遲滯

遲滯表示傳感器在輸入值增長(zhǎng)的過(guò)程中（正行程）和減少的過(guò)程中（反行程），同一輸入量輸入時(shí)，輸出值的差別。

該指標(biāo)反映了傳感器的機(jī)械部件和結(jié)構(gòu)材料等存在的問(wèn)題，如軸承摩擦、間隙不適當(dāng)、元件磨損（或碎裂）以及材料的內(nèi)部摩擦等。

遲滯的大小通常由整個(gè)檢測(cè)范圍內(nèi)的最大遲滯值Dmax與理論滿量程輸出之比的百分?jǐn)?shù)?表示，即

et?max?10000 yFS 2.1.4 重復(fù)性

在同一工作條件下，對(duì)同一輸入值，按同一方向多次測(cè)量的輸出值之間的(不)一致程度，稱為“重復(fù)性”。

重復(fù)性是輸入量按同一方向作全程連續(xù)多次測(cè)量時(shí)，所得特性曲線間一致程度的標(biāo)志。

產(chǎn)生原因:同遲滯。

重復(fù)性誤差eR通常用輸出最大不重復(fù)誤差Dmax與滿量程輸出yFS之比的百分?jǐn)?shù)表示，即

? eR?max?10000

yFS Dmax——D1max與D2max兩數(shù)值之中的最大者； D1max——正行程多次測(cè)量的各個(gè)測(cè)試點(diǎn)

輸出值之間的最大偏差；

D2max——反行程多次測(cè)量的各個(gè)測(cè)試點(diǎn)輸出值之間的最大偏差。變形:物體在外力作用下改變?cè)瓉?lái)的尺寸或形狀的現(xiàn)象。

彈性變形:如果外力去掉后物體能夠完全恢復(fù)原來(lái)的尺寸和形狀的變形。彈性圓柱上各點(diǎn)在垂直于軸線的截面上（a = 90°）的應(yīng)力、應(yīng)變?yōu)?/p>

FF ???? AAE在平行軸線的截面上（a = 0°）應(yīng)力、應(yīng)變?yōu)?/p>

F ????F???? AEA圓柱應(yīng)變的一般表達(dá)式為

懸臂梁 根據(jù)梁的截面形狀不同又可分為等截面梁和等強(qiáng)度梁。

LR???` A

軸向應(yīng)變

徑向應(yīng)變

泊松關(guān)系：

金屬絲式電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體式應(yīng)變片的主要區(qū)別在于：前者是利用金屬導(dǎo)體形變 引起的電阻的變化；后者是利用半導(dǎo)體電阻率變化引起的電阻的變化。

? 某應(yīng)變片的電阻R=350 ?，靈敏系數(shù)K=2.05，用作應(yīng)變 ??800?m/m 的傳感元件。

? 求： ? 解： ?R

R?K??800?2.05?10?6drr???x??0.00164?R?K?R?0.00164?350??0.574?如果將100 的電阻應(yīng)變片粘貼在彈性試件上，若試件受力橫截面積S=0.5*10-4m2，?彈性模量E=2*1011N/m2，若有 F=5*104N的拉力引起電阻變化為1 ?。試求該應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)。??E,?為測(cè)試的應(yīng)力；?（提示：? 為應(yīng)變； E為材料的彈性模量）

?RR?FSE1100?5?100.5?10?4411??

?RR1100 K???2應(yīng)變片的靈敏系數(shù)

?0.005

電阻應(yīng)變片由----引出線、覆蓋層、基片、電阻絲四部分構(gòu)成。

?2?10?0.005一個(gè)K=2.1的350 ?應(yīng)變片粘貼在鋁支柱（其彈性模量E=73GPa）上。支柱的外徑為50mm，內(nèi)徑為47.5mm。試計(jì)算當(dāng)支柱承受1000kg負(fù)荷時(shí)電阻的變化。???E為測(cè)試的應(yīng)力；?（提示： 為應(yīng)變； E為材料的彈性模量）?R?K?R?KR?/E?KR(F/S)/E解：

S ? D?d ??97.5mm?2.5mmS?? 44 R?350? K?2.1 F?1000kg?9800N E?73GPa ?R?2.1?350??9800N191?10?6?191mm2m?73?10Pa29?0.517? U?RUEUL?E ? K? 4R4溫度誤差及其產(chǎn)生原因：

