传感器教学心得体会
推荐第1篇：传感器心得体会
实验中遇到的问题：
1，排版没有排到最恰当的位置，我们是打竖排版的，相当打横排版没有那么好的效果 2，焊工不过关，经常现虚焊，相邻两条线路焊到一起导致短路的现状
3，分不清LED灯和发射管，接收管的正负。主要是通过万用表的导通极测试和特征分辨出来
4，没有事先排好板，所以事后出现飞线的情况 5，没有尝试用PCB画板
推荐第2篇：传感器
传感器
一、选择题
1.属于传感器动态性指标的是D固有频率
2.传感器能感知的输入量越小，表示传感器的B灵敏度越高 3.下列选项中，适用测量大位移的传感器的类型是C光栅式 传感器
4.压电式位移传感器将C位移 转化为力 5.概率密度函数提供了随机信号B沿幅值域分布的信息
6.影响压电式加速度传感器低频响应能力的是D前置放大器的输入阻抗
7．固体半导体摄像元件CCD是一种CMOS型晶体管开关集成电路 8.红外光电波长为A 2～20 um
9 .C电阻式 温度传感器属于接触式温度传感器
10．交流测速发电机转子有40个齿，被测转速为1200r/min，则该发动机输出电动势的频率为D800Hz
11．周期信号的自相关函数必为A周期偶函数
12.下列气敏元件性能最好的是B厚膜型 13.有用信号频率低于20Hz，可选用A低通滤波电路
14.电参数测振系统的突出优点是C灵敏度较高
15.下列被测物理量适合于使用差动变压器进行测量的是A工业机器的位移
16.非线性度是表示校准曲线B偏离拟合直线 的程度
17.已知函数x（t）的傅里叶变换为X(f),则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为B(2/3)X(f/3)
18下列选项中，适用于测量大位移的传感器是C光栅式
19下列传感器中，B压电式传感器 是发电型位移传感器
20.应变片不具有的特点是D体积大 21.压电式加速度传感器，希望其固有频率C尽量高些
22.脉冲式测速发电机以C脉冲频率 为输出信号
23.一阶系统的动态表征 参数是D热敏电阻
24.D热敏电阻 温度传感器不属于热电偶 25.热电偶中产生热电势的条件是C两热电极的两端温度不同
26.温度计使用在超过D90％ RH的高湿度区域中就会出现结露
27.有用信号频率高于500Hz，可选用B高通 滤波电路
28.振动的分类按振动规律可分为D随机振动
29．若模/数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为2.5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为B2.44mV
30.汽车机电一体化的目的有D改善汽车的性能
31.非周期信号的频谱是A连续的 32．最常用的测量角位移的电容传感器是A平板型
33.涡流传感器不可测量C温度
34.将电阻应变片贴在C弹性元件 上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器
35.电量式压力计不包括B激光式
36.用变磁通式速度传感器测转速时，若传感器转子的齿数越多，则输出的感应电动势的频率A越高
38.视觉传感器以A光电转换 为基础 39.明亮度信息可借助B A\\D转换器 数字化
40.通常用热电阻式传感器测量A温度 41.半导体热敏电阻式传感器随着温度上升，电阻率B迅速下降
43.有信号频率为某一固有频率，可选用C带通 滤波电路
45.汽车自动调整车高的目的是C提高行驶安全性
46.影响压电式加速度传感器低频响应能力的是D前置放大器的输入阻抗
47.按照工作原理分类，固有图像式传感器属于A光电式传感器
48.C半导体三极管 传感器可用于医疗上-50°C～150°C之间的温度测量
49.光电式扭矩传感器的测量精度为A1％
50下列测量传感器中，属于小位移传感器的是C电容式传感器
51.下面C三臂 方式不是应变仪电桥工作方式。
52.压电传感器的选用原则不包括B电动势
53.电缆分布电容对电荷放大器的输出电压C无影响
54.视觉传感器以A光电转换 为基础 55.热电偶中产生热电势的条件是C两热电极的两端温度不同
56.金属热电阻式温度传感器所测量的温度月高，其自由电子的运动A越规则 57.制造半导体陶瓷湿敏元件的材料，主要是不同类型的金属A氯化物
58.高通滤波器所起的作用是只允许B高频信号 通过。
59.信号传输过程中,产生干扰的原因是(C干扰的耦合通道)
60.x(t)为奇函数时，其傅里叶数中只有(B正弦项)
61莫尔条纹光栅传感器的输出是(A数字脉冲式)
62．阻抗头是测量振动系统(D激振力及其响应)
63.在采用限量最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差ΔY≦0.01，本次采样值为0.315，上次采样值为0.301，则本次采样值Yn应选为(A 0.301)
二，填空题
