河北科技大學(xué)傳感器與檢測技術(shù)自動化專業(yè)課程重點總結(jié)(附定義與例題)

1、傳感器功能傳感器功能：檢測和轉(zhuǎn)換檢測和轉(zhuǎn)換。傳感器的分類傳感器的分類：按傳感器的輸入量（即被測參數(shù)）進(jìn)行分類：位移、速度、溫度、壓力傳感器等。按傳感器的輸入量（即被測參數(shù)）進(jìn)行分類：位移、速度、溫度、壓力傳感器等。 按傳感器的輸出量進(jìn)行分類按傳感器的輸出量進(jìn)行分類 ：模擬式和數(shù)字式。：模擬式和數(shù)字式。 按傳感器的基本效應(yīng)分類：物理型、化學(xué)型、生物型。按傳感器的基本效應(yīng)分類：物理型、化學(xué)型、生物型。按傳感器的工作原理進(jìn)行分類按傳感器的工作原理進(jìn)行分類 ：應(yīng)變式、電容式、電感式、壓電式、熱電式傳：應(yīng)變式、電容式、電感式、壓電式、熱電式傳感器等。感器等。按傳感器的能量變換關(guān)系進(jìn)行分類：有源（能量控制

2、型）、無源（能量變換型）。按傳感器的能量變換關(guān)系進(jìn)行分類：有源（能量控制型）、無源（能量變換型）。傳感器特性傳感器特性：靜態(tài)特性、動態(tài)特性靜態(tài)特性、動態(tài)特性靜態(tài)特性靜態(tài)特性：在穩(wěn)態(tài)信號作用下的輸入輸出關(guān)系。不含有時間變量。在穩(wěn)態(tài)信號作用下的輸入輸出關(guān)系。不含有時間變量。動態(tài)特性動態(tài)特性是指傳感器對動態(tài)激勵（輸入）的響應(yīng)（輸出）特性，即其輸出對隨是指傳感器對動態(tài)激勵（輸入）的響應(yīng)（輸出）特性，即其輸出對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。通常固有頻率通常固有頻率n至少應(yīng)大于被測信號頻率至少應(yīng)大于被測信號頻率的的 35 倍倍, 即即n(35)漂移漂移：傳感器在輸入量不變的情況

3、下，輸出量隨時間變化的現(xiàn)象。傳感器在輸入量不變的情況下，輸出量隨時間變化的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因：1.傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)老化傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)老化零點漂移零點漂移：一個恒定的輸入在規(guī)定的時間內(nèi)的輸出在標(biāo)稱范圍最低值處、一個恒定的輸入在規(guī)定的時間內(nèi)的輸出在標(biāo)稱范圍最低值處、即零點的變化。即零點的變化。2.測試過程中環(huán)境發(fā)生變化測試過程中環(huán)境發(fā)生變化溫漂溫漂：一個恒定的輸入在不同的環(huán)境溫度下的輸出變化一個恒定的輸入在不同的環(huán)境溫度下的輸出變化傳感器的標(biāo)定傳感器的標(biāo)定是利用某種標(biāo)準(zhǔn)儀器對新研制或生產(chǎn)的傳感器進(jìn)行技術(shù)檢定是利用某種標(biāo)準(zhǔn)儀器對新研制或生產(chǎn)的傳感器進(jìn)行技術(shù)檢定和標(biāo)度；它是通過實驗建立傳感器

4、輸入量與輸出量間的關(guān)系，并確定出不同和標(biāo)度；它是通過實驗建立傳感器輸入量與輸出量間的關(guān)系，并確定出不同使用條件下的誤差關(guān)系或測量精度。使用條件下的誤差關(guān)系或測量精度。 傳感器的校準(zhǔn)傳感器的校準(zhǔn)是指對使用或儲存一段時間后的傳感器性能進(jìn)行再次測試是指對使用或儲存一段時間后的傳感器性能進(jìn)行再次測試和校正，校準(zhǔn)的方法和要求與標(biāo)定相同和校正，校準(zhǔn)的方法和要求與標(biāo)定相同。在國內(nèi)，標(biāo)定的過程一般分為三級精度：國家計量院進(jìn)行的標(biāo)定是一級精度的標(biāo)在國內(nèi)，標(biāo)定的過程一般分為三級精度：國家計量院進(jìn)行的標(biāo)定是一級精度的標(biāo)準(zhǔn)傳遞。在此處標(biāo)定出的傳感器叫標(biāo)準(zhǔn)傳感器，具有二級精度。用標(biāo)準(zhǔn)傳感器對準(zhǔn)傳遞。在此處標(biāo)定出的傳感器