1.溫度變化引起應(yīng)變片敏感柵電阻變化而產(chǎn)生附加應(yīng)變

2、試件材料與敏感柵材料的線膨脹系數(shù)不同，使應(yīng)變片產(chǎn)生附加應(yīng)變

溫度補(bǔ)償方法

1、橋路補(bǔ)償法

2、應(yīng)變片自補(bǔ)償法

一測(cè)量吊車起吊重物的拉力傳感器如圖a所示。R1、R2、R3、R4按要求貼在等截面作業(yè)： 軸上。已知:等截面軸的截面積為0.00196m2，彈性模量E=2×1011N/m2，泊松比??0.3，且R1=R2=R3=R4=120Ω, 所組成的全橋型電路如題圖b所示，供橋電壓U=2V?，F(xiàn)測(cè) 得輸出電壓U0=2.6mV。求：①等截面軸的縱向應(yīng)變及橫向應(yīng)變?yōu)槎嗌?？②力F為多少？ 作業(yè)2 解： 2112? R1?R2?R3?R4?120?;??0.3;S?0.00196m;E?2?10N/m;U ?2V;U0?2.6mV

全橋計(jì)算：?R?U0R?0.156?按U

?l?R/R?R/R軸??0.0008125 向應(yīng)變：???lk1?2?

?r?l橫 向應(yīng)變：?????0.0004875rl 5力：F??SE?3.185?10N

電容式傳感器可分為變極距型、變面積型和變介質(zhì)型三種類型。極板面積為A，初始距離為d0，以空氣為介質(zhì)（er=1），電容器的電容為

?A?C?d

C0 ?0? d0C0d0

練習(xí)1：一平板式電容位移傳感器初始狀態(tài)時(shí)兩極板完全正對(duì)，已知：

極板長(zhǎng)度a以及寬度b都為4mm，極板間隙??0.5mm，極板間介質(zhì)

為空氣。求該傳感器靜態(tài)靈敏度；若極板沿長(zhǎng)度方向移動(dòng)2mm，求

此時(shí)電容量。

解：對(duì)于平板式變面積型電容傳感器，它的靜態(tài)靈敏度為：

C0?b?12?11?1 ??8?8.85?10?7.08?10Fm kg?a?0

極板沿x方向相對(duì)移動(dòng)2mm后的電容量為：

?12?b(a??a)8.85?10?0.004?2?13 C???1.416?10F ?00.5

2W?0S

0L?自感式、互感式、渦流式三種傳感器。2?常見的自感式傳感器有變間隙式、變面積式和螺線管式三類。6.3.1 電渦流式傳感器的工作原理及特性

電感線圈產(chǎn)生的磁力線經(jīng)過(guò)金屬導(dǎo)體時(shí)，金屬導(dǎo)體就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流的流線呈閉合回線，類似水渦形狀，故稱之為電渦流。

電渦流式傳感器是以電渦流效應(yīng)為基礎(chǔ)，由一個(gè)線圈和與線圈鄰近的金屬體組成.電渦流傳感器變換原理：

渦流式傳感器的變換原理，是利用金屬導(dǎo)體在交流磁場(chǎng)中的渦電流效應(yīng)。如圖所示，金屬板置于一只線圈的附近，它們之間相互的間距為為δ，當(dāng)線圈輸入一交變電流i時(shí)，便產(chǎn)生交變磁通量Φ，金屬板在此交變磁場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流i1，這種電流在金屬體內(nèi)是閉合的，所以稱之為“渦電流”或“渦流”。渦流的大小與金屬板的電阻率ρ、磁導(dǎo)率μ、厚度h，金屬板與線圈的距離δ，激勵(lì)電流角頻率ω等參數(shù)有關(guān)。若改變其中某二參數(shù)，而固定其他參數(shù)不變，就可根據(jù)渦流的變化測(cè)量該參數(shù)。