1 传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过（测量范围）的能力。
2 传感器的精度是表示其输出量与被测物理量的（实际值）之间的符合程度。 3 激光测量系统由激光器.光学元件和（光电转换元件)三部分组成。 4 半导体应变片的工作原理是基于（压阻效应)。
5 加数传感器最常用的有（压电式）.应变式和磁致伸缩式。 6 在实际应用中，机电一体化系统对测速发电机的主要要求有输出电压与转速应保持较精确的正比关系.转动惯量小.（灵敏度高）。
7 图像处理的方法有微分法和（区域法）。 8 热电偶式温度传感器的工作原理是（热点效应）。
9 热电偶所产生的热电势是由接触电势和（温差电势)两部分组成。
10 湿敏原件是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身（电阻）发生变化的原理而制成的。
11 气敏传感器是一种将检测到的气体成分和（浓度）转化为电信号的传感器。 12 电桥的作用是把电感.电容.电阻的变化转化为（电压或电流）的变化。
13 ADC是将模拟信号转化成（数字）信号。
14 若测量系统无接地点时，屏蔽导体应接到信号源的（负极）。
15 已知某位移传感器的灵敏度为K0，且灵敏度变化量为@K0，则该传感器的灵敏度误差计算公式为（rs=ΔK0/K0×100%）。
16 参量位移传感器的工作原理是将被测量物理量转化为电参数据，即（电阻）.电容或电感。
17 应变电桥多采用（交流电桥）。
18 在机械力的作用下铁磁材料内部产生应力或应力变化，使磁导率发生变化，磁阻也发生变化的现象称为（压磁效应）。 19 识别物体前需要先将物体的有关信息输入到计算机内，被输入的信息主要有明亮度信息.颜色信息.（距离信息）。
20 热电阻传感器分为金属热电阻和（热敏电阻）两大类。
21 热电偶通常由热电极.绝缘材料（接线.盒）和保护套组成。
22 在桥式测量电路中，按照（电源）的性质，电桥可分为直流和交流电桥。 23 检测系统中，模拟式显示在读数时容易引起（主观)误差。
24 若,某信号依一定的时间间隔周而复始，则该信号称为（周期信号）。
25 传感器的被测物理量有微小变化时，该传感器就会有较大的输出变化，这说明传感器的（灵敏度）较高。
26 若随机信号X（t）.Y(t)的均值都为零，当t-$时，它们的互相关函数Rxy(t)=(0)。 27 发电型位移传感器有磁电型和（压电型）等。
28 在磁压传感器中常用的铁磁材料有（硅钢片）和坡膜合金。
29 压电式压力传感器适于测动态力和冲击力，但不适于测（静态力）。
30 直流测速发电机按定子磁极励磁方式的不同，可分为电磁式和（永磁式）两种。
31 不同的金属两端分别连在一起构成闭合回路，如果两端温度不同，电路中会产生电动势，这种现象称为（热点效应）。 32 热敏电阻分为正温度系数热敏电阻.负温度系数热敏电阻和（临界温度系数）。 33 气敏传感器较广泛用于（防灾报警）。 34 最常用的温度表示方法是（相对湿度）和绝对湿度。
35 RC低通滤波器中RC值愈（小），则其截至频率越低。
36 ADC是将数字信号转化成（模拟）信号。
37 热敏电阻常数B大于零的是（负）温度系数的热敏电阻。
38 量程是指传感器在（测量范围）内的上限与下限之差。
39 光栅式位移传感器有测量线位移的长光栅和测量角位移的（圆光栅）。 40 动态磁头有（1）个绕组。
41 弹性压力敏感元件有波登管.膜片和（波纹管）三类。
42 压电式加速传感器的频率范围广.(动态范围）宽.灵敏度高,故应用较广泛。 43 水份传感器可分为（直流电阻型）.高频电阻型.电容率型.气体介质型.近红外型.中子型和核磁共振型等。
44.在桥式电路中，根据电阻(接入方式)的不同，可分为单臂和差动
三.简答题
1 简述传感器的组成及各部分的作用。 答：组成：敏感元件.转化元件.转化电路，作用：敏感元件：直接感受被测物理量，并以确定关系输出另一物理量的元件， 转换元件：将敏感元件输出的非电量转换成电量参数； 转换电路：将转换元件输出的电量转换成便于处理的民量。
2 采用逐次逼近法的模/数转换器主要由哪几部分组成？ 答：由电压比较器.数/模转换器.顺序脉冲发生器.数码寄存器和逐次逼近寄存器组成。
3 简述传感器检测系统的干扰来源及抑制干扰的方法。 答：干扰来源：系统的内部干扰和外部干扰。抑制方法：接地.屏蔽.隔离.滤波。 4 公路交通检测汽车流量状态采用哪些传感器？ 答：公路交通检测汽车流量状态多采用的传感器有：压电式.电磁式.橡皮管式.超声波式.雷达式.红外线式。
5 传感器的主要性能指标有哪些？
答：主要性能指标：测量范围.量程.过载能力.灵敏度.静态精度.频率特性（动态）.阶跃特性（动态）.可靠性.使用环境.经济性等。
6 简述电阻应变式测力传感器的工作原理。 答：工作原理：电阻应变式测力传感器是将力作用在弹性元件上，弹性元件在力的作用下产生应变，利用贴在弹性元件上的 应变片将应变转换成电阻的变化，然后利用电桥将电阻变化转换成电压（或电流）的变化，通过测量电压（或电流）的大小 测出力的大小。