5、叫標(biāo)準(zhǔn)傳感器，具有二級精度。用標(biāo)準(zhǔn)傳感器對出廠的傳感器和其他需要校準(zhǔn)的傳感器進(jìn)行標(biāo)定，得到的傳感器具有三級精度，出廠的傳感器和其他需要校準(zhǔn)的傳感器進(jìn)行標(biāo)定，得到的傳感器具有三級精度，這就是我們實際測量時使用的傳感器。這就是我們實際測量時使用的傳感器。應(yīng)變應(yīng)變 ：物體在外部壓力或拉力作用下發(fā)生形變的現(xiàn)象。物體在外部壓力或拉力作用下發(fā)生形變的現(xiàn)象。 彈性應(yīng)變彈性應(yīng)變： 當(dāng)外力去除后，物體能夠完全恢復(fù)其尺寸和形狀的應(yīng)變。當(dāng)外力去除后，物體能夠完全恢復(fù)其尺寸和形狀的應(yīng)變。電阻應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償方法電阻應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償方法通常有線路補(bǔ)償和應(yīng)變片自補(bǔ)償兩大類通常有線路補(bǔ)償和應(yīng)變片自補(bǔ)償兩大類。電渦流效應(yīng)電渦

6、流效應(yīng)指的是這樣一種現(xiàn)象：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，塊狀金屬導(dǎo)體置指的是這樣一種現(xiàn)象：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運動時，通過導(dǎo)體的磁通將發(fā)生變化，于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運動時，通過導(dǎo)體的磁通將發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。該電動勢在導(dǎo)體表面形成電流并自行閉合，狀似水中的渦流，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。該電動勢在導(dǎo)體表面形成電流并自行閉合，狀似水中的渦流，稱為電渦流。電渦流只集中在金屬導(dǎo)體的表面，這一現(xiàn)象稱為趨膚效應(yīng)。稱為電渦流。電渦流只集中在金屬導(dǎo)體的表面，這一現(xiàn)象稱為趨膚效應(yīng)。fhr0電渦流的貫穿深度電渦流的貫穿深度：式中式中, f 為線圈激磁電

7、流的頻率；為線圈激磁電流的頻率；r為導(dǎo)體材料的相對磁導(dǎo)率；為導(dǎo)體材料的相對磁導(dǎo)率；0為真空磁導(dǎo)率；為真空磁導(dǎo)率；為導(dǎo)體材料的電阻率。為導(dǎo)體材料的電阻率?？梢婎l率越高，電渦流滲透的深度就越淺，趨膚效應(yīng)也就越明顯。可見頻率越高，電渦流滲透的深度就越淺，趨膚效應(yīng)也就越明顯。 振幅測量振幅測量 用多通道指示儀輸出至記錄儀，在軸振動時獲得各傳感器所在位置的瞬時振幅，因而可測出軸的瞬時振動分布形狀。 轉(zhuǎn)速測量轉(zhuǎn)速測量 當(dāng)旋轉(zhuǎn)時，傳感器將產(chǎn)生周期性當(dāng)旋轉(zhuǎn)時，傳感器將產(chǎn)生周期性的脈沖信號輸出。用頻率計測出其的脈沖信號輸出。用頻率計測出其頻率，從而計算出其轉(zhuǎn)速。頻率，從而計算出其轉(zhuǎn)速。電容式傳感器可分為：變極距