電渦流式傳感器結(jié)構(gòu)形式

1、變間隙式

2、變面積式

3、螺線管式

4、低頻透射式

有一個(gè)石英晶體，其面積Ｓ＝３ｃｍ２，厚度ｔ＝0.3mm，壓電系數(shù)d11=2.31*10-12C/N。求受?12到壓力p=10MPa作用時(shí)產(chǎn)生的電荷q及輸出電壓U。已知 ?0?8.85*10F/m;?r?4.q?d11?F?d11?p?S?2.31*10?12*10*106*3*10?4?6.93*10 ?9CC ?晶體電容：??0*?r*St-128.85*10*4.5*3*10?3?40.3*10U?qC??3.98*10?9?11F 晶體電壓：

6.93*103.98*10?11?174V壓電式傳感器的測(cè)量電路：

1、電壓放大器

2、電荷放大器

壓阻效應(yīng):固體受到力的作用后，其電阻率（或電阻）就要發(fā)生變化的現(xiàn)象。壓阻式傳感器是利用固體的壓阻效應(yīng)制成的一種測(cè)量裝置。

影響壓阻系數(shù)大小的主要因素是擴(kuò)展雜質(zhì)的表面濃度和環(huán)境溫度。

熱電偶：利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料的熱電效應(yīng)將溫度的變化轉(zhuǎn)換為電動(dòng)勢(shì)變化的元件。

已知在某特定條件下，材料A與鉑組成熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)為13.967mV，材料B與鉑組成熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)為-8.345mV。求出在此特定條件下材料A與材料B組成熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)。解：根據(jù)參考電極定律，有 EAB（T, T0）= EAC（T, T0）+ ECB（T, T0）依題意可知，EAC（T, T0）=13.967mV，ECB（T, T0）=-8.345mV 則： EAB（T, T0）=13.967mV-8.345mV=5.622mV

導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）的電阻值隨溫度變化而改變，通過(guò)測(cè)量其電阻值推算出被測(cè)物體的溫度，——電阻溫度傳感器的工作原理。

1.某熱電偶的熱電勢(shì)在E(600,0)時(shí)，輸出E=5.257 mV，若冷端溫度為0℃時(shí)，測(cè)某爐溫輸出熱電勢(shì)E=5.267 mV。試求該加熱爐實(shí)際溫度是多少？ 解：已知：熱電偶的熱電勢(shì)E（600.0，0）=5.257 mV，冷端溫度為0℃時(shí)，輸出熱電勢(shì)E=5.267 mV，熱電偶靈敏度為：K = 5.257 mV/600 = 0.008762 mV/℃ 該加熱爐實(shí)際溫度是：T= E/K = 5.267 mV/0.008762 mV/0℃ = 601.14℃

2.將一支靈敏度為0.08mV/℃的熱電偶與電壓表相連，電壓表接線端處溫度為50 ℃。電壓表讀數(shù)為60mV，求熱電偶熱端溫度。解：電壓表接線端溫度為冷端溫度，電壓表上的讀數(shù)由熱端溫度t和冷端溫度50 ℃產(chǎn)生，即E（t，50）=60mV。E（t，50）= E（t，0）-E（50，0），則 E（t，0）= E（t，50）+E（50，0）=60+50*0.08 =64mV 所以熱端溫度t=64/0.08=800 ℃ 計(jì)算題 3

一個(gè)變間隙式平板電容傳感器，其極板直徑D=8mm，極板間初始間距

d0=1mm，極板間介質(zhì)為空氣，其介電常數(shù)ε0=8.85×10-12F/m。

試求：(1)初始電容C0；

(2)當(dāng)傳感器工作時(shí)，間隙減小?d=10μm，則其電容量變化?C；(3)如果測(cè)量電路的靈敏Ku=100mV/pF，則在?d=±1μm時(shí)的輸出電壓U0。計(jì)算題3 解：(1)初始電容： C0??0Sd0??0?rd02?8.85?10?12???(4?10?3?3)21?10?4.45?10?13F?0.445pF(2)由?CC0??dd0，則當(dāng)Δd=10um時(shí)，有 10?101?3?C?C0?dd0?0.445pF??4.45?10?3pF(3)當(dāng)Δd=±1μm時(shí)，有 ?C?C0?dd0?0.445pF??1?m1?10?m3??0.445?10?3pF 由 Ku=100mV/pF=U0/ΔC，則 U0=KuΔC=100mV/pF×(±0.445×10-3pF)=±0.0445(mV)