傳感器原理及應用2 (2)課件

《傳感器原理與應用》

內(nèi)容提要和基本要求教學內(nèi)容和重點：傳感器的基本概念及其基本特性（靜態(tài)、動態(tài)特性）；傳感器的標定和校準方法；各類傳感器的轉(zhuǎn)換原理；特性分析及其設計方法；測量電路；實際應用；實驗。參考學時：

56或64學時，其中講課44~50學時；實驗12~14學時?？己朔椒ǎ浩綍r(作業(yè)、考勤)15%+實驗15%+期末考試70%Chapter1

1．明確傳感器的定義、組成及其分類；傳感器技術的特點；傳感器與傳感器技術的地位和作用及其發(fā)展趨勢；2．掌握傳感器靜態(tài)特性指標及定量描述方法；3．掌握傳感器動態(tài)特性的描述方法（微分方程，傳遞函數(shù)，頻率特性）及其動態(tài)特性指標（一階傳感器的時間常數(shù)，二階傳感器的固有頻率n和阻尼比）的意義；4．掌握傳感器動態(tài)響應（階躍響應和頻率響應）的分析方法；5．掌握傳感器動態(tài)誤差的意義及其計算方法；6．了解機-電模擬的基本方法和意義。一階傳感器二階傳感器微分方程傳遞函數(shù)頻率特性幅頻特性相頻特性動態(tài)誤差主要計算公式

Chapter2

3．掌握電阻應變式傳感器測量線路（直流惠斯通電橋）的結構形式（特別是差動結構）及特點，一般情況下，電橋輸出電壓為4．掌握電阻應變式傳感器的組成、應用及其分析方法；彈性敏感元件+電阻應變片電阻應變式傳感器；彈性敏感元件的應變-應力關系：=/E；彈性敏感元件的泊松比：Δd/d=l/l=。5．了解電位計式傳感器結構和基本特性（自學）。

Chapter3

被測量L，M電磁感應自感式傳感器（電感式傳感器）電感式傳感器—差動變壓器互感式傳感器—電渦流式傳感器

Chapter3

1.掌握電感式傳感器結構、原理及其基本特性：

變氣隙型電感式傳感器螺管式電感傳感器電感量

靈敏度

非線性誤差差動結構：靈敏度加倍；非線性誤差減小。

Chapter3

3．掌握差動變壓器組成結構、工作原理、輸出特性及其差動整流電路和相敏檢波電路的工作原理，輸出信號：4．掌握高頻反射式電渦流式傳感器的結構、工作原理及其基本特性；5．掌握各類電感式傳感器的典型應用（位移型傳感器）。

Chapter4

被測量（d，S，）CU(I,f)1．掌握不同類型的電容傳感器構成原理及其用途，并結合應用設計電容式傳感器：平行板電容器電容量：

柱式電容器電容量：

Chapter4

空氣介質(zhì)的變間隙式電容傳感器：靈敏度：非線性誤差：具有固體介質(zhì)的變間隙式電容傳感器：線位移變面積式電容傳感器：

Chapter5

力(F)電荷(Q)1．掌握壓電材料壓電效應的意義及描述方法(Q=dijF)；2．掌握石英及壓電陶瓷材料的壓電機理及其壓電特性；3．掌握壓電式傳感器的等效電路（等效電容器Ca=S/h，或電荷源Q=dijF、電壓源Ua=Q/Ca）及測量電路的特點;分析電壓前置放大器與電荷前置放大器的特性及區(qū)別：

Chapter5

電壓前置放大器傳感器的電壓靈敏度：輸入電壓Ui與作用力之間的相位差:理想情況：幅值比電壓靈敏度

Chapter5

測量電路的時間常數(shù)：，n=1/，幅值比，

相位差；低頻響應動態(tài)誤差：

電荷前置放大器輸出電壓：與之間的相位差：

Chapter6被測量電動勢

1.掌握磁電式傳感器的結構（恒定磁通式和變磁通式）及其工作原理（電磁感應原理e=NdΦ/dt）；2．掌握磁電式傳感器的設計方法和典型應用（速度型傳感器）；3．掌握磁電式振動傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器的結構和特性分析。

Chapter7

溫度電信號（電阻、電壓、電流等）1.掌握金屬熱電阻的測溫原理（電阻溫度效應），明確鉑熱電阻和銅熱電阻的熱電特性、測溫范圍、百度電阻比（W(100)＝R100/R0）、分度號（Pt100、Pt50和Cu100、Cu50）和分度表；2.了解熱敏電阻的三種基本類型和NTC熱敏電阻的基本特性；3.掌握PN結型溫度傳感器（晶體二極管、三極管和集成溫度傳感器）的測溫原理及特性；

Chapter7

4.熟悉熱電偶的結構和熱電效應，明確熱電偶的熱電勢由接觸電勢和溫差電勢兩部分構成；5.掌握熱電偶的測溫原理及其冷端溫度補償方法；6.了解熱電偶的基本定律及其分度號和分度表；7.熟悉各種熱電式傳感器在溫度測量和控制中的基本應用方法和電路特點。

Chapter8

5.熟悉光電傳感器的四種基本類型和主要應用；6.熟悉光纖傳感器所用光導纖維的結構及其傳光原理（全反射原理）；7.掌握光纖傳感器結構類型，明確光纖在傳感器中的作用；8.了解光纖傳感器在位移、壓力、流量、液位、溫度、等不同場合的應用方法；9.了解紅外傳感器的基本原理及其主要應用；10.了解電荷耦合器件（CCD）的圖像感光原理及圖像信號的轉(zhuǎn)移原理。Capter9磁場電信號1.掌握霍爾效應及霍爾元器件的工作原理，KH=RH/d=1/ned；2.熟悉霍爾傳感器的應用方法；3.了解磁敏電阻的結構原理與應用方法；4.了解磁敏二極管、三極管的結構原理及應用方法。Capter10被測量數(shù)字、頻率

1．掌握光柵傳感器結構（照明系統(tǒng)、光柵副、光電元件）及莫爾條紋的形成機理和特性；2.掌握測量光柵傳感器位移的辨向原理及提高測量精度的細分技術；3.了解感應同步器的結構原理及其信號處理方法；4.掌握碼盤式角數(shù)字編碼器的結構和工作原理；5.掌握幾種主要的頻率式數(shù)字傳感器（振筒式、振膜式、振弦式傳感器等）的結構、特點及頻率信號的檢測方法和應用。Capter12濕度電阻、電容等

1.明確濕度的定義及其表示方法：絕對濕度V=mV/V(mg/m3)；相對濕度=(V/W)T100%RH2．熟悉濕度傳感器的類型（水分子親和力型和非水分子親和力型）及濕敏元件的主要特性參數(shù)；3．掌握電解質(zhì)濕度傳感器、半導體陶瓷濕度傳感器、高分子材料濕度傳感器的結構特點、感濕原理及其感濕特性。4.了解非水分子親和力型濕度傳感器的測濕原理和特點；5.熟悉濕度傳感器的應用方法及其濕度控制電路的設計。Capter13（自學）

1.了解超聲波的產(chǎn)生及其傳輸特性，熟悉超聲波傳感器的結構和應用；2.了解微波的基本特性及微薄傳感器的的檢測