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东北大学现代传感技术复习提纲

1.光纤传感器的特点有哪些，并就某种应用领域举例说明利用了光纤传感器的

哪些优点。

2.画图说明光纤光栅的结构、特性以及其在电流测量和倾斜角度测量时的原理。

3.画图并说明光纤耦合器与光纤环形器在功能上有什么区别。

4.画图并说明光纤耦合器与光开关在功能上有什么区别。

5.画图并说明光纤耦合器与波分复用器和解波分复用器在功能上的区别。

6.光纤传感系统中使用的光源有哪些（至少列出5种），并分别说明其各自的

特点。

7.画图说明反射式强度调制型光纤位移传感器的工作原理，画图说明这种传感

器的位移测量特性曲线，并说明特性曲线中，当位移太小时，存在测量死区的原因。

8.光纤干涉仪与普通光学干涉仪相比的优点有哪些，并列举出四种光纤干涉仪

的结构？

9.画图说明什么叫迟滞（回程误差）、重复性？

10.灵敏度和分辨力的概念？

11.什么叫测量误差，一般人们都用哪些方法来确定真值？

12.什么是随机误差、系统误差？

13.什么叫粗大误差？莱以特准则判断粗大误差的具体算法是怎样的？

14.什么是测量不确定度，如何用总不确定度表示测量结果？

15.什么叫有效数字？

16.何为电阻应变效应？电阻丝阻值由哪些参数决定？

17.电阻丝灵敏度系数由哪两部分构成？与电阻丝材质的关系？

18.温度对应力传感器的输出电阻有何影响，如何对应力传感器进行温度补偿？

19.电阻应变式传感器在设计过程中，应该考虑哪些问题？

20.常用应变式传感器的工作原理。

21.电容式传感器的工作原理。

22.常见电容式传感器及其工作原理。

23.不同电容传感器的灵敏度及误差分析。

24.差动结构的优点？

25.描述常见电感式传感器工作原理（自感式、差动变压器式、电涡流、压磁式

传感器）。

26.什么是压电效应，石英晶体内部存在哪三种压电效应？

27.磁电式传感器的线圈感应电动势取决于哪些参数，该类传感器有哪些常见结

构？

28.热电偶如何工作（热电势和温度有何关系）？

29.在热电偶回路中引入各种测量仪表、连接导线，会对热电势有何影响，为什

么？

30.热电偶的冷端温度处理方法有哪些？

31.请以三相CCD图像传感器为例，简述电荷在不同MOS光敏元间的转移过程。

https://www.wendangku.net/doc/109917176.html,D电荷的注入方式有哪些？

https://www.wendangku.net/doc/109917176.html,D传感器的分类及特点？

34.可以通过哪些参数评价CCD的性能？

35.PSD相对于象限探测器，有何优点？

36.智能材料定义及功能？

37.电流变、磁流变和磁性流体材料的组成？

38.磁流变智能材料和磁性流体智能材料有何区别？

39.磁流变液稳定性的影响因素有哪些？表面活性剂的作用？

40.什么是核辐射？常见的核辐射方式及特点？

41.常见的核辐射探测器件及各自可探测的核辐射类型？

42.核辐射传感器的工作原理（流量计、测厚仪、物位计、探伤仪）？

43.MEMS的中英文全称是什么？

44.MEMS的基础技术主要涉及哪些方面？

45.法拉第效应的概念，法拉第效应与普通旋光效应的区别；

46.利用法拉第效应的光纤电流传感器的结构和传感原理；

47.湿敏传感器的主要参数；

48.MgCr2O4-TiO2半导体陶瓷湿敏元件的结构；

49.多孔氧化物湿敏传感器的结构和制备工艺;

50.气敏传感器的主要参数；

51.气敏传感器的主要类型及其特性；

52.烧结型电阻式半导体气敏元件的两种结构；

53.超声波概念及其频率范围；

54.两种超声波探伤的原理；

55.微波传感器测量液位的工作原理，理解接收功率表达式中各参数含义；

56.用于激发和接收声表面波的叉指换能器的结构及其工作原理；

57.延迟型和谐振型声表面波振荡器的工作原理，分别给出两种类型振荡器振荡

频率的表达式，并指出通过表达式中哪些物理量，可以建立起振荡频率和待测量之间的关系；

传感器原理复习提纲及详细知识点(2016)

传感器原理复习提纲第一章绪论 1.检测系统的组成。 2.传感器的定义及组成。 3. 传感器的分类。 4.什么是传感器的静态特性和动态特性。

5.列出传感器的静态特性指标，并明确各指标的含义。 x输入量，y输出量，a0零点输出，a1理论灵敏度，a2非线性项系数灵敏度传感器在稳态下，输出的变化量与引起该变化量的输入变化量之比。表征传感器对输入量变化的反应能力线性传感器非线性传感器迟滞正（输入量增大）反（输入量减小）行程中输出输入曲线不重合称为迟滞。产生迟滞的原因：由于传感器敏感元件材料的物理性质和机械另部件的缺陷所造成的，如弹性敏感元件弹性滞后、运动部件摩擦、传动机构的间隙、紧固件松动等。线性度传感器的实际输入-输出曲线的线性程度。 4种典型特性曲线非线性误差 % 100 max? ? ± = FS L Y L γ ，ΔLmax——最大非线性绝对误差，Y FS——满量程输出值。直线拟合线性化：出发点→获得最小的非线性误差（最小二乘法：与校准曲线的残差平方和最小。）例用最小二乘法求拟合直线。设拟合直线y=kx+b 残差△i=yi-（kxi+b） k y x =?? % 100 2 max? ? = FS H Y H γ 最小 ∑? n i2

