检测与传感器的技术基础.pptVIP

* * 第1章 检测与传感器的技术基础 一、测量 1.测量方法（P4～７） (1)按测量手段分类 直接测量、间接测量和组合测量 ☆(2) 比较式测量方法（按测量手段分类） 偏差式测量、零位式测量和微差式测量 2、测量数据误差（P10） (1)测量误差的表示方法 绝对误差、相对误差、标称相对误差、引用误差、精度等级、基本误差、附加误差 (2) 误差的性质 系统误差、随机误差、粗大误差 ☆ 3、测量系统（P8） 开环测量系统、闭环测量系统 二、传感器 ☆ 1、什么是传感器（P13） 传感器是能够感受规定的被测量量并按一定规律和精度转换成可输出信号的器件或装置。 ☆ 2、传感器的组成（P13） 两大部件：敏感元件和转换元件。 3、传感器的分类（P14） ☆ 4、传感器的性能评价（P15） （1）静态特性 静态特性及指标（P15-19） 灵敏度定义（P16） ☆线性度（P17） （2）动态特性（见补充） 动态特性是指传感器测量动态信号时，输出对输入的响应特性。 2、研究动态特性的方法 （1）阶跃响应法——输入信号为阶跃函数 （2）频率响应法——输入信号为正弦函数 3、瞬态响应特性的评定指标（见补充） （1）时间常数T （2）上升时间tr （3）响应时间ts （4）超调量δ 第2章 电阻式传感器 一、应变式传感器 ☆ 1、应变效应（P22） 2、工作原理、数学关系式 （注：微应变为1 με= 1×10-6mm/mm） ☆ 3、电阻丝的灵敏系数K的物理意义 单位应变所引起的电阻相对变化量。其表达式为 ☆4、金属导体、半导体材料中，哪种变化是引起电阻变化的主要因素？ 1)应变片受力后材料几何尺寸的变化， 即1+2μ； 2)应变片受力后材料的电阻率发生的变化，即(dρ/ρ)/ε。 对金属材料：1+2μ＞＞(dρ/ρ)/ε （P23） 对半导体材料：(dρ/ρ)/ε＞＞1+2μ 二、电阻应变片的测量电路 1、平衡电桥测量电路（P30） 2、不平衡电桥测量电路（P32） ☆☆三、应变式加速度传感器（P37） 图2-12 电阻应变式加速度传感器结构图 1—质量块；2—等强度梁； 3—电阻应变敏感元件； 4—壳体 四、气敏传感器 按构成气敏传感器材料可分为半导体和非半导体两大类。(P39) 半导体气敏传感器是利用待测气体与半导体表面接触时，产生的电导率等物理性质变化来检测气体的。 五、湿敏传感器 湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的。 1．负特性湿敏半导瓷及导电机理(P48) 电阻率随湿度增加而下降，称之为负特性湿敏半导体陶瓷。 2.正特性湿敏半导瓷及导电机理 电阻率随湿度增加而增大，称之为正特性湿敏半导体陶瓷。 第3章 电感式传感器 一、自感式传感器 1、电感式传感器的物理基础（P59） ☆ 2、电感式传感器的类型（P61） (1)变间隙型（δ） (2)变截面型（S） L∝S0 ，L与S0之间成线性关系。 (3) 螺管型（δ和S） 实际的L=f(δ，S 0)为非线性。 二、差动变压器式（互感式）传感器 1、结构（P64） 2、基于的物理基础 三、电涡流式传感器 1、基于的物理原理（ P 66 ） ☆ 2、有效电感量与位移的关系 L与δ之间是非线性关系。 图 变隙式差动电感压力传感器 1—C型弹簧管；2—铁芯；3—线圈1； 4—衔铁；5—线圈2；6—调机械零点螺钉 ☆ ☆四、自感式传感器的应用 变隙式差动电感压力传感器 它主要由C形弹簧管、衔铁、铁芯和线圈等组成。 第4章 电容式传感器 一、电容式传感器 ☆ 1、电容式传感器将被测量转换为何种量？（P76） 2、电容量的计算（P76） 二、电容式传感器的类型 1、变面积型（P77） 2)变极距型电容式传感器的灵敏度 1) 电容量相对变化量的幂级数展开式 3) 传感器的非线性误差 2、变极距型（P76及补充内容） ☆☆ （1）单电容式 ☆☆(2)差分变极距型电容式传感器（差动电容） 1）电容量相对变化量的幂级数展开式 设；动极板上移，d1=d0-△d，C1增加；d2=d0+△d，C2减小。 差分变极距型电容式传感器的电容相对变化量为： 3）差分变极距型传感器的非线性误差 2）差分变极距型电容式传感器的灵敏度 三、测量电路运算放大器电路（P81） ☆对反相输入端，考虑“虚地”，有以下电流关系： 第5章 压电式传感器 一、压力、力、工程大气压 1、工程上的“压力”——物理学中的压强。 ☆ 2、工程大气压 1工程大气压=0.1MPa 1 MPa=1×106Pa ☆二、压电效应及材料 某些电介质，当沿着一定方向对