7 绘幅一频图说明一阶无源低通.高通.带通滤波器的定义？ 答：（1）低通滤波器：低频信号通过，高频信号截止。（2）高通滤波器：高频信号通过，低频信号截止。 （3）带通滤波器：某一段频率信号通过，低于和高于这段频率的信号截止。
8 为什么要对热电偶的参考端温度进行一定方法的处理，一般有哪些方法？ 答：原因：热电偶输出电动势只能反映两个结点之间的温度差，为了使输出电动势能正确反映被测温度的真实值，要求参考端
温度为零度，而热电偶实际使用坏境下不能保证参考端温度为零度。因此必须对参考端温度采用一定方法的补偿。一般补偿方
法：恒温法.温度修正法.电桥补偿法.冷端补偿法.电位补偿法。
9 什么叫热敏电阻的正温度系数和负温度系数？
答：正温度系数：在测量温度范围内,其电阻值随温度的升高而增加。负温度系数：在测量温度范围内，其电阻值随温度升高而 下降。
10 有源滤波与无源滤波相比有哪些优点？
答：优点：（1）有源滤波不用电感线圈，因而在体积.重量.价格.线性度等方面具有明显的优越性，便于集成化；（2）由于运
算放大器输入阻抗高，输出阻抗低，可提供良好的隔离性能，并可提供所需增益；（3）可以使截止频率达到很低范围。
11 视觉传感器在机电一体化系统中有哪些应用？ 答：应用：（1）进行位置检测；（2）进行图像识别，通过图像识别了解对象的特征以及同其它对象相区别；（3）进行物体形 状.尺寸缺陷的检测。
12 温度测量的方法有哪些？它们的原理有何不同？各适用于什么场合？ 答：温度测量的方法：接触式测量和非接触式测量两类。接触式测量的原理是感温元件与被测对象直接物理接触，进行热传导。
非接触式测量的原理是感温元件与被测对象不物理接触，而是通过热辐射进行传递。接触式测量适用于测量易直接接触的一般
物体的温度，非接触式测量适用于测量不易直接接触的高温物体温度。 13 简述测速发电机的工作原理。 答：测速发电机是机电一体化系统中用于测量的自动调节机电转速和一种传感器，它由带有绕组的定子和转子构成。根据电磁
感应原理，当转子绕组供给励磁电压并随被测电动机转动时，定子绕组则产生与转速成正比的感应电动势。
14 传感器与微机的接口方式有哪些？ 答：（1）开关量接口方式。(2)数字量接口方式。（3）模拟量接口方式。 15 简述压磁式扭矩仪的工作原理。 答：压磁式扭矩仪的轴是强导磁材料。根据磁弹反应，当轴受扭矩作用时，轴的磁导率发生变化，从而引起线圈感抗变化，通过测量电路即可确定被测扭矩大小。
16 说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。
答：主要特点：热容量小（或热惯性小），时间常数小，反应速度快。
17 简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点。 答：传感器与电压放大器连接的电路，其输出电压与压电元件的输出电压成正比，但容易受电缆影响。传感器与电荷放大器连接 的电路，其输出电压与压电元件的输出电荷成正比，电缆电容的影响小。
18 回答下列函数哪些是周期函数.哪些是非周期函数：X1(t)=sinwt.X2(t)=e-t,X3(t)=eSinwt,X4(t)=&(t),X5(t)=sin(1/2*t)
答：X1(t)X3(t)X5(t)是周期函数，X2(t)X4(t)是非周期函数。
19 简述应变片在弹性元件上的布置原则，及哪几种电桥接法具有温度补偿作用。
答：布置原则有（1）贴在应变最敏感部位，使其灵敏度最佳；（2）在复合载荷下测量，能消除相互干扰；（3）考虑温度补偿 作用。单臂电桥无温度补偿作用，差动和全桥方式具有温度补偿作用。
20 涡流式传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么？涡流传感器能否测量大位移量？为什么？
答：能实现非接触测量，结构简单，不怕油等介质污染。涡流传感器不能测量大位移量，只有当测量范围较小时，才能保证一定的线性度。
推荐第3篇：传感器
传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。
传感器的定义
国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照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”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
传感器的分类
可以用不同的观点对传感器进行分类：它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。
根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类 ：