分别对k 和b 求一阶导数，并令其 =0，可求出b 和k 将k 和b 代入拟合直线方程，即可得到拟合直线，然后求出残差的最大值Lmax 即为非线性误差。重复性重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。重复性误差属于随机误差，常用标准差σ计算，也可用正反行程中最大重复差值计算，即或零点漂移传感器无输入时，每隔一段时间进行读数，其输出偏离零值，即为零点漂移。零漂＝，式中ΔY0——最大零点偏差；Y FS ——满量程输出。温度漂移温度变化时，传感器输出量的偏移程度。一般以温度变化1度，输出最大偏差与满量程的百分比表示，即温漂＝Δmax ——输出最大偏差；ΔT ——温度变化值；YFS ——满量程输出。 6. 一阶特性的指标及相关计算。一阶系统微分方程 τ：时间常数，k=1静态灵敏度拉氏变换 )()()1(s X s Y s =+τ 传递函数 s s X s Y s H τ+= = 11 )()()( 频率响应函数 ωτ ωωωj j X j Y j H += = 11 )()()( 误差部分 7. 测量误差的相关概念及分类。相关概念（1）等精度测量（2）非等精度测量（3）真值（4）实际值（5）标称值（6）示值（7）测量误差分类系统误差随机误差粗大误差 %100)3~2(?± =FS R Y σ γ% 1002max ??± =FS R Y R γkx y dt dy =+τ

机械工程测试技术_课后习题及答案

2 dL d N 2 0 A 0 又因为线圈阻抗 Z = L ，所以灵敏度又可写成 dZ N 2 0 A 0 第三章常用传感器与敏感元件 3-1 在机械式传感器中，影响线性度的主要因素是什么？可举例说明。解答：主要因素是弹性敏感元件的蠕变、弹性后效等。 3-2 试举出你所熟悉的五种机械式传感器，并说明它们的变换原理。解答：气压表、弹簧秤、双金属片温度传感器、液体温度传感器、毛发湿度计等。 3-3 电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？各有何优缺点？应如何针对具体情况来选用？解答：电阻丝应变片主要利用形变效应，而半导体应变片主要利用压阻效应。电阻丝应变片主要优点是性能稳定，现行较好；主要缺点是灵敏度低，横向效应大。半导体应变片主要优点是灵敏度高、机械滞后小、横向效应小；主要缺点是温度稳定性差、灵敏度离散度大、非线性大。选用时要根据测量精度要求、现场条件、灵敏度要求等来选择。 3-4 有一电阻应变片（见图 3-84 ），其灵敏度 S g ＝2，R ＝120 。设工作时其应变为 1000 问 R ＝？设将此应变片接成如图所示的电路，试求： 1 ）无应变时电流表示值； 2 ）有应变时电流表示值； 3）电流表指示值相对变化量； 4）试分析这个变量能否从表中读出？图 3-84 题 3-4 图解：根据应变效应表达式 R / R =S g 得 -6 R =S g R =2 1000 10-6 120= 1） I 1=R =120=0.0125A= 2）I 2=（R + R ）=（120+ 0.012475A= 3） =（I 2-I 1）/ I 1 100%=% 4）电流变化量太小，很难从电流表中读出。如果采用高灵敏度小量程的微安表，则量程不够，无法测量的电流；如果采用毫安表，无法分辨的电流变化。一般需要电桥来测量，将无应变时的灵位电流平衡掉，只取有应变时的微小输出量，并可根据需要采用放大器放大。 3-5 电感传感器（自感型）的灵敏度与哪些因素有关？要提高灵敏度可采取哪些措施？采取这些措施会带来什么样后果？解答：以气隙变化式为例进行分析。

传感器与检测技术复习资料

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第一章 by YYZ 都是老师上课给的应该全都有了。 1.传感器是一种以一定精确度把被测量（主要是非电量）转换为与之有确定关系、便与应用的某种物理量（主要是电量）的测量装置。 2.传感器的组成：信号从敏感元件到转换元件转换电路。 3.敏感元件：它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。 4.转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成为电路参数。 5.转换电路：将电路参数接入转换电路，便可转换为电量输出。 6.误差的分类：系统误差（测量设备的缺陷），随机误差（满足正态分布），粗大误差。 7.系统误差：在同一条件下，多次测量同一量值时绝对值和符号保持不变，按一定规律变化的误差称为系统误差。材料、零部件及工艺的缺陷，标准测量值，仪器刻度的标准，温度，压力会引起系统误差。 8.随机误差：绝对值和符号以不可预定的变化方式的误差。仪表中的转动部件的间隙和摩擦，连接件的弹性形变可引起随机误差，随机误具有随机变量的一切特点。 9.粗大误差：超出规定条件下的预期的误差。粗大误差明显歪曲测量结果，应该舍去不用。 10.精度：反映测量结果与真值接近度的值。 11.精度可分为准确度、精密度、精确度。 12.准确度：反映测量结果中系统误差的影响程度。 13.精密度：反映测量结果中随机误差的影响程度。 14.精确度：反映测量结果中系统误差和随机误差综合的影响程度，其定量特征可以用测量的不确定度（或极限误差）表示。 15.精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，但精确度高，则精密度和准确度都高。