8、型、變面積型、變介質(zhì)型電容式傳感器可分為：變極距型、變面積型、變介質(zhì)型 電容傳感器做成差動結(jié)構(gòu)后，靈敏度提高了一倍，而非線性誤電容傳感器做成差動結(jié)構(gòu)后，靈敏度提高了一倍，而非線性誤差轉(zhuǎn)化為初始間隙差轉(zhuǎn)化為初始間隙d0二次方關(guān)系而得以大大降低。二次方關(guān)系而得以大大降低。電容式壓力傳感器電容式壓力傳感器LHHLLH CCK PPCCK P= （）=LHLHCCCC 與差壓成正比與差壓成正比，且與且與介電常數(shù)無關(guān)，從而實現(xiàn)介電常數(shù)無關(guān)，從而實現(xiàn)了差壓到電容的轉(zhuǎn)換了差壓到電容的轉(zhuǎn)換。擋被測壓力作用于膜片并使之產(chǎn)生位擋被測壓力作用于膜片并使之產(chǎn)生位移時，使兩個電容器的電容量一個增移時，使兩個電容器的電容

9、量一個增加一個減小，該電容值的變化經(jīng)測量加一個減小，該電容值的變化經(jīng)測量電路轉(zhuǎn)換成電壓或電流的輸出，它反電路轉(zhuǎn)換成電壓或電流的輸出，它反映出壓力的大小映出壓力的大小電容式加速度傳感器電容式加速度傳感器20002CdatCdd002CdCd212Sdat 根據(jù)差動平板電容的分析結(jié)論有根據(jù)差動平板電容的分析結(jié)論有 (1)根據(jù)位移與加速度的關(guān)系根據(jù)位移與加速度的關(guān)系 (2)將將 (2)式代入式代入(1)式得式得電容增量正比于被測加速度電容增量正比于被測加速度a。當(dāng)傳感器殼體隨被測對象在垂直方向做直線加當(dāng)傳感器殼體隨被測對象在垂直方向做直線加速運動時，質(zhì)量塊因慣性相對靜止，因此將導(dǎo)速運動時，質(zhì)量塊因慣

10、性相對靜止，因此將導(dǎo)致固定電機(jī)與動極板間的距離發(fā)生變化，一個致固定電機(jī)與動極板間的距離發(fā)生變化，一個增加另一個減小增加另一個減小例題例題1 1： 一個以空氣為介質(zhì)的平板電容式一個以空氣為介質(zhì)的平板電容式傳感器結(jié)構(gòu)如下所示，其中傳感器結(jié)構(gòu)如下所示，其中a=10mm，b=16mm，兩極板間距，兩極板間距d=1mm。測量時，。測量時，若上極板在原始位置（若上極板在原始位置（x=0mm）向左平）向左平移了移了2mm（即（即x=2mm ），求該傳感器），求該傳感器的電容變化量、電容相對變化量和位移相的電容變化量、電容相對變化量和位移相對靈敏度對靈敏度K0。（已知空氣的相對介電常數(shù)（已知空氣的相對介電常數(shù)

11、r=1F/m，真空時的介電常數(shù)，真空時的介電常數(shù)0=8.85410-12F/m ）解：電容式傳感器的電容量解：電容式傳感器的電容量 ， 則初始電容量則初始電容量 平移之后的電容量平移之后的電容量0rSCd 0000rrSabCdd 00()rrabax bCdd 0012333138.854 101 2 1016 10 1 10 2.83 10rxbCCCdF (1) (1) 電容的變化量為電容的變化量為即電容減小了即電容減小了132.83 10F00.2CxCa(2) (2) 電容的相對變化量為電容的相對變化量為(3) (3) 位移的相對靈敏度為位移的相對靈敏度為001100CCKxa| 試

12、推導(dǎo)圖所示變電介質(zhì)電容式位移傳感器的特性方程試推導(dǎo)圖所示變電介質(zhì)電容式位移傳感器的特性方程C=f(x)C=f(x)。設(shè)真設(shè)真空的介電系數(shù)為空的介電系數(shù)為0 0, , 2 21 1 ，以及極板寬度為以及極板寬度為W W。其他參數(shù)如圖其他參數(shù)如圖所示。所示。解：解：xwddwxl C1020102120解：解： 1） 2）S1*S2*C=100*5*0.01=5格格PF01.03 .0/10*213 .0/10*2*48.1/1/PF48.110*3 .0)10*4(*1085.8330003231220ddddCCdrdSC 一電容測微儀，其傳感器的圓形極板半徑一電容測微儀，其傳感器的圓形極板半