传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。
化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。
有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。
常见传感器的应用领域和工作原理列于下表。
1.按照其用途，传感器可分类为：
压力敏和力敏传感器 位置传感器液面传感器 能耗传感器速度传感器 加速度传感器 射线辐射传感器 热敏传感器
2.按照其原理，传感器可分类为：
振动传感器 湿敏传感器
磁敏传感器 气敏传感器
真空度传感器 生物传感器等。
以其输出信号为标准可将传感器分为：
模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。
数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。
开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
推荐第4篇：传感器
一、力传感器
1、应变式力传感器
二、荷重传感器
1、应变式荷重传感器
2、电容式荷重传感器
三、压力传感器
1、应变式压力传感器
2、压阻式压力传感器
3、电容式压力传感器
四、加速度传感器
1、应变式加速度传感器
2、压阻式加速度传感器
3、电容式加速度传感器
五、位移传感器
1、应变式位移传感器
2、电容式位移传感器
六、温度传感器
1、热电阻温度计
2、热敏电阻温度传感器（半导体点温计）
七、流量传感器
1热电阻式流量计
八、液位传感器
1、热敏电阻式液位传感器
2、电容式液位传感器
九、湿度传感器
1、热敏电阻湿度传感器
2、半导体陶瓷湿敏元件
3、氯化锂湿敏电阻
4、有机高分子膜湿敏电阻
5、湿敏电容
十、气敏电阻传感器
1、氧化锡系气敏电阻
2、氧化锌系气敏电阻
3、氧化铁系气敏电阻
（气敏电阻检漏报警器、矿灯瓦斯报警器、一氧化碳报警器） 十
一、厚度传感器
1、电容式测厚仪
十二、物位传感器
1、电容式物位计
推荐第5篇：传感器教学设计3
【教学目标】 1．知识与技能
了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义； 认识一些制作传感器的元器件，知道这些传感器的工作原理。 2．过程与方法
通过对实验的观察、思考和探究，让学生在了解传感器、熟悉传感器工作原理的同时，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的观察能力、实践能力和创新思维能力。
3．情感、态度与价值观
体会传感器在生活、生产、科技领域的种种益处，激发学生的学习兴趣，拓展学生的知识视野，并加强物理与STS的联系。通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意识。
【设计思路】
从上世纪八十年代起，国际上出现了“传感器热”，传感器在当今科技发展中有着十分重要的地位。新课程标准紧扣时代脉搏，对传感器教学提出明确要求。本课的设计思路是通过对实验的观察、思考和探究，了解什么是传感器，传感器是如何将非电学量转换成电学量的，传感器在生产、生活中有哪些具体应用，为学生利用传感器制作简单的自控装置作一铺垫。教学时力避深奥的理论，侧重于联系实际，让学生感受传感器的巨大作用，进而提高学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感和崇尚科学的精神。
【教学过程】
一、引入新课
教师：今天我们生活中常用的电视、空调的遥控器是如何实现远距离操纵的？楼梯上的电灯如何能人来就开，人走就熄的？工业生产中所用的自动报警器、恒温烘箱是如何工作的？“非典”病毒肆虐华夏大地时，机场、车站、港口又是如何实现快速而准确的体温检测的？所有这些，都离不开一个核心，那就是本堂课将要学习的传感器。
二、新课教学 1．什么是传感器
演示实验1：如图1所示，小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，当把磁铁放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移开，灯泡熄灭。
教师提问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？ 学生猜测：盒子里有弹性铁质开关。
师生探究：打开盒子，用实物投影仪展示盒内的电路图（图2），了解元件“干簧管”的结构。探明原因：当磁体靠近干簧管时，两个由软磁性材料制成的簧片因磁化而相互吸引，电路导通，干簧管起到了开关的作用。
