传感器原理期末考试总结由刀豆文库小编整理,希望给你工作、学习、生活带来方便,猜你可能喜欢“传感器原理期末考试”。
1.应变式传感器的原理电阻应变片基于电阻应变效应,即导体在外界作用下产生机械变形(拉伸或压缩)时其值发生相应变化。
2.应变式传感器应用:A.应变式传力感器:a.柱(筒)力传感器。b.环式力传感器。c.悬臂梁式传感器。B.应变式压力传感器。C.应变式容器内液体重量传感器。D.应变式加速度传感器。
3.自感式电感传感器工作原理:自感式电感传感器是利用线圈自感量的变化来实现测量的。当被测量发生变化时,使衔铁发生位移,引起磁路中磁阻变化,从而导致电感线圈的电感量变化,就能确定衔铁位移量的大小和方向,这种传感器又称为变磁阻式传感器。差动变隙式传感器由两个完全相同的电感线圈合用一个衔铁和相应的磁路组成。
4.自感式电感传感器的应用:当压力进入膜盒时,膜盒的顶端在压力P的作用下产生于压力P大小成正比的位移,于是衔铁也发生移动,从而使气隙发生变化,流过线圈的电流也发生相应的变化,电流表A的指示值就反映了压力的大小。变隙式差动传感器:当被测压力进入C形弹簧管时,C型弹簧管产生变形,其自由端发生位移,带动与自由端连接成一体的衔铁运动,使线圈1和线圈2中的电感发生大小相等、符号相反的变化。即一个电感量增大,一个电感量减小。电感的这种变化通过电桥电路转换成电压输出,所以只要用检测仪表测量出输出电压,即可得知被测压力大小。
5.电容式传感器的原理:电容C=εA/d,当被测量变化引起示中介电常数ε,正对面积A,极板间距d的变化时电容C也相应变化,如果保持其中两个参数不变,而改变一个参数,就可以把该参数的变化转变成电容量的变化,通过测量电路就可以转换为电量输出。
6.电容式传感器可分为变极距型,便面积型和变介质型。
7.电容式传感器的应用:电容式压力传感器,电容式加速度传感器。差动式电容测厚传感器。
8.压电式传感器的工作原理:就是利用压电材料的压电效应,即有压力作用在压电材料上时,传感器有电荷(或电压)输出。
9.压电式传感器的应用:压电式测力传感器,压电式加速度传感器,压电式金属加工切削力测量
10.磁电感应式传感器工作原理:是利用电磁感应原理将被测量(如振动、位移、转速等)转换成电信号的一种传感器。它不需要辅助电源,就能把被测对象的机械量转换成易于测量的电信号,是一种有源传感器,又称磁电式传感器。
11.磁电感应式传感器的应用:动圈式震动速度传感器,磁电式扭距传感器
12.霍尔式传感器工作原理:霍尔传感器是基于霍尔效应的传感器。
13.霍尔式传感器的应用:霍尔式微位移传感器,霍尔式转速传感器,霍尔计数装置。
14.光电式传感器的应用:火焰探测报警器,光电式纬线探测器,燃气具中的脉冲点火控制器
15.光纤传感器原理实际上是研究光在调制区内,外界信号(温度,压力,应变,位移,震动,电场等)与光的相互作用,即研究光被外界参数的调制原理,外界信号可能引起的光强,波长,频率,相位偏振态等光学性质的变化,从而形成不同的调制。
16.光纤传感器的应用:光纤加速度传感器,光纤温度传感器。
17.半导体气敏传感器的原理:是利用气体在半导体表面的氧化和还原反应导致敏感元件阻值发生变化而制成的。
18.半导体气敏传感器的应用:气体泄漏报警,自动控制,自动测试。
传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可输出的信号的器件或装置。通常,传感器由敏感元件和转换元件组成。
传感器的性能指标:A基本参数指标(量程指标,灵敏度指标,精度方面指标,动态性能指标)B环境参数指标(温度指标,抗冲震指标,其他环境参数指标)C可靠性指标(考虑工作寿命,平均无故障时间,保险期,疲劳性能,绝缘电阻)D其他指标(使用指标,结构指标,安装连接指标)
传感器静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出和输入的关系。
传感器的静态特性可以用一组性能指标来描述,如灵敏度,迟滞,线性度,重复性,和漂移等。
灵敏度是静态特性的一项重要指标。灵敏度S等于输出量的增量和输入量的增量的比值。线性度是指传感器的输出和输入之间数量关系的线性程度,线性度也叫非线性误差,等于最大非线性绝对误差比上传感器满量程输出值再乘以百分之百。
动态特性是指输入量随时间变化时传感器的响应时间
应变效应即导体在外界作用下产生机械变形时,其电阻值相应发生变化。
压阻效应即半导体材料的电阻率ρ随作用应力变化而发生相应变化的现象。
应变片种类A按材料分:1金属式(丝式,箔式,薄膜型)2半导体式(薄膜型,体型,扩散型,外延型,PN结型)B按结构分:单片,双片,特殊形状。C按使用环境分:高温,低温,高压,磁场,水下。