13、徑r=4mm，工作初始間隙，工作初始間隙d=0.3mm，介電常數(shù)，介電常數(shù)=8.8510-12F/m，試求：，試求：1)工作中，若傳感器與工件的間隙減小量工作中，若傳感器與工件的間隙減小量d=2m, 電容變化量是多少電容變化量是多少?2)若測量電路的靈敏度若測量電路的靈敏度S1=100mv/PF, 讀數(shù)儀表的靈敏度讀數(shù)儀表的靈敏度S2=5格格/mv, 當(dāng)當(dāng)d=2m,時，讀數(shù)儀表示值變化多少格時，讀數(shù)儀表示值變化多少格?壓電效應(yīng)特點壓電效應(yīng)特點：結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕；結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕；工作頻帶寬；靈敏度高；信噪比高；工作頻帶寬；靈敏度高；信噪比高；工作可靠；測量范圍廣等。工作可靠；測

14、量范圍廣等。壓電效應(yīng)用途：壓電效應(yīng)用途：主要用于與力相關(guān)的動態(tài)參數(shù)測試，如動態(tài)力、機(jī)械沖擊、振動等，主要用于與力相關(guān)的動態(tài)參數(shù)測試，如動態(tài)力、機(jī)械沖擊、振動等，它可以把加速度、壓力、位移、溫度等許多非電量轉(zhuǎn)換為電量。它可以把加速度、壓力、位移、溫度等許多非電量轉(zhuǎn)換為電量。居里點居里點：當(dāng)溫度升高到一定程度后，材料的壓電特性將消失，這個有無當(dāng)溫度升高到一定程度后，材料的壓電特性將消失，這個有無壓電特性的溫度拐點稱為居里點。壓電特性的溫度拐點稱為居里點。前置放大器有電荷放大器和電壓放大器兩種前置放大器有電荷放大器和電壓放大器兩種壓電式傳感器不能用于測量靜態(tài)量壓電式傳感器不能用于測量靜態(tài)量。壓電元件

15、的連接與變形壓電元件的連接與變形圖圖a從電路上看，這是并聯(lián)接法，類似兩個電容的并聯(lián)。所以，外力作用下從電路上看，這是并聯(lián)接法，類似兩個電容的并聯(lián)。所以，外力作用下正負(fù)電極上的電荷量增加了正負(fù)電極上的電荷量增加了1倍，電容量也增加了倍，電容量也增加了1倍，輸出電壓與單片時相倍，輸出電壓與單片時相同。圖同。圖b）從電路上看是串聯(lián)的，兩壓電片中間粘接處正負(fù)電荷中和，上、）從電路上看是串聯(lián)的，兩壓電片中間粘接處正負(fù)電荷中和，上、下極板的電荷量與單片時相同，總電容量為單片的一半，輸出電壓增大了下極板的電荷量與單片時相同，總電容量為單片的一半，輸出電壓增大了1倍。倍。 熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢大小取決于材料和

16、接點溫度，與形狀、尺寸熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢大小取決于材料和接點溫度，與形狀、尺寸等無關(guān)；等無關(guān)； 兩熱電極相同時，總電動勢為兩熱電極相同時，總電動勢為0； 兩接點溫度相同時，總電動勢為兩接點溫度相同時，總電動勢為0； 熱電偶在接點溫度為熱電偶在接點溫度為t1、t3時的熱電動勢等于此熱電偶在接點溫度為時的熱電動勢等于此熱電偶在接點溫度為t1、t2與與t2、t3兩種不同狀態(tài)下的熱電動勢之和，即兩種不同狀態(tài)下的熱電動勢之和，即 131223122313 , ,ABABABABABABABABABEt tEt tEttEtEtEtEtEtEt()MLMLHLHLEEttttEEtM為被測溫度值；為被測