教师点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发光情况，感知干簧管周围是否存在着磁场。 演示实验2：教师出示一只音乐茶杯，茶杯平放桌上时，无声无息，提起茶杯，茶杯边播放悦耳的音乐，边闪烁着五彩的光芒。
教师提问： 音乐茶杯的工作开关又在哪里？开启的条件是什么？ 学生猜测：在茶杯底部，所受压力发生改变。
实验探究：提起茶杯，用手压杯的底部，音乐并没有停止。 学生猜测：是由于光照强度的改变。
实验探究：用书挡住底部（不与底部接触），音乐停止，可见音乐茶杯受光照强度的控制。 师生总结：现代技术中，我们可以利用一些元件设计电路，它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。我们把这种元件叫做传感器。它的优点是：把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。
教师提问：实验1中的干簧管是怎样的传感器，实验2音乐茶杯中所用的元件又是怎样的传感器？ 学生回答：干簧管是一个能感受磁场的传感器，音乐茶杯中所用的元件是能感受光照强度的传感器。 教师介绍：数字化信息系统实验室（Digital Information System Laboratory，简称：DISLab） 就是由“传感器+数据采集器+实验软件包+计算机”构成的新型实验系统。该系统成功克服了传统物理实验仪器的诸多弊端，有力地支持了信息技术与物理教学的全面整合，在实验上收到了许多意想不到的成功。
投影展示：
图3 DISLab系统构成
演示实验3：通过朗威DISLab数据采集器、位移传感器来观察简谐振动图象。
图4 弹簧振子实验装置图
图5 弹簧振子振动图线
2、认识一些制作传感器的元器件 （1）光敏电阻
学生实验1：学生两人一组，用万用电表的欧姆挡测量一只光敏电阻的阻值，实验分别在暗环境和强光照射下进行。
学生总结实验结果：光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小。 师生总结：光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。
教师简单介绍：光敏电阻在光照射下电阻变化的原因。有些物质，例如硫化镉，是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。
（2）热敏电阻和金属热电阻
教师提问：金属导体的导电性能与温度有关吗？关系如何？
学生回答：金属导体的电阻随温度的升高而增大，如白炽灯钨丝的电阻在正常工作情况下比常温下的电阻大得多。
演示实验4：如图6所示，AB间接有一段钨丝（从旧日光灯管中取出），闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加热时，灯泡亮度明显变暗。
学生探究：钨丝的电阻随温度的升高而增大。
师生总结：用金属丝可以制作温度传感器，称为热电阻。如前面已经学过的用金属铂可制作精密的电阻温度计。 学生实验2：学生两人一组，用万用电表的欧姆挡测一只热敏电阻的阻值。第一次直接测量，第二次用手心捂住热敏电阻再测量，记录两次测得的电阻值。
学生探究：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，且阻值随温度变化非常明显。 师生总结：半导体热敏电阻也可以用作温度传感器。
师生总结比较：金属热电阻与热敏电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差。
（3）霍尔元件
教师介绍：霍尔元件是在一个很小的矩形半导体（例如砷化铟）薄片上，制作4个电极E、F、M、N而成（如图7所示）。若在E、F间通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的匀强磁场B，薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下发生偏转，使M、N间出现电压U。
师生讨论：霍尔元件的上的电压U与电流I、磁感应强度B的关系，设霍尔元件长为a，宽为b，厚为d，则当薄片中载流子达到稳定状态时，，即，又因，所以，即化。 （为霍尔系数）。因此，我们就可以根据电压U的变化得知磁感应强度的变师生共析：霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。
演示实验5：利用朗威DISLab数据采集器、霍尔元件观察通电螺线管内部磁感应强度的大小分布规律。
图8 磁感应强度测定的实验装置图
图9 磁感应强度分布图线
三、小结
传感器是指一些能把光、力、温度、磁感应强度等非电学量转化为电学量或转换为电路的通断的元器件，它在生活、生产和科技领域有着非常广泛的应用。日本把传感器技术列为上世纪八十年代十大技术之首，美国把传感器技术列为九十年代的关键技术，而我国有关传感器的研究和应用正方兴未艾„„