工程测试技术试题及答案

工程测试技术试题及答案Last revision on 21 December 2020

角度传感器的参数的计算

假设机器人有两个角度传感器，通过传动链将每一个角感连接到主动轮上。轮子的直径为D，R为角感的分辨率，G为编码器与轮子的传动比，你能得到一个转换系数F，它将角度传感器的每一个单位转换成响应的运动距离： F = (D x π) / ( G x R) 这个比的分子是D x π，表示轮子的圆周长，它刚好等于轮子转动一周运动的距离。这个比的分母是G x R，定义编码器计数的增量刚好等于轮子的一转。F就表示每跳动一下移动的单位距离。机器人使用最大的轮子，它的直径是81.6mm。角度传感器每一转有16的分辨率，她与轮子的传动比是1;5（轮子转动一圈，角度传感器转动5圈）。结果是： F = 81.6 mm x 3.1416 / (5 x 16 ticks) 3.2 mm/tick 就是说每次传感器计数一次，轮子就会运动3.2mm。在任何给定的时间间隔，左轮运动的距离TL等于角度传感器计数的增量IL乘以系数F TL = IL x F 同样，对右轮： TR = IR x F 机器人的中心点，就是在连接两轮的的中线上的一点，它移动的距离是TC TC = (TR + TL) / 2 为了计算方向ΔO的变化你需知道机器人的另一个参数，轮子间的距离B，或更精确一点，轮子与地接触的那两点间的距离。 ΔO = (TR – TL) / B 这个公式返回的值ΔO是弧度，使用下面的关系式将弧度转变为角度。 ΔODegrees = ΔORadians x 180 /π 你现在可以计算机器人的相对方位，在I时刻的新方位ΔO是建立在I-1时刻的方位变化ΔO O是机器人所指的方位，为ΔO选择同样的单位的结果是： Oi = Oi-1 + ΔO 同样的，新的中心点卡迪尔坐标是根据前一中心点移动距离的增量：

东南大学传感器技术复习要点

绪论 1传感器的基本概念：能感受规定的被测量，并按一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 2传感器构成法：自源型、辅助能源型、外源型、相同敏感元件的补偿型、差动结构补偿型、不同敏感元件的补偿型、反馈型 3传感器按照传感机理分类：结构型，以敏感元件结构参数变化实现信号转换；物性型，以敏感元件物性效应实现信号转换。第一章传感器技术基础 1传感器的一般数学模型：静态模型、动态模型 2传感器的特性和指标传感器的静态模型：线性度、回差（滞后）、重复性、灵敏度、分辨力、阀值、稳定性、漂移、静态误差；传感器的动态模型：频率响应特性、阶跃响应特性、典型环节的动态响应、幅频特性、相频特性。 3改善传感器性能的技术途径：结构、材料与参数的合理选择，差动技术，平均技术，稳定性处理，屏蔽、隔离与干扰控制，零示法、微差法与闭环技术，补偿、校正与“有源化”，集成化、智能化与信息融合。 4合理选择传感器的基本原则和方法：依据测量对象和使用条件确定传感器类型、线性范围和量程、灵敏度、精度、频率响应特性、稳定性。 5传感器的标定和校准静态标定：静态标定主要用于检测、测试传感器的静态特性指标，如：静态灵敏度、非线性、回差、重复性等；动态标定：动态标定主要用于检测、测试传感器的动态特性指标，如：动态灵敏度、频率响应和固有频率等。第二章电阻式传感器 1概念：通过电阻参数的变化来实现电测非电量的目的。 2电阻应变计的主要特性静态特性：灵敏系数、横向效应及横向效应系数、机械滞后、蠕变和零漂、应变极限动态特性：对正弦应变波、阶跃应变波的响应，疲劳寿命。 3温度效应及其补偿热补偿原因：在实际应用应变计时，工作温度可能偏离室温，甚至超出常温范围，导致工作特性改变，影响输出。（这种单纯由温度变化引起应变计电阻变化的现象，叫应变计的温度效应。）在工作温度变化较大时，这种热输出干扰必须加以补偿。

机械工程测试技术课后习题答案

思考题与习题 3-1 传感器主要包括哪几部分试举例说明。传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。如气体压力传感器。其内部的膜盒就是敏感元件，它的外部与大气压力相通，内部感受被测压力p ，当p 发生变化时，引起膜盒上半部分移动，可变线圈是传感器的转换元件，它把输入的位移量转换成电感的变化。基本电路则是完成上述电感变化量接入基本转换电路，便可转换成电量输出。 3-2 请举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。答：结构型传感器主要是通过传感器结构参量的变化实现信号变换的。例如，电容式传感器依靠极板间距离变化引起电容量的变化；电感式传感器依靠衔铁位移引起自感或互感的变化。物性型传感器则是利用敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换。例如，水银温度计是利用水银的热胀冷缩性质；压电式传感器是利用石英晶体的压电效应等。 3-3 金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别答：金属电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于：金属电阻应变片是基于电阻应变效应工作的；半导体应变片则是基于压阻效应工作的。 3-4 有一电阻应变片（见图3-105），其灵敏度S 0=2，R =120Ω，设工作时其应变为1000με，问ΔR =设将此应变片接成图中所示的电路，试求：1）无应变时电流指示值；2）有应变时电流指示值；3）试分析这个变量能否从表中读出解：由0dR R s ε = 得，0R R s ε?=??即，6012010001020.24R R s ε-?=??=???= ()1.5 12.5120 I mA = = 3-5 电容式传感器常用的测量电路有哪几种答：变压器式交流电桥、直流极化电路、调频电路、运算放大电路。 3-6 一个电容测微仪其传感器的圆形极板半径r=4mm ，工作初始间隙δ=0.3mm ，求：图3-105 题3-4图