17、溫度值；tH為較高的溫度值；為較高的溫度值；tL為較低的溫度值；為較低的溫度值；EM 、EH和和EL分別為溫度對應(yīng)的熱電動勢分別為溫度對應(yīng)的熱電動勢。分度表公式：分度表公式：當(dāng)載流導(dǎo)體或半導(dǎo)體處于與電流相垂直的磁場中時，在其兩端將產(chǎn)生電位差，當(dāng)載流導(dǎo)體或半導(dǎo)體處于與電流相垂直的磁場中時，在其兩端將產(chǎn)生電位差，這一現(xiàn)象被稱為這一現(xiàn)象被稱為霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)。微位移的測量微位移的測量 原理懶得打了，自己寫。原理懶得打了，自己寫。中間溫度定律中間溫度定律EAB(t, t0)=EAB(t, tc)+EAB(tc, t0) 在熱電偶測溫回路中，在熱電偶測溫回路中，tc為熱電極上某一點的溫度，熱電為熱電極上

18、某一點的溫度，熱電偶偶AB在接點溫度為在接點溫度為t、t0時的熱電勢時的熱電勢EAB(t, t0)等于熱電偶等于熱電偶AB在接在接點溫度點溫度t、tc和和tc、t0時的熱電勢時的熱電勢EAB(t, tc)和和EAB(tc, t0)的代數(shù)和，即的代數(shù)和，即 1.熱端為熱端為100，冷端為，冷端為0時，鎳鉻合金與純鉑組成的熱電偶的熱電動勢為時，鎳鉻合金與純鉑組成的熱電偶的熱電動勢為2.95mV，而考銅與純鉑組成的熱電偶的熱電動勢為，而考銅與純鉑組成的熱電偶的熱電動勢為-4.0mV，則鎳鉻和考銅組成，則鎳鉻和考銅組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢應(yīng)為：的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢應(yīng)為： 2.95-(-4.0)

19、=6.95(mV)2.已知冷端溫度已知冷端溫度t0=30，測得熱電勢，測得熱電勢EAB(t, t0)為為39.17mV, 求加熱爐溫度。求加熱爐溫度。 查鎳鉻查鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表得鎳硅熱電偶分度表得EAB(30,0)=1.203mV。 可得可得 EAB（t, 0）= EAB(t, t0)+EAB(t0, 0)=39.17+1.203=40.373mV再從表中查得再從表中查得E(970,0)=40.096mV，E(980,0)=40.488mV。 然后利用內(nèi)插法計算得實際溫度為然后利用內(nèi)插法計算得實際溫度為977。 40 37340 096970(980-970)=97740 48840 0

20、96.t.測量兩點間溫度差（反向串聯(lián)）測量兩點間溫度差（反向串聯(lián)）102012( , )( , )( , )TABABABEEt tEt tEt t 特殊情況下，熱電偶可以串聯(lián)或并聯(lián)使用，但只能是特殊情況下，熱電偶可以串聯(lián)或并聯(lián)使用，但只能是同一分度號的熱電偶，且冷端應(yīng)在同一溫度下。如熱電偶同一分度號的熱電偶，且冷端應(yīng)在同一溫度下。如熱電偶正向串聯(lián)，正向串聯(lián)， 可獲得較大的熱電勢輸出和提高靈敏度；在測可獲得較大的熱電勢輸出和提高靈敏度；在測量兩點溫差時，可采用熱電偶反向串聯(lián)；利用熱電偶并聯(lián)量兩點溫差時，可采用熱電偶反向串聯(lián)；利用熱電偶并聯(lián)可以測量平均溫度。可以測量平均溫度。鉑熱電阻的使用溫度范

21、圍為鉑熱電阻的使用溫度范圍為-200850。鉑熱電阻的特性方程為：。鉑熱電阻的特性方程為： 在在0850的范圍內(nèi)的范圍內(nèi)Rt = R0(1+At+Bt2)在在-2000的范圍內(nèi)的范圍內(nèi)Rt=R01+At+Bt2+Ct3(t-100)常數(shù)值分別為常數(shù)值分別為A=3.9710-3/。B=-5.8510-7/2。C=-4.2210-12/4 銅熱電阻在測量范圍內(nèi)其電阻值與溫度的關(guān)系幾乎是線性的，可近似地表示為銅熱電阻在測量范圍內(nèi)其電阻值與溫度的關(guān)系幾乎是線性的，可近似地表示為 Rt=R0（1+t） 其中其中=4.2810-3/對于標(biāo)號為對于標(biāo)號為Pt100的鉑熱電阻，如果采用兩線制接的鉑熱電阻，如果