四、作业
1．观察与思考：日常生活中哪些地方用到了传感器，它们分别属于哪种类型的传感器，它们的工作原理如何？
2．实验设计：用热敏电阻、继电器等器材设计一个火警报警器。 【教学反思】
本节课依据学生的认知规律组织教学，引入新课从生活实例入手，设置悬念，提出问题，激发学生兴趣，增强学生的求知欲；在进行“什么是传感器”的教学中注重实验探究，引导学生从两个实验的探究中加以归纳，并通过DISLab系统显示传感器的优越性，让学生了解把非电学量转化为电学量的技术意义；在对光敏电阻、热敏电阻和热电阻、霍尔元件这些制作传感器的元器件教学中，注重将教师演示实验与学生动手实验相结合，注重理论与实践相结合。整个教学过程符合新课程的三维目标，体现新课程的理念，注意培养学生的自主、合作、探究能力，注意从生活走向物理，从物理走向生活，以此增进学生的学习能力和科学素养。
推荐第6篇：教学设计：使用红外线传感器
小学信息技术六年级下册
第11课 使用红外线传感器 教学设计
教学目标：
1．知识和技能目标：
⑴了解红外传感器的使用方法与工作原理。 ⑵了解选择结构语句的使用方法。 2．过程与方法目标： ⑴学会红外传感器。
⑵学会编写含有选择结构的程序。
⑶学会应用红外传感器处理日常生活中的一些问题。 3．情感目标：
⑴培养学生分析问题、解决问题的能力，认真思考调试中出现的现象，并根据现象确定其原因。
⑵培养学生相互协作的精神，共同随失败，分享成功。
教学重、难点：
1．教学重点： ⑴红外传感器的使用。 ⑵编写带有选择结构的程序。 2．教学难点： ⑴红外传感器检测原理。 ⑵选择结构程序的理解与编写。
教学课时：
1 课时
教学过程：
一、谈话导入
今天我们来学习新课：“红外测障”。（板书课题）
二、新课教学
师播放机器人视频，生观看。
师：刚才同学们观看了视频，知道了机器人在散步时都做了哪些动作，如：前进、左转、右转、停止等等，下面请同学们跟我一起来学习程序的流程图。 师分析流程图，提出：机器人之所以会做出反应是因为通过它的“眼睛”──红外传感器来接收外面的信息。
板书：检测前方是否有人。
师：当机器人正前方的红外传感器探测到有人的时候，机器人开始前进。下面请同学们以自学方式完成本知识点的操作。
1．生自学，师巡视，指导。
2．提示： “数字输入”参数有0、1两个，当红外传感器检测到障碍物时，返回的数值是1，否则为0。
3．师请做好的学生讲解并展示。 4．师生共同点评。
5．师对学生操作予以肯定，鼓励学生继续学下去。 板书：检测左右是否有人。
师：前面我们已经学习过了，如果机器人探测到前方有人，它就会开始前进，当机器人的左方有人时，机器人左转调整方向；右方有人时，机器人右转调整方向，下面请同学们看老师的操作步骤。
①师演示操作步骤。（过程略） ②学生观看。 ③师请学生动手操作。 ④生动手操作，师巡视，指导。 ⑤师对学生操作情况予以小结。
三、全课总结
四、反思
本节课开始涉及到传感器的使用，在上课的过程中，将遇到的问题作为一个任务范例提供给学生，让学生自己去探究解决，安装传感器是本课一个难点，需要学生耐心地分析问题，找出原因。
推荐第7篇：教学设计：使用碰撞传感器
小学信息技术六年级下册 第12课 使用碰撞传感器 教学设计
教学目标：
1．知识和技能目标：
了解碰撞传感器的使用方法与工作原理，理解嵌套选择结构程序的含义。 2．过程与方法：
⑴让机器人学会使用碰撞传感器。 ⑵学会在编写程序时应用嵌套选择结构。 ⑶能应用碰撞传感器解决日常行政生活中的问题 3．情感目标：
让学生在练习中体验愉快、成功、竞争和谐的心情，培养学生团结协助、协同使用、提高学生相互交流的能力。
教学重难点：
1．教学重点：⑴碰撞传感器的使用和测试。
⑵编写含有嵌套选择结构的程序。
2．教学难点：⑴编写含有嵌套选择结构的程序。 ⑵如何在日常生活中应用碰撞传感器。
课时：1 教学过程：
一、激趣导入：
师演示受到碰撞后会转向行走的机器人视频，学生观看。
二、新课教学：
师：机器人有自己的触觉感观，那就是“碰撞传感器”。有了它，机器人碰碰车在行走时能够知道是否受到了碰撞，并且在受到碰撞后能转向行走。
师出示会转向行走的机器人程序流程图，分析指出：当碰撞传感器受到碰撞时，接触开关被按下，此时机器人获得数值为“0”，否则为“1”。 板书：碰碰车。
师出示机器人碰撞流程图，请学生思考：机器人受到了碰撞时行走方向有哪些改变？
①生观察流程图，回答问题。 ②师对学生回答予以点评，并补充。 ③师请学生自学本课这小节知识点的内容。 ④生自学，师巡视，个别指导。
提示学生注意机器人受碰撞后参数的设置。 ⑤师请完成的学生演示操作步骤。 ⑥师生共同观看演示。
⑦师请学生代表对演示过程予以点评。 ⑧师归纳，小结。
三、拓展延伸：
师请学生根据自己学过的红外传感器比较和碰撞传感器功能有什么不同？大家一起来分析总结，它们各适用于什么情况。
四、全课小结。
五、反思：