角度传感器应用电路设计

磁阻式传感器KMZ41的特点：内部包含有两个有磁阻构成的、位置成正交的、独立的电桥（Wheatstone Bridge）。其内部结构如下图所示：将KMZ41置于有X轴、Y轴构成的平面上，当旋转磁场强度变化时，KMZ41就会产生两路正弦输出的信号，两信号的相位差就代表芯片轴向与磁场方向的夹角a，输出信号波形如下图所示：图1 图2 图1为KMZ41产生的两路正弦输出信号；图2为芯片轴向与磁场方向的夹角。UZZ9001的内部结构与工作原理： UZZ9001的芯片内部包括A/D转换器1和A/D转换器2、滤波器、算法逻辑、SPI接口、时钟振荡器、；逻辑控制及复位等。UZZ9001Y与KMZ41连接，能够将磁阻式传感器KMZ41输出的两个有相位差的正弦信号转换成数字信号输出，与微控制器配套构成一个角度测量系统。 *

角度传感器部分设计：方案一由UZZ9000和KMZ41构成的角度检测电路： UZZ9000为线性电压输出式角度传感器调理器电路，输出电压与被测角度信号成正比；测量角度的范围是0~180°，且在0~100°范围内；测量误差小于±0.45°分辨力达0.1°；测量范围和输出零点均可调节；电源电压范围为+4.5~+5.5V；电源电流为10mA；工作温度范围是-40~+150℃。由UZZ9000和KMZ41构成的电压输出式角度检测电路如图所示。改变R2和R3的比值，可以调节传感器1的偏移量；改变R4和R5的阻值，可以调节传感器2的偏移量；改变R6和R7的比值，可以调节零点偏移；改变R8和R9的比值；可以调节测量角度范围。电阻R2~R9可以采用电位器代替。电路输出电压送至数字电压表或者微控制器系统，即可显示出被测角度值。该电路可广泛用于发动机凸轮/曲轴速度及位置检测、节流阀控制、转向操作控制、汽车中的ABS系统等领域。注：1.设置角度范围。在UZZ9000的引脚端13加上不同的外部电压可以选择0~30到0~180共16个不同的角度范围。

传感器复习提纲(全部)

考试题型 1、填空题（20-30分） 2、选择题 (20分 ) 3、简答题（30-40分） 4、计算题（20分）第一章传感与检测技术的理论基础 1、名词解释：测量、引用误差、随机误差、系统误差、粗大误差 2、关键点： ● 测量根据测量方法分：直接测量、间接测量和组合测量; ● 测量根据测量方式分:偏差式测量、零位法测量与微差法测量; ● 等精度和不等精度测量的区别 ● 变送器将传感器输出的信号变换成便于传输和处理的信号 ● 测量误差是测得值减去被测量的真值 ● 修正值是与绝对误差大小相等、符号相反的值 ● 仪表精度等级是根据最大引用误差来确定的 ● 系统误差分恒值系统误差和变值系统误差 ● 在数据处理时要采用的误差不应该包含粗大误差，即所有的坏值都应当剔除 ● 算术平均值是反映随机误差的分布中心, 而均方根偏差则反映随机误差的分布围。 ● 各测量值与算术平均值差值称为残余误差, ● 绝对值大于3σ的误差是不可能出现的, 通常把这个误差称为极限误差δlim 。即极限误差δlim=± 3σ ● 3σ准则就是如果一组测量数据中某个测量值的残余误差的绝对值|vi|>3σ时, 则该测量值为可疑值（坏值）, 应剔除。 ● 最小二乘法原理就是要获得最可信赖的测量结果, 使各测量值的残余误差平方和为最小。 3、简答题：画出测量系统组成结构框图（图1-1）随机误差有哪些性质？如何减小和消除系统误差？ 5、计算题课后题1-3 第二章 1、名词解释：传感器、灵敏度、迟滞、漂移 2、关键点 ◆ 写出灵敏度和线性度的公式 S=Δy/Δx ◆ τ值是一阶传感器重要的性能参数。时间常数τ越小, 响应速度越快 ◆ 二阶传感器对阶跃信号的响应在很大程度上取决于阻尼比ξ和固有频率ωn 。 ◆ 传感器的频率响应特性的好坏主要取决于传感器的固有频率ωn 和阻尼比ξ。为了减小动态误差和扩大频率响应围, 一般是提高传感器固有频率ωn 。 3、简答题课后题2-1、2-2 第三章应变式传感器 1、名词解释： %100max ??±=FS L Y L r