22、采用兩線制接法測溫，法測溫，設(shè)電橋電源為設(shè)電橋電源為10V，R1=R2=1000，R3=100，引線電，引線電阻阻 r =5，如果被測溫度為，如果被測溫度為300，試求兩線制接法引起的，試求兩線制接法引起的相對測量誤差。相對測量誤差。當(dāng)當(dāng)t=300時，鉑熱電阻的阻值為時，鉑熱電阻的阻值為 Rt = R0(1+At+Bt2)=213.8按三線制接法引線電阻不會引起按三線制接法引線電阻不會引起誤差，其輸出電壓為：誤差，其輸出電壓為： 845t301s1t23(-) = RrRrUERRrRRrmV按二線制接法輸出電壓為：按二線制接法輸出電壓為： 22920t302s1t23(-) = RrRUER

23、RrRRmV由此可得二線制接法引起的測量相對誤差為由此可得二線制接法引起的測量相對誤差為020101920845100%100%8 88%845=UU.U我國規(guī)定工業(yè)用鉑熱電阻有一種我國規(guī)定工業(yè)用鉑熱電阻有一種R0=100，它的分度號為，它的分度號為Pt100根據(jù)半導(dǎo)體的電阻根據(jù)半導(dǎo)體的電阻-溫度特性，熱敏電阻可分為三類，負(fù)溫度系數(shù)（溫度特性，熱敏電阻可分為三類，負(fù)溫度系數(shù)（NTC），正），正溫度系數(shù)（溫度系數(shù)（PTC），臨界溫度系數(shù)（），臨界溫度系數(shù)（CTR），），CTR常用作溫度開關(guān)。常用作溫度開關(guān)。管道流量測量管道流量測量R2R1RPRT2RT1A圖中圖中RT1和和RT2是熱敏電阻，是熱

24、敏電阻，RT1放在放在被測流量管道中，被測流量管道中，RT2放在不受流體干放在不受流體干擾的容器內(nèi)，擾的容器內(nèi)，R1和和R2是普通電阻，四是普通電阻，四個電阻組成電橋。個電阻組成電橋。當(dāng)流體靜止時，使電橋處于平衡狀態(tài)。當(dāng)流體靜止時，使電橋處于平衡狀態(tài)。當(dāng)流體流動時，要帶走熱量，使熱敏電當(dāng)流體流動時，要帶走熱量，使熱敏電阻阻RT1、RT2散熱情況不同，散熱情況不同，RT1因溫因溫度變化引起阻值變化，電橋失去平衡，度變化引起阻值變化，電橋失去平衡，電流表有指示。因為電流表有指示。因為RT1的散熱條件取的散熱條件取決于流量的大小，因此測量結(jié)果反映流決于流量的大小，因此測量結(jié)果反映流量的變化。量的變化

25、。模擬式光電傳感器的三種基本形式：透射式、輻射式、反射式模擬式光電傳感器的三種基本形式：透射式、輻射式、反射式外光電效應(yīng)外光電效應(yīng)：即外光電效應(yīng)是在光線作用下，電子逸出物體表面的現(xiàn)象。即外光電效應(yīng)是在光線作用下，電子逸出物體表面的現(xiàn)象。內(nèi)光電效應(yīng)內(nèi)光電效應(yīng)：指物體受到光照后所產(chǎn)生的光電子只在物體內(nèi)部運動，而不會逸指物體受到光照后所產(chǎn)生的光電子只在物體內(nèi)部運動，而不會逸出物體的現(xiàn)象。出物體的現(xiàn)象。光電導(dǎo)效應(yīng)光電導(dǎo)效應(yīng)在光線作用下，對于半導(dǎo)體材料吸收了入射光子能量，在光線作用下，對于半導(dǎo)體材料吸收了入射光子能量， 若光子能量大于或等若光子能量大于或等于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，就激發(fā)出電子于半導(dǎo)體材料