应变片结构组成:敏感栅,基片,覆盖层,引线。
温度误差即由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差。
半导体应变片的灵敏系数比金属丝高,但是半导体材料的温度系数大,应变时非线性比较严重,适用范围受限制。工作原理基于半导体材料的压阻效应。
电阻应变片的温度补偿方法通常分为线路补偿和应变片自补偿。
电感式传感器有自感式,互感式和电涡流式
自感式电感传感器由线圈,铁芯,和衔铁组成,又称为变磁阻式 传感器。
差动变隙式传感器由两个完全相同的电感线圈合用一个衔铁和相应的磁路组成。
零点残余电压即传感器在零位移时的输出电压。
电涡流效应即块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中做切割磁力线运动时,到体内产生呈漩涡状的感应电流的现象,此电流叫做电涡流。
电容式传感器可分为变极距型,便面积型和变介质型。
电容式传感器的应用:电容式压力传感器,电容式加速度传感器。差动式电容测厚传感器。霍尔式传感器的应用:霍尔式微位移传感器,霍尔式转速传感器,霍尔计数装置。
压电效应即某些电介质,当沿着一定方向对其施力而使它变形时的内部就产生极化现象,同时在它的两个表面上便产生符号相反的的电荷,当外力去掉后,又重新恢复到不带电状态。压电材料分压电晶体和压电陶瓷
压电材料的主要特性参数有:a压电常数b弹性常数c介电常数d机械耦合系数e电阻f居里点温度
正压电效应即将机械能转变为电能的现象。逆压电效应即在介质周围施加电场,这些电解质也会发生几何变形的现象。
压电系数越大灵敏度越高,压电陶瓷的压电系数比石英晶体大得多。极化处理后压电陶瓷材料的剩余极化强度和特性温度有关,它的参数也随时间变化,从而使其压电特性降低。压电式传感器的基本原理就是利用压电材料的压电效应这个特性,即当有力作用在压电材料上时,传感器就有电荷或电压输出
单片压电元件产生电荷量小,实际中多采用两片同型号压电元件粘结在一起。A并联 法输出电流大,本身电容大,时间常数大,适宜用在测量慢变信号并且以电荷作为输出量的场合。B串联接法输出电压大,本身电容小,适宜用于以电压作为输出信号,并且测量电路输入阻抗很高的场合。
压电式传感器中的压电元件按其受力和变形方式不同,大致有厚度变形,长度变形,体积变形和厚度剪切变形等
压电式传感器线性度不好,测量前需加预载
磁电式传感器结构有两种:恒磁通式和变磁通式。
霍尔传感器结构:霍尔片,四根引线和壳体。
霍尔效应即置于磁场中的静止载流导体,当它的电流方向与磁场方向不一致时,载流导体上垂直与电流和磁场的方向上将产生电动势。该电动势称为霍尔电动势。
霍尔电动势正比于激励电流及磁感应强度,其灵敏度与霍尔系数成正比而与霍尔片厚度成反比,为了提高灵敏度霍尔元件常做成薄片形状
外光电效应即在光线作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。
内光电效应即在光线作用下,物体的导电性能发生变化或产生光生电动势的效应。分为光电导效应和光生福特效应。
光敏电阻的主要参数有:暗电阻与暗电流,亮电阻与亮电流,光电流
暗电阻与暗电流:光敏电阻在不收光照时的电阻称为暗电阻,此时流过的电流称为暗电流 亮电阻与亮电流:光敏电阻在受光照射时的电阻称为亮电阻,此时流过的电流称为亮电流 一般希望暗电阻越大越好, 亮电阻越小越好
光敏电阻的基本特性:A伏安特性:在一定照度下, 流过光敏电阻的电流与光敏电阻两端的电压的关系称为光敏电阻的伏安特性B 光谱特性:光敏电阻的相对光敏灵敏度与入射波长的关系称为光谱特性, 亦称为光谱响应。C 温度特性
光敏二极管在不受光照射时, 处于截止状态, 受光照射时, 处于导通状态
光敏晶体管有放大作用
光电池是一种直接将光能转换为电能的光电器件。光电池在有光线作用下实质就是电源 光纤的基本特性:数值孔径,光纤模式,光纤传输损耗
数值孔径:是表征光纤集光本领的重要参数,即光纤接收光量的多少。
光纤模式:是指光波传播的途径和方式。
光纤传输损耗:主要来源于材料吸收损耗,散射损耗和光波导弯曲损耗
光纤传感器分为两类:A利用光纤本身的某种敏感特性或功能制成的传感器,称为功能型传感器,又称传感型传感器。B另一种光纤仅仅起传输光的作用,在光纤的端面或中间加装其他敏感元件感受被测量的变化,称为非功能性传感器,又称传光型传感器,光纤传感器由光源,敏感元件,光探测器,信号处理系统,以及光纤等组成。
半导体气敏传感器一般由敏感元件,加热器,和外壳制成。按其制造工艺分为烧结型,厚膜型和薄膜型。
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