传感器技术习题及答案

传感器技术绪论习题一、单项选择题 1、下列属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是（ B ）。 A. 应变式传感器 B. 化学型传感器 C. 压电式传感器 D. 热电式传感器 2、通常意义上的传感器包含了敏感元件和（ C ）两个组成部分。 A. 放大电路 B. 数据采集电路 C. 转换元件 D. 滤波元件 3、自动控制技术、通信技术、连同计算机技术和（C ），构成信息技术的完整信息链。 A. 汽车制造技术 B. 建筑技术 C. 传感技术 D.监测技术 4、传感器按其敏感的工作原理，可以分为物理型、化学型和（ A ）三大类。 A. 生物型 B. 电子型 C. 材料型 D. 薄膜型 5、随着人们对各项产品技术含量的要求的不断提高，传感器也朝向智能化方面发展，其中，典型的传感器智能化结构模式是（ B ）。 A. 传感器＋通信技术 B. 传感器＋微处理器 C. 传感器＋多媒体技术 D. 传感器＋计算机 6、近年来，仿生传感器的研究越来越热，其主要就是模仿人的（D ）的传感器。 A. 视觉器官 B. 听觉器官 C. 嗅觉器官 D. 感觉器官 7、若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为(B )。 A．眼睛 B. 感觉器官 C. 手 D. 皮肤 8、传感器主要完成两个方面的功能：检测和（D ）。 A. 测量 B. 感知 C. 信号调节 D. 转换 9、传感技术与信息学科紧密相连，是（C ）和自动转换技术的总称。 A. 自动调节 B. 自动测量 C. 自动检测 D. 信息获取 10、以下传感器中属于按传感器的工作原理命名的是（ A ） A．应变式传感器B．速度传感器 C．化学型传感器D．能量控制型传感器二、多项选择题 1、传感器在工作过程中，必须满足一些基本的物理定律，其中包含（ABCD）。 A. 能量守恒定律 B. 电磁场感应定律 C. 欧姆定律 D. 胡克定律 2、传感技术是一个集物理、化学、材料、器件、电子、生物工程等学科于一体的交叉学科，涉及（ABC ）等多方面的综合技术。 A. 传感检测原理 B. 传感器件设计 C. 传感器的开发和应用 D. 传感器的销售和售后服务 3、目前，传感器以及传感技术、自动检测技术都得到了广泛的应用，以下领域采用了传感技术的有：（ABCD ）。 A. 工业领域 B. 海洋开发领域 C. 航天技术领域 D. 医疗诊断技术领域 4、传感器有多种基本构成类型，包含以下哪几个（ABC ） A. 自源型 B. 带激励型 C. 外源型 D. 自组装型 5、下列属于传感器的分类方法的是：（ABCD ） A. 按输入量分 B. 按工作原理分 C. 按输出量分 D. 按能量变换关系分 6、下列属于传感器的分类方法的是：（ABCD ） A. 按输入量分 B. 按工作原理分 C. 按构成分 D. 按输出量分

机械工程测试技术课后习题答案

第三章：常用传感器技术 3-1 传感器主要包括哪几部分？试举例说明。传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。如图所示的气体压力传感器。其内部的膜盒就是敏感元件，它的外部与大气压力相通，内部感受被测压力p ，当p 发生变化时，引起膜盒上半部分移动，可变线圈是传感器的转换元件，它把输入的位移量转换成电感的变化。基本电路则是完成上述电感变化量接入基本转换电路，便可转换成电量输出。 3-2 请举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。答：结构型传感器主要是通过传感器结构参量的变化实现信号变换的。例如，电容式传感器依靠极板间距离变化引起电容量的变化；电感式传感器依靠衔铁位移引起自感或互感的变化。物性型传感器则是利用敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换。例如，水银温度计是利用水银的热胀冷缩性质；压电式传感器是利用石英晶体的压电效应等。 3-3 金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？答：（1）金属电阻应变片是基于金属导体的“电阻应变效应”，即电阻材料在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化的现象，其电阻的相对变化为()12dR R με=+；（2）半导体应变片是基于半导体材料的“压阻效应”，即电阻材料受到载荷作用而产生应力时，其电阻率发生变化的现象，其电阻的相对变化为dR d E R ρλερ == 。 3-4 有一电阻应变片（见图3-105），其灵敏度S 0=2，R =120Ω，设工作时其应变为1000με，问ΔR =？设将此应变片接成图中所示的电路，试求：1）无应变时电流指示值；2）有应变时电流指示值；3）试分析这个变量能否从表中读出？解：根据应变效应表达式R /R =S g 得 R =S g R =2100010-6120=0.24 1）I 1=1.5/R =1.5/120=0.0125A=12.5mA 2）I 2=1.5/(R +R )=1.5/(120+0.24)0.012475A=12.475mA 3）电流变化量太小，很难从电流表中读出。如果采用高灵敏度小量程的微安表，则量程不够，无法测量12.5mA 的电流；如果采用毫安表，无法分辨0.025mA 的电流变化。一般需要电桥图3-105 题3-4图

角度传感器简单应用系统

2010年05期（下）角度传感器简单应用系统叶贞贞（合肥学院电子信息与电气工程系安徽合肥 230061）【摘要】本设计以C8051F005单片机为控制核心，用单轴倾角传感器SCA60C 检测平衡板倾斜角度，通过对步进电机的控制达到了控制平衡板旋转角度的目的。【关键词】角度传感器；C8051F005单片机；角度预置；步进电机；显示联动 0.引言传感器在现代信息技术中有着举足轻重的地位，传感器为系统提供进行处理和决策所必需的原始信息，很大程度上影响和决定着系统的性能，本设计采用以单片机为控制单元，用单轴倾角传感器检测平衡板倾斜角度，采取步进电机控制平衡板角度自动旋转目的。 1.硬件电路设计角度传感器硬件连接图如图1所示，当步进电机带动平衡板倾斜到使角度传感器SCA60C 处于水平位置时，Vo 端输出+0.5V 的模拟电压。传感器SCA60C 仅可精确检测到0~90度的角度范围，当平衡板转到使角度传感器与水平面成90度的角度时，此时Vo 端输出+5V 的模拟电压。在0~90度的倾角范围内，Vo 端输出的是正比于倾角大小的+0.5~+5V 的模拟电压信号，当平衡板转动到使角度传感器与水平面间的角度从90度到180度的范围变化时，输出端Vo 输出的是从+5V 依次变化到+0.5V 的模拟电压信号[1][2]，因此通过测定传感器SCA60C 输出端Vo 电压的大小即可确定平衡板与水平面的夹角。图1角度传感器硬件连接图图2步进电机驱动电路原理图步进电机驱动电路的设计本系统中，我们选择4相5线步进电机，其驱动电路主要由L297+L298组成，该驱动电路集驱动与保护于一体。L297是脉冲分配器，只要步进电机A 、B 、C 、D 四项依次连接到J1的1、2、3、4各点，且将剩下的一条线接地，L297就会自动的将输入到端口CW/CCW 的脉冲分配给步进电机的各个相序，此时步进电机便可转动[3][4]。控制电机时只需单片机通过I/O 口向L297的cw/ccw 和clock 端发送控制信号即可控制它的转速和正反转。驱动电路原理如图2。本系统主要由主控制器模块、角度检测模块、A/D 转换模块、键盘模块和显示器模块等部分组成，系统连接图如图3所示：图3系统框图图4程序流程图（下转第8页）作者简介：叶贞贞（1987.1—），女，汉族，安徽安庆人，就读于合肥学院06级电子信息与电气工程系电子信息工程专业。 ◇高教论述◇