26、的禁帶寬度，就激發(fā)出電子-空穴對，使載流子濃度增加，半空穴對，使載流子濃度增加，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性增加，阻值減低的現(xiàn)象。如光敏電阻。導(dǎo)體的導(dǎo)電性增加，阻值減低的現(xiàn)象。如光敏電阻。光生伏特效應(yīng)光生伏特效應(yīng) 在光線的作用下能夠使物體產(chǎn)生一定方向的電動勢的現(xiàn)象。如光電池。在光線的作用下能夠使物體產(chǎn)生一定方向的電動勢的現(xiàn)象。如光電池。 CCD ：電荷耦合器：電荷耦合器件件光纖模式分為單模光纖和多模光纖兩種光纖模式分為單模光纖和多模光纖兩種光纖在傳感器中光纖在傳感器中按功能按功能的不同可分為：的不同可分為：功能型（傳感型）光纖傳感器，非功能型（傳光型）光纖傳感器功能型（傳感型）光纖傳感器，非功能型（傳光型）

27、光纖傳感器光敏二極管的結(jié)構(gòu)與一般二極管相似、光敏二極管在電路中一般是處于光敏二極管的結(jié)構(gòu)與一般二極管相似、光敏二極管在電路中一般是處于反向工反向工作狀態(tài)。作狀態(tài)。一個一個n位二進(jìn)制碼盤的最小分辨率，即最小分辨的角度為位二進(jìn)制碼盤的最小分辨率，即最小分辨的角度為=360/（2的的n次方）次方）莫爾條紋位移的放大作用莫爾條紋位移的放大作用 當(dāng)光柵每移動一個光柵柵距當(dāng)光柵每移動一個光柵柵距W時，時， 莫爾條紋也跟著移動一個條紋寬度莫爾條紋也跟著移動一個條紋寬度BH。莫爾條紋的間距。莫爾條紋的間距BH與兩光與兩光柵線紋夾角柵線紋夾角之間的關(guān)系為之間的關(guān)系為 WWBH2sin2光敏電阻在未受到光照時得阻

28、值稱為暗電阻，此時流過的電流電流稱為光敏電阻在未受到光照時得阻值稱為暗電阻，此時流過的電流電流稱為暗電流暗電流某編碼器的額定工作參數(shù)為某編碼器的額定工作參數(shù)為2048個脈沖，在個脈沖，在0.2秒內(nèi)測得秒內(nèi)測得8192個脈沖，求其轉(zhuǎn)速。個脈沖，求其轉(zhuǎn)速。求得求得n=N/N1*(60/t)=8192/2048*(60/0.2)r/min=1200 r/min壓電式超聲波發(fā)生器壓電式超聲波發(fā)生器是利用逆壓電效應(yīng)的原理將高頻電振動轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械是利用逆壓電效應(yīng)的原理將高頻電振動轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振動，從而產(chǎn)生超聲波。當(dāng)外加交變電壓的頻率等于壓電材料的固有頻率時會產(chǎn)振動，從而產(chǎn)生超聲波。當(dāng)外加交變電壓的頻率

29、等于壓電材料的固有頻率時會產(chǎn)生共振，此時產(chǎn)生的超聲波最強(qiáng)。生共振，此時產(chǎn)生的超聲波最強(qiáng)。 壓電式超聲波接收器壓電式超聲波接收器是利用正壓電效應(yīng)原理進(jìn)行工作的。當(dāng)超聲波作用到壓是利用正壓電效應(yīng)原理進(jìn)行工作的。當(dāng)超聲波作用到壓電晶片上時引起晶片伸縮，在晶片的兩個表面上便產(chǎn)生極性相反的電荷，這些電電晶片上時引起晶片伸縮，在晶片的兩個表面上便產(chǎn)生極性相反的電荷，這些電荷被轉(zhuǎn)換成電壓經(jīng)放大后送到測量電路，最后記錄或顯示出來。荷被轉(zhuǎn)換成電壓經(jīng)放大后送到測量電路，最后記錄或顯示出來。V為被測流體的平均速度；為被測流體的平均速度；C為超聲波在靜止流體中的傳為超聲波在靜止流體中的傳播速度；播速度；為超聲波傳播方