由于本课是学生初次编写含有嵌套结构的控制程序，所以对于小学生来说理解起来有一定难度，在根据流程图分析程序走向时，应先判断什么，再判断什么，最后判断什么，判断后机器人会做出什么样的处理，把这些给学生交待清楚。学生只有在这些都弄懂了以后，编写程序是很简单的事，可让学生自己去尝试。
推荐第8篇：传感器复习
1.传感器定义及组成
传感器是将各种非电量按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量的装置 一般由敏感元件；转换元件；测量电路组成
2.应变式传感器工作原理及组成
工作原理：应变效应
组成：敏感栅；基底；盖片；黏结剂；引线
3.应变式传感器温度误差原因及补偿
原因：其一应变片的电阻丝有一定温度系数；其二电阻丝材料与测试材料的线膨胀系数不同 补偿：单丝自补偿应变片；双丝组合式自补偿应变片；电路补偿法
4.电容式传感器分类 变面积（S）型；变介质介电常数（ε）型；变极板间距（d）型
5.电容式传感器误差分析
温度对结构尺寸的影响；电容电场的边缘效应；寄生与分布电容的影响
6.电感式传感器分类
原理：自感式与互感式；结构形式：气隙型和螺管型
7.零点残余电压原因及消除方法
原因：基波分量；高次谐波
消除方法：从设计和工艺上保证结构对称性；选用合适的测量线路；采用补偿线路
8.压电式传感器等效电路
P105
9.热电偶定义热电偶电势组成及三个基本定律
定义：将温度转换为电势的热电式传感器叫热电偶
电势组成：接触电势；温差电势
三个定律：中间导体定律；标准电机定律；连接导体定律与中间温度定律
10.热电偶冷端补偿方法
补偿导线法；冷端温度计算校正法；冰浴法；补偿电桥法
11.霍尔传感器温度补偿方法
恒流源供电；选用温度系数小的元件；采用恒温措施；
12.光电效应及分类
光电器件的物理基础是光电效应
分类：外光电效应；内光电效应
13.光线结构及光纤传感器分类
结构：玻璃纤维芯（纤芯）；玻璃包皮（包层）
分类：功能型（全光纤型）；非功能型（传光型）；拾光型
推荐第9篇：传感器原理
1.Electrochemical（toxic） 检测有毒气体
电化学式传感器，用于检测有毒气体。电化学式包括定电位电解式和伽伐尼电池式氧气传感器。这里主要指的是定电位电解式传感器。
定电位电解式传感器原理：
筒状塑料池体内，装有电极，电极间充满电解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜在顶部封装。电极间加电位且与前置放大器连接。气体与电解质内的工作电极发生氧化还原反应，电极平衡电位发生变化，变化的值与气体浓度成正比。
2.Catalytic combustion or Infrared 检测可燃气体
催化燃烧式传感器或红外式传感器。这两种传感器主要用于检测可燃气体。催化燃烧式传感器原理：
气体扩散到传感器的催化燃烧室。燃烧室中两只传感器元件上的催化剂使可燃性气体进行无焰燃烧，产生热量。温度使感应电阻阻值发生变化，打破电桥平衡，产生微小的电压差信号，此信号与可燃气体浓度是成正比的的，从而达到检测可燃气体浓度的目的。
红外式传感器原理：
红外式传感器，是通过一个红外发生器产生红外光， 穿过充有样气的气室，然后被各种气体的专用接收器接收。是利用不同元素对某个特定波长的吸收原理。
3.Diffusion fuel cell 检测氧气
扩散燃烧单元（燃料电池）。即通常所说的伽伐尼电池式氧气传感器。用于氧气的检测。
伽伐尼电池式氧气传感器原理：
塑料容器内一面装有对氧气透过性良好的聚四氟乙烯透气膜，在其容器内侧紧粘着贵金属（铂，黄金，银等）阴电极，在容器另一面内侧或容器的空余部分形成阳极（用铅，镉等离子化倾向大的金属）。氧气在通过电解质时阴阳极发生氧化还原反应，使阳极金属离子化，释放出电子，产生电流。电流的大小与氧气的多少成正比。
半导体式气体传感器是依据金属氧化物半导体材料，在空气中，在遇到当空气的氧化还原状态发生变化时，半导体才料的电导率会发生相应的变化，比如：当空气中弥漫一定浓度的酒精蒸汽时，二氧化锡半导体材料的电导率会升高，电阻下降；而这种变化的幅度与气体的浓度直接相关，这就是半导体式气体传感器！我们家庭排油烟机下面的电子鼻就是使用的这种传感器。
电化学式气体传感器是依据气体的电化学氧化和还原的原理制备的，他的原理是与我们的电池几乎相同。比如，我们检测一氧化碳，CO在电解池的阳极被氧化成二氧化碳，而电解电流与CO的浓度有关。
电化学传感器准确而灵敏，但是，由于大量使用贵金属，另外制作工艺复杂，因此价格较高。
我国敏感元件与传感器行业现状与差距
我国电子信息业在上世纪八十年代第一次腾飞后，随着国民经济信息化进程的加快，之后又进入持续快速发展的新时期。这个时期电子信息产业的主要特征表现为：一是正在从单一的制造业转变为物质生产与知识生产，装备制造与系统集成，
硬件制造与软件制造，工业生产与信息服务相结合的现代信息产业；二是产业结构，产品结构，企业结构，运行机制，管理模式等方面发生了深刻变化；三是我国信息产业成为国民经济的支柱产业和先导产业，是新世纪的战略产业，为国民经济和社会信息化建设提供主要技术和物质支撑。
