传感器原理与应用复习资料（推荐）_传感器原理与应用重点

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光栅传感器中莫尔条纹的一个重要特性是具有位移放大作用。如果两个光栅距相等，即W=0.02mm，其夹角θ=0.1°，则莫尔条纹的宽度B=11.46㎜莫尔条纹的放大倍数K= 573.2。

光栅传感器结构为：光源→标尺光栅→指示光栅→光电元件

在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中，①（①变面积型，②变极距型，③变介电常数型）是线性的关系。

传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件 和产生可用信号输出的转换元件以及相应的信号调节转换电路组成。

电阻应变片式传感器按制造材料可分为①金属材料和②半导体体材料。它们在受到外力作用时电阻发生变化，其中①的电阻变化主要是由电阻应变效应形成的光电传感器的工作原理是基于物质的光电效应，目前所利用的光电效应大致有三大类：第一类是利用在光线作用下材料中电子溢出表面的现象，即外光电效应，光电管以及光电倍增管传感器属于这一类；第二类是利用在光线作用下材料电阻率发生改变的现象，即内光电效应。光敏电阻传感器属于这一类。第三类是利用在光线作用下 光势垒现象，即光生伏特效应，光敏二极管及光敏三极管_ 传感器属于这一类。

传感器由敏感元件、传感元件、测量转换电路三部分组成。依据传感器的工作原理，传感器分敏感元件,转换元件,测量电路三个部分组成。

光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，其中内光电效应可以分为光电导效应、光生伏特效应

光电倍增管是利用 二次电子释放效应，将光电流在管内部进行放大。它由 光电阴极、若干倍增极和阳极三部分组成。

编码器用来测量角位移。在数控机床直线进给运动控制中，通过测量角位移间接测量出直线位移，表达式为 x＝t/360× 。

绝对式编码器输出二进制编码，增量式编码器输出脉冲。

增量式编码器输出信号要进行辨向、零标志和倍频等处理。

根据传感器感知外界信息所依据的基本效应，可将传感器分为三大类，分别是：物理传感器、化学传感器、生物传感器

变磁阻式传器是利用被测量调制磁路的磁阻,导致线圈电感量改变,实现对被测量测量的。

为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采用细分技术。.旋转式编码器可以测量转轴的角位移，其中绝对式编码器在任意位置都有固定的数字编码与位置对应，线数为360线的增量式编码器分辨力为1（角）度。

莫尔条文的光强度变化近似正弦变化，因此，便于将电信号作进一步细分，即采用“倍频技术”技术

把一导体（或半导体）两端通以控制电流I，在垂直方向施加磁场B，在另外两侧会产生一个与控制电流和磁场成比例的电动势，这种现象称霍尔效应，这个电动势称为霍尔电势。外加磁场使半导体（导体）的电阻值随磁场变化的现象成磁阻效应。

某些电介质当沿一定方向对其施力而变形时内部产生极化现象，同时在它的表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后又恢复不带电的状态，这种现象称为正压电效应；在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变，这种效应又称逆压电效应。