30、向與流體流為超聲波傳播方向與流體流動方向的夾角；動方向的夾角；A、B為兩個超聲波換能器；為兩個超聲波換能器；L為為A、B間的距離。間的距離。當(dāng)當(dāng)A為發(fā)射換能器，為發(fā)射換能器，B為接收換能器，為接收換能器，超聲波為順流方向傳播，傳播速度為超聲波為順流方向傳播，傳播速度為c+vcos ，則順流傳播時間，則順流傳播時間1(cos )tL / cv當(dāng)當(dāng)B為發(fā)射換能器，為發(fā)射換能器，A為接收換能器，為接收換能器，超聲波為逆流方向傳播，傳播速度為超聲波為逆流方向傳播，傳播速度為c-vcos ，則順流傳播時間，則順流傳播時間2(cos )tL / cv超聲波順逆流傳播時間差為超聲波順逆流傳播時間差為2221

31、22cos(cos)tttLv/ cv由于通常情況下由于通常情況下cv，所以，所以22costLv/ c22 coscvtL再根據(jù)管道的截面積即可求得流量。再根據(jù)管道的截面積即可求得流量。超聲波時差法測流量超聲波時差法測流量氣敏傳感器的選擇性：指在多種氣體共存的條件下，氣敏元件區(qū)分氣體種類的氣敏傳感器的選擇性：指在多種氣體共存的條件下，氣敏元件區(qū)分氣體種類的能力；能力；電阻式氣敏傳感器規(guī)則總結(jié)電阻式氣敏傳感器規(guī)則總結(jié)： 氧化型氣體氧化型氣體N型半導(dǎo)體：載流子數(shù)下降，電阻增加。型半導(dǎo)體：載流子數(shù)下降，電阻增加。 還原型氣體還原型氣體N型半導(dǎo)體：載流子數(shù)增加，電阻減小。型半導(dǎo)體：載流子數(shù)增加，電阻

32、減小。 氧化型氣體氧化型氣體P型半導(dǎo)體：載流子數(shù)增加，電阻減小。型半導(dǎo)體：載流子數(shù)增加，電阻減小。 還原型氣體還原型氣體P型半導(dǎo)體：載流子數(shù)下降，電阻增加型半導(dǎo)體：載流子數(shù)下降，電阻增加 。相對濕度是指待測空氣中實際所含的水蒸氣分壓與相同溫度下飽和水蒸氣分壓比相對濕度是指待測空氣中實際所含的水蒸氣分壓與相同溫度下飽和水蒸氣分壓比值的百分?jǐn)?shù)。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：值的百分?jǐn)?shù)。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：100VTWPH%P電阻式濕敏傳感器可分為：電解質(zhì)式、陶瓷式和高分子式電阻式濕敏傳感器可分為：電解質(zhì)式、陶瓷式和高分子式。生物傳感器與傳統(tǒng)的各種物理傳感器和化學(xué)傳感器的最大區(qū)別在于生物傳感器與傳統(tǒng)的各種物理傳感器和

33、化學(xué)傳感器的最大區(qū)別在于生物傳感器生物傳感器的感受器中含有生命物質(zhì)的感受器中含有生命物質(zhì)生物傳感器根據(jù)傳感器輸出信號的產(chǎn)生方式：親和型生物傳感器、代謝型生物傳生物傳感器根據(jù)傳感器輸出信號的產(chǎn)生方式：親和型生物傳感器、代謝型生物傳感器、催化型生物傳感器。感器、催化型生物傳感器。參數(shù)檢測參數(shù)檢測按測量方法的不同：偏差式測量、零位式測量和微差式測量；按測量方法的不同：偏差式測量、零位式測量和微差式測量；按被測量變化的快慢可分為：靜態(tài)測量和動態(tài)測量按被測量變化的快慢可分為：靜態(tài)測量和動態(tài)測量誤差的分類：系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、粗大誤差誤差的分類：系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、粗大誤差例題：檢定一臺滿量程例題：檢定一臺滿量程Am=5A，精度等級為，精度等級為1.5的電流表，測得在的電流表，測得在2.0A處其絕對誤差處其絕對誤差=0.1A，請問該電流表是否合格？，請