传感器技术复习资料

传感器技术复习资料《传感器技术》复习资料一．填空题 1. 热释电效应：当一些晶体受热时，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷，这种由于热变化而产生的电极化现象，称为热释电效应。 2.传感器的发展方向：①新材料将不断被开发②集成化、多功能③智能化④微加工技术和新工艺⑤高稳定、高可靠、高精度。 3. 湿度: 空气中含有水分的多少，即空气的干湿程度叫湿度。 4. 热敏电阻的非线性问题解决办法：线性化网络；利用其他器件综合修正；计算修正法。 5. 磁阻效应：将一载流导体置于外磁场中，除了产生霍尔效应，其电阻也会随磁场而变化。这种现象称为磁电阻效应，简称磁阻效应。二．简答题 1. 压电陶瓷为什么会有压电效应？答：压电陶瓷是一种多晶铁电体，它是具有电畴结构的压电材料。电畴是分子自发形成的区域，它有一定的极化方向。在无外电场作用时，各个电畴在晶体中无规则排列，它们的极化效应互相抵消。因此，在原始状态压电陶瓷呈现中性，不具有压电效应。当在一定的温度条件下，对压电陶瓷进行极化处理，即以强电场使电畴规则排列，这时压电陶瓷就具有了压电性，在极化电场去除后，电畴基本上保持不变，留下了很强的剩余极化。此时，当有压力作用时，压电陶瓷就会有压电效应。 2. .画出微处理器引入传感器构成智能传感器的框图。

三．单项选择题 1、在使用热电偶测温时，要进行冷端温度补偿。下面哪种方法能用来进行补偿（ B ）（A）线性化网络法（B）恒温法（C）利用温度——频率转换电路进行修正（D）计算修正法 2、AD590是那种类型的集成温度传感器（ C ）（A）频率输出型（B）电荷输出型（C）电流输出型（D）电压输出型 3、传感器在正向行程和反向行程期间，输出-输入特性曲线不重合的程度是（ A ）（A）迟滞（B）重复性（C）精度（D）分辨力 4、磁敏二极管进行磁电转换所利用的效应是（ B ）（A）霍尔效应（B）磁阻效应 C）形状效应（D）压电效应 5、传感器在规定的范围所能检测输入量的最小变量叫（ A ）（A）分辨力（B）灵敏度（C）阈值（D）效应 6、光纤的纤芯折射率n1与包层折射率n2 的关系为（ B ）（A）n1< n2 （B）n1> n2 （C）n1=n2 （D）n1n2 7、在压电传感器测量电路中前置放大器的作用是（ D ）（A）放大和频率变换（B）放大和整流（C）放大和相位调整（D）放大和阻抗变换8、若对压电陶瓷施加力，得到的压电常数为d31，则此时的力应为（ A ）（A）沿X轴施加力（B）沿Y轴施加力（C）沿Z轴施加力（D）在XY平面的剪切应力四．原理叙述 1、简述电阻应变式传感器工作原理

传感器技术发展现状及趋势

传感器技术发展现状及趋势桂林航天工业学院课程论文题目：传感器技术发展现状及趋势专业：工商企业管理（生产运作与质量管理）姓名：罗并学号：20190820Z00102 指导教师：陈少航 2019年 6月12日传感器技术发展现状及趋势在信息化社会，几乎没有任何一种科学技术的发展和应用能够离得开传感器和信号探测技术的支持。生活在信息时代的人们，绝大部分的日常生活与信息资源的开发，采集，传送和处理息息相关。分析当前信息与技术发展状态，21世纪的先进传感器必须具备小型化，智能化，多功能化和网络化等优良特征。为了能够与信息时代信息量激增，要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋势保持一致，对于传感器性能指标(包括精确性，可靠性，灵敏性等)的要求越来越严格；与此同时，传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程，因此还要求传感器必须配有标准的输出模式；而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求，所以它们已逐步被各种不同类型的高性能微型传感器所取代；后者主要由硅材料构成，具有体积小，重量轻，反应快，灵敏度高以及成本低等优点。目前，几乎所有的传感器都在由传统的结构化生产设计向基于计算机辅助设计(CAD) 的模拟式工程化设计转变，从而使设计者们能够在较短的时间内设计出低成本，高性能的新型系统，这种设计手段的巨大转变在很大程度上推动着传感器系统以更快的速度向着能够满足科技发展需求的微型化的方向发展。智能化传感器(Smart Sensor)是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新型传感器系统。此类传感器系统一经问世即刻受到科研界的普遍重视，尤其在探测器应用领域，如分布式实时探测，网络探测和多信号探测方面一直颇受欢迎，产生的影响较大。，智能化传感器具有以下优点: (1)智能化传感器不但能够对信息进行处理，分析和调节，能够对所测的数值及其误差进行补偿，而且还能够进行逻辑思考和结论判断，能够借助于一览表对非线性信号进行

