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第1章 传感器的一般特性 传感器的分类. 传感器各项静态性能指标的定义及其意义。 传感器各项动态性能指标的定义及其意义。 有关参数的计算。 传感器的主要静态性能指标 1.2.1 测量范围和量程 1.2.2 分辨力和阈值 1.2.3 灵敏度 1.2.4 迟滞 1.2.5 重复性 1.2.6 线性度 1.2.7 符合度 1.2.8 零漂及温漂 1.2.9 总精度 分辨力和阈值 灵敏度:传感器在静态工作条件下，其单位输入所产生的输出，称为灵敏度，或更严格地说为静态灵敏度。 线性度:传感器的输入输出校准曲线与所选定的参考直线之间的偏离程度。 零漂: 零点时漂、零点温漂、灵敏度漂移 传感器的动态特性 两种标准输入： 正弦输入：频率响应特性（稳态响应、频域响应） 阶跃输入：时间响应（瞬态响应） 一阶系统及其幅相特性 说明： 二阶传感器 说明： 二阶系统的阶跃响应曲线 频域性能 指标 通频带ω：幅值衰减3db（B/A=0.707)时所对应的频率范围。 工作频带ωg1或ωg2：幅值误差为±5%或±10%所对应的频率范围。 相位误差：在工作频带范围内，传感器实际输出与输入间的相位误差。 频域的各项动态性能指标 时域性能 指标 时间常数τ：输出值上升到稳态值 的63%所需的时间。 上升时间tr：输出值从稳态值的10%上升到90%所需的时间。 响应时间t2或t5：输出值到达稳态值的98%或95%所需的时间。 超调量σ： 时域性能指标 第4章 应变式传感器 工作原理 电阻应变效应 电阻应变片的结构、应变片的类型、应变片的主要参数 横向效应与横向灵敏度 电阻应变片的动态响应特性 电桥原理 单臂电桥、差动电桥、全桥 误差及其补偿（桥路补偿方法） 温度误差及其补偿 常用应变式传感器的分析 应变式力传感器 应变式压力传感器 电阻应变效应：金属导体的电阻值随其机械变形而发生变化的现象。 横向灵敏度及横向效应 应变片的类型 金属丝式应变片：制作简单、性能稳定。 金属箔式应变片：利用照相制版或光刻技术，将厚约为0.003～0.01mm的金属箔片制成敏感栅 金属薄膜应变片：金属薄膜应变片是是采用真空蒸发或真空沉积等方法，在薄的绝缘基片上形成厚度在0.1μm以下的金属电阻材料薄膜的敏感栅 半导体应变片：采用半导体材料制作，利用压阻效应 温度误差及其补偿 一、产生原因： ⑴敏感栅的金属电阻本身随温度发生变化 ⑵试件材料与应变材料的线膨胀系数不同引起应变片附加形变 二、应变片可测频率的估算 电桥原理及电阻应变片桥路 一、电桥原理： 应变式力传感器 1、柱式弹性元件 悬臂梁式弹性元件 等截面悬臂梁 等强度悬臂梁 第5章 电容式传感器 电容式传感器的工作原理及其分类 电容式传感器的特点及抗干扰问题 电容式传感器的测量电路 电容式传感器的应用 工作原理及其分类 特点与应用 差动电容结构 寄生电容的干扰及抗干扰 解决方法： 将调理电路与传感器装入壳体中，构成整体式传感器。 采用“驱动电缆技术”：等电位屏蔽法 变压器电桥 运放式线路 第6章 变磁阻式传感器 电感式传感器 结构与工作原理 类型与特点 非线性与差动电感传感器 差动变压器式传感器 结构与工作原理 输出特性与零位输出 相敏解调 电涡流传感器 工作原理 测量电路 应用 §6.1 电感式传感器 小气隙电感传感器与小气隙电容传感器的比较 相同之处： 表示形式 电容器有电场边界问题，电感有磁场边界问题 输入较小位移量 电感传感器类型、特点 自感式电感传感器可分为变间隙型、变面积型和螺管型三种类型。 变间隙型灵敏度较高,但非线性误差较大,且制作装配比较困难. 变面积型灵敏度较前者小,但线性较好,量程较大. 螺管型灵敏度较低,但量程大且结构简单易于制作和批量生产,是使用最广泛的一种电感式传感器. 二、差动式电感传感器 §6.2 差动变压器式传感器 一、工作原理和结构 输出特性⑴等效电路 零位电压产生的原因 基波分量因素 差动式导磁体的几何尺寸不对称 线圈电气参数不相等 衔铁不在中间位置 高次谐波分量因素 导磁体饱和，工作在磁化曲线的非线性段 在电源中含有高次谐波 线圈寄生电容、线圈与外壳之间的分布电容的影响 后果与措施 后果： 降低精度与分辨率 易使放大器提早饱和 措施： 工艺制作上保证对称性（结构上的对称） 采用补偿方法,在传感输出回路中串、并联电阻、电容器件以达到次级线圈的感应电压的相位、幅值变化补偿。 一般原则： 串联电阻可以减少零位电压、实现调零 并联电容可以改变零位电压的相位消除基波高次谐波正交分量 选用合适的测量电路，如采用整流电路，相敏检波电路等 。 §6.3 电涡流传感器 一、工作原理 二、电涡流等效电路分析 被测体对电涡流测量的影响