在光线作用下电子逸出物体表面向外发射称外光电效应；入射光强改变物质导电率的现象称光电导效应；半导体材料吸收光能后在PN结上产生电动式的效应称光生伏特效应。

电阻应变片磁敏电阻霍尔元件气敏传感器湿敏传感器

光电耦合器压电传感器电容传感器热敏电阻CCD电荷耦合器

压阻式传感器光纤传感器磁电传感器光电二极管差动变压器

热释电器件磁敏晶体管电涡流传感器光电池超声波传感器

热电偶红外传感器色敏传感器

正确选择以上传感器填入以下空内：

1.可以进行位移测量的传感器有光纤传感器、差动变压器、电阻传感器；

2.可以完成温度测量的有热电偶、热敏电阻；热释电；

3.半导体式传感器是磁敏、霍尔元件、气敏传感器、压阻传感器；

4.光电传感器有光电耦合器、色敏传感器、光纤传感器、光电二极管；

5.用于磁场测量的传感器霍尔器件、磁敏晶体管；

6.进行振动（或加速度）测量的传感器磁电传感器、压电传感器；

7.利用物体反射进行非电量检测的传感器超声波传感器、红外传感器；

绝对式编码器的码制绝大多数采用格雷码

电容式液位传感器属于下列那一种型式：变介质型

测量微位移工作台的位移量（行程200μm，分辨力1μm），可选用电容传感器

为了减小非线性误差，采用差动变隙式电感传感器，其灵敏度和单线圈式传感器相比提高一倍

电感式传感器采用变压器式交流电桥作为测量电路时，如想分辨出衔铁位移的方向，则应在电路中加相敏检波电路。压电陶瓷与天然石英的压电性能比较，通常压电常数大，居里点低

对热电耦传感器，形成热电势的必要条件是两种导体材料不同；节点所处的温度不同

光敏元件中光电池是直接输出电压的.变间隙型电容式传感器输出特性属于非线性

利用热电偶测温时，只有在保持热电偶冷端温度恒定条件下才能进行.一应变片，所受应变ε为1000μ，若取Ks=3，n=1，非线性误差为0.15%

光敏二极管工作时，加反向电压

一个热电偶产生的热电势为E0，当打开其冷端串接与两热电极材料不同的第三根金属导体时，若保证已打开的冷端两点的温度与未打开时相同，则回路中热电势不变

热电偶产生的热电势由哪几种电势组成，试证明热电偶的中间导体定律。

制作霍尔元件应采用什么材料，为什么？为何霍尔元件都比较薄，而且长宽比一般为2 ：1？

简述霍尔电动势产生的原理。

说明光电管工作原理。

说明α射线、β射线、γ射线各自的突出特性

热电效应

压阻效应

简述热电偶的工作原理

简述电阻应变片式传感器的工作原理

光电效应可分为哪三种类型，简单说明其原理并分别列出以之为基础的光电传感器。

热电偶产生的热电动势由哪几种电动势组成，试证明热电偶的中间导体定律。

传感器的定义和组成？

试列出你所学过的不同工作原理传感器哪些可用于非接触式测量，哪些用于接触式测量，测量何种物理量？（各大于3种）

光电效应可分为哪三种类型，简单说明传感器的原理并分别列出以之为基础的光电传感器。

根据你所学的传感器相关知识，请分别列出下列物理量可以使用什么传感器来测量？

1、加速度：

2、温度：

3、工件尺寸：

4、压力：

1、电阻应变片，电容等

2、热电偶，热电阻等

3、电感，电容等

4、压电，霍尔等

什么是红限频率？

压电式传感器往往采用多片压电晶片串联或并联方式，当采用多片压电晶片并联方式时，适合于测量何种信号? 光电效应可分为哪三种类型，简单说明其原理并分别列出以之为基础的光电传感器。

热电偶产生的热电动势由哪几种电动势组成，试证明热电偶的标准电极定律。

传感器的定义和组成？

试列出你所学过的不同工作原理传感器哪些可用于非接触式测量，哪些用于接触式测量，测量何种物理量？（各大于3种）

光电效应可分为哪三种类型，简单说明传感器的原理并分别列出以之为基础的光电传感器。

根据你所学的传感器相关知识，请分别列出下列物理量可以使用什么传感器来测量？

1、加速度：

2、温度：

3、工件尺寸：

4、压力：

1、电阻应变片，电容等

2、热电偶，热电阻等

3、电感，电容等

4、压电，霍尔等

什么是红限频率？

分析如图1所示自感传感器当动铁心左右移动（x1,x2发生变化时自感L变化情况。已知空气隙的长度为x1和x2，空气隙的面积为S，磁导率为μ，线圈匝数W不变）。

ΦIW

R，LΨWΦW2

解：mIIRm

n

又Rlnilx1lx2ll

m

i1iSiS

0S000i0 i1iSi0S0

空气隙的长度x1和x2各自变，而其和不变，另外其他

差动式变极距型电容传感器原理分析图1 变量都不变，故L不变。