传感器与检测技术复习试题

2010-2011年传感器与检测技术复习提纲一、填空题 1、传感器一般由和组成。传感器又称为__________、_________或_________等。 2、在采用正弦输入研究二阶传感器频域动态特性时，常用 ________特性和_______特性来描述传感器的动态特性，其重要指标是_____和______。 3、对于丝式应变片主要由_______、________、______、 _________组成。应变片的主要参数有______________________ 4、电感式传感器是建立在_______上，利用线圈________或 ________的改变来实现非电量电测的。电感式传感器可以分为_______、__________、____________等几大类型。 5、涡流式传感器的信号调理电路主要有___________、 ____________、_____________几种形式。 6、出优点是 7、机器人外界检测传感器可以分为_______、___________、机器人触觉传感器包含的内容有 8、起的。热电偶的三个基本定律律、 9、感应同步器鉴幅型信号处理方式是在滑尺的正余弦绕组中分别加同同，但是鉴相型信号处理方式在滑尺的正余弦 10、请列出你所知道的传感器的各种效 11 、 12、衡量传感器静态特性的重要指标态特性的重要指标是 13 、要求有 14、敏元件的典型产品有 15、通过对热电偶回路的大量研究，获得了热电偶的几个基本定律，它们律律、 16、

工程测试技术试题及答案

复习总结一、概念题 1.测试过程中，若所测试的信号不随时间变化或变化非常缓慢，称这种测试称为静态测试。如果所测试的信号随时间周期变化或变化很快，这种测试称为动态测试。 2.传感器是把被测量转换成易于变换、传输和处理的一种器件或装置。 3.按构成原理分类，电阻应变片、热敏电阻、压电晶片属物性型传感器。 4.按构成原理分类，电容传感器、自感型电感式传感器属结构型传感器。 5.为提高和改善传感器的技术性能，可采取以下技术措施：差动技术、平均技术以及补偿与修正技术。 6.传感器的定度曲线（或标定曲线）与拟合直线之间的偏离程度称为传感器的线性度。 7.传感器的灵敏度是指稳态时，输出变化量与输入变化量之间的比值。 8.对于一阶传感器系统，当其时间常数（或τ）越小，其频率响应特性越好。 9.激波管标定系统中，激波管的作用是一种动态标定设备，能产生阶跃压力信号输出。 10.金属电阻应变片的规格一般以面积（或长×宽）和初始阻值表示。 11.用电阻应变片测量构件的变形，影响电阻应变片电阻变化的因素有：应变片的灵敏度和初始阻值、被测构件的应变量、以及应变片沿构件的粘贴方向。（因为：△R=KεR，K 为灵敏度，R为应变片初始阻值，ε被测构件的应变量） 12.将电阻丝绕成应变片后，由于存在横向效应，其灵敏系数一般会减小。 13.在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，全桥接法可以得到最大灵敏度输出。 14.应变片的温度误差补偿方法通常可分为：桥路补偿法、应变片自补偿法。 15.根据工作原理，变气隙型自感式传感器的灵敏度具有理论上的非线性。 16.电涡流接近开关结构简单，根据其工作原理，不可用来进行类似如玻璃瓶、塑料零件以及水的液位的检测。 17.在差动式自感传感器中，若采用交流桥路为变换电路，常出现零点残余电压现象，该现象使传感器灵敏度下降，灵敏阈值增大，非线性误差增大。 18.差动变压器式位移传感器是将被测位移量的变化转换成线圈互感系数的变化，两个次级线圈要求反向串接。 19.电容传感器的转换电路包括：交流电桥、变压器电桥、调频电路、运算放大器电路。 20.压电式传感器是一种可逆型传感器，即可将机械能转换为电能。也可反之实现逆向变换。 21.压电传感器中压电晶片的等效电路，可以看作是一个电荷源与一个电容器的并联。 22.压电传感器测量电路常接电压或电荷放大器。其中若传感器输出接电荷放大器，则其输出基本不受连接电缆长度的影响。 23.压电式传感器的测量电路中，前置放大器的作用是阻抗变换和信号放大。 24.目前，用压电陶瓷制作的力传感器一般不能用于测量静态力，而只能用来测量动态力。 25.热电偶热电动势的形成是由于接触电动势和温差电动势共同作用的结果。 26.若组成热电偶的两导体材料相同，当参比端温度为20℃、工作端温度为100℃时，则其

角度传感器工作原理及应用简介

角度传感器工作原理及应用简介角度位移传感器是利用角度变化来定位物体位置的电子元件。适用于汽车，工程机械，宇宙装置、导弹、飞机雷达天线的伺服系统以及注塑机，木工机械，印刷机，电子尺，机器人，工程监测，电脑控制运动器械等需要精确测量位移的场合。本文介绍角度位移传感器原理及其应用实例。角度位移传感器原理角度传感器用来检测角度的。它的身体中有一个孔，可以配合乐高的轴。当连结到RCX 上时，轴每转过1/16圈，角度传感器就会计数一次。往一个方向转动时，计数增加，转动方向改变时，计数减少。计数与角度传感器的初始位置有关。当初始化角度传感器时，它的计数值被设置为0，如果需要，你可以用编程把它重新复位。角度位移传感器实例如果把角度传感器连接到马达和轮子之间的任何一根传动轴上，必须将正确的传动比算入所读的数据。举一个有关计算的例子。在你的机器人身上，马达以3:1的传动比与主轮连接。角度传感器直接连接在马达上。所以它与主动轮的传动比也是3:1。也就是说，角度传感器转三周，主动轮转一周。角度传感器每旋转一周计16个单位，所以16*3=48个增量相当于主动轮旋转一周。现在，我们需要知道齿轮的圆周来计算行进距离。幸运地是，每一个LEGO齿轮的轮胎上面都会标有自身的直径。我们选择了体积最大的有轴的轮子，直径是81.6CM（乐高使用的是公制单位），因此它的周长是81.6=81.63.14256.22CM。现在已知量都有了：齿轮的运行距离由48除角度所记录的增量然后再乘以256。我们总结一下。称R 为角度传感器的分辨率（每旋转一周计数值），G是角度传感器和齿轮之间的传动比率。我们定义I为轮子旋转一周角度传感器的增量。即： I=GR 在例子中，G为3，对于乐高角度传感器来说，R一直为16.因此，我们可以得到： I=316=48 每旋转一次，齿轮所经过的距离正是它的周长C，应用这个方程式，利用其直径，你可以得出这个结论。

传感器技术发展现状及趋势

桂林航天工业学院课程论文题目：传感器技术发展现状及趋势专业：工商企业管理（生产运作与质量管理）姓名：罗并学号：20130820Z00102 指导教师：陈少航 2015年6月12日传感器技术发展现状及趋势在信息化社会，几乎没有任何一种科学技术的发展和应用能够离得开传感器和信号探测技术的支持。生活在信息时代的人们，绝大部分的日常生活与信息资源的开发，采集，传送和处理息息相关。分析当前信息与技术发展状态，21世纪的先进传感器必须具备小型化，智能化，多功能化和网络化等优良特征。为了能够与信息时代信息量激增，要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋势保持一致，对于传感器性能指标(包括精确性，可靠性，灵敏性等)的要求越来越严格；与此同时，传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程，因此还要求传感器必须配有标准的输出模式；而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求，所以它们已逐步被各种不同类型的高性能微型传感器所取代；后者主要由硅材料构成，具有体积小，重量轻，反应快，灵敏度高以及成本低等优点。目前，几乎所有的传感器都在由传统的结构化生产设计向基于计算机辅助设计(CAD)的模拟式工程化设计转变，从而使设计者们能够在较短的时间内设计出低成本，高性能的新型系统，这种设计手段的巨大转变在很大程度上推动着传感器系统以更快的速度向着能够满足科技发展需求的微型化的方向发展。智能化传感器(Smart Sensor)是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新型传感器系统。此类传感器系统一经问世即刻受到科研界的普遍重视，尤其在探测器应用领域，如分布式实时探测，网络探测和多信号探测方面一直颇受欢迎，产生的影响较大。，智能化传感器具有以下优点: (1)智能化传感器不但能够对信息进行处理，分析和调节，能够对所测的数值及其误差进行补偿，而且还能够进行逻辑思考和结论判断，能够借助于一览表对非线性信号进行线性化处理，借助于软件滤波器滤波数字信号。此外，还能够利用软件实现非线性补偿或其它更复杂的环境补偿，以改进测量精度。 (2)智能化传感器具有自诊断和自校准功能，可以用来检测工作环境。当工作环境临近其极限条件时，它将发出告警信号，并根据其分析器的输入信号给出相关的诊断信息。当智能化传感器由于某些内部故障而不能正常工作时，它能够借助其内部检测链路找出异常现象或出了故障的部件。 (3)智能化传感器能够完成多传感器多参数混合测量，从而进一步拓宽了其探测与应用领域，

角度传感器程序总结

角度传感器程序总结 ——电信101 吴超琼角度传感器AS5045这种绝对角度测量方式可即时指出磁铁的角度位置，其分辨率达到0.0879°=每圈360°共4096个位置，能够以串行比特流及PWM信号输出的形式给出数字化数据。 2种数字式12位绝对值输出： -串行接口输出 -脉冲调制（PWM）输出该程序采用了串行接口输出12位绝对值输出。角度传感器程序流程图如下：

AS5045采集得的数据是角度位置数据，要得到物体真正转过的角度就要进行计算，一圈360°，共4096个位置（5045芯片就是这样分配的），每个位置就有0.00879°，用读取AS5045得到的数据a乘以0.00879就得到我们所要求的角度。为了精确我们小数点后要有相应的有效数字，若有n位有效数字，就需要再乘以10n。例如： jiaodu=a*0.00879*10n。程序如下： /*********通过AD转换和数字信号处理（DSP）算法**********/ /*********AS5045可提供精确的高分辨率*******************/ /*********绝对角度位置信息*****************************/ /*********AS5045能够检测磁场的方向并计算出12位的二进制编码******** *********此编码通过同步串行接口（SSI）进行访问*****/ /**********屏蔽掉的程序是另一种算法差不多************************/ #include #include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int /******液晶引脚定义******/ sbit RST=P0^0; sbit PSB=P0^1; sbit E=P0^5; sbit RW=P0^6; sbit RS=P0^7; //用了并行PSB=1，数据口用P2 /*****AS5045引脚定义**************/ sbit D0=P3^2; //同步串行接口的数据输出 sbit CLK=P3^3; //同步串行接口的时钟输入

东北大学现代传感技术复习提纲

传感器原理复习提纲及详细知识点(2016)

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