传感器技术及其产业的特点是：基础、应用两头依附；技术、投资两个密集；产品、产业两大分散。基础、应用两头依附，是指传感器技术的发展依附于敏感机理、敏感材料、工艺设备和计测技术这四块基石。敏感机理千差万别，敏感材料多种多样，工艺设备各不相同，计测技术大相径庭，没有上述四块基石的支撑，传感器技术难以为继。
应用依附是指传感器技术基本上属于应用技术，其市场开发多依赖于检测装置和自动控制系统的应用，才能真正体现出它的高附加效益并形成现实市场。也即发展传感器技术要以市场为导向，实行需求牵引。技术、投资两个密集技术密集是指传感器在研制和制造过程中技术的多样性、边缘性、综合性和技艺性。它是多种高技术的集合产物。由于技术密集也自然要求人才密集。投资密集是指研究开发和生产某一种传感器产品要求一定的投资强度，尤其是在工程化研究以及建立规模经济生产线时，更要求较大的投资。增加投资和正确的投资方向是提高传感器产业水平的主要条件之一，也是企事业决策者谋求最佳经济效益的重要手段。产品、产业两大分散，产品结构和产业结构的两大分散是指传感器产品门类品种繁多，生产、研究单位分布在除地方外有12个部委（电子、机械、科学院、航空航天、教委、冶金、船舶、铁道、轻工、化工、煤炭等），其应用渗透到各个产业部门，它的发展既是各产业发展的推动力。只有按照市场需求，不断调整产业结构和产品结构，才能实现传感器产业的全面、协调、持续发展。
在国家的支持下，“八五”以来，我国的传感器技术及其产业取得了长足进步。
在学术交流方面，1989年10月由敏感元器件与传感器分会发起主办的“STC〃89 首届全国敏感元件与传感器学术会议”已延续至今，固定每两年召开一次，每逢活动不但国内学者、企业家云集且有不少其它国家的人士参加。目前，其论值组织机构为：“全国敏感元件与传感器学术团体联合组织委员会”。
在原电子工业部的努力及敏感元器件与传感器分会的积极组织下，实施的“双加工程”即：加快力度加快发展，的方针指导下，建立了我国敏感元器件与传感器生产基地。这三大基地分别为：
“安徽基地”，主要是建立力、光敏规模经济。
“陕西基地”，1990年2月成立了“陕西省敏感技术产业集团公司”主要是建立电压敏、热敏、汽车电子规模经济为主要目标。
“黑龙江基地”主要建立气、湿敏规模经济为主要目标。
多年来，三大基地在发展过程中虽然兴衰不一，历史地看，它对我国敏感元件与传感器行业的建设起到了一定的推动作用。
“九五”期间传感器技术研究国家重点科技攻关项目取得了51个品种86个规格的新产品。初步建立了敏感元件与传感器产业。
产品已进入到亿万人民的家庭生活中，并已在国民经济各部门和国防建设中得到一定应用。
近年来，在研发主力军的建设方面，主要表现在：（1）建立了“传感技术国家重点实验室”、“微米/纳米国家重点实验室”、“国家传感技术工程中心”等研究开发基地。
全国已有1688家企事业从事传感器的研制、生产和应用，其中从事MEMS研制生产的已有50多家。目前全行业正在执行“十五”规划，MEMS等5项新型传感器已列入研究开发的重点；国家计委决定从2002年开始组织实施的新型电子元器件产业化专项中有5项新型敏感元件与传感器已经启动；一些省、市新建立的“传感器产业基地”、“MEMS科技股份有限公司”，呈现出良好的发展态势。我的博客
zhanggehao2003@163.com是我的信箱QQ158458067是我的QQ号徐静蕾新浪博客http://blog.sina.com.cn/m/xujinglei 要找的东东全在我上面的网址里的，如果找不到，请和我留言要不写信，谢谢
回答者：zhanggehao - 秀才 二级 4-5 23:45
推荐第10篇：传感器总结
传感器总结
传感器，顾名思义就是传递自身感受的仪器，听起来好似很简单，那为什么我们需要单独开设这门课程呢？
传感器是新技术和信息社会的重要技术基础，是现代科技的开路先锋。日本把传感器技术列入十大技术之首，日本商业界人士称“支配了传感器技术就能够支配新时代”。世界技术发达的国家对传感器技术都十分的重视。传感器技术是一项当今世界令人瞩目的迅速发展起来的高新技术之一，也是当代科学技术发展的一个重要标志，它与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱。如果说计算机是人类大脑的扩展，那么传感器就是人类五官的延伸。从以上可以看看出传感器是一项非常重要的技术。而作为一名测控技术与仪器专业的学生，既然要测量，肯定就会用各种各样的传感器，以达到不同的测量要求，那么学好传感器这门课就显得异常重要。
与传感器的接触下，经常会思考一些有关传感器的问题，比如：在传感器的发展初期，当还没有出现“传感器”这个词语的时候，人们是怎么想到要发明这些东西的，它是怎么感受四周的变化的？通过什么感受到的？又是怎么传递这种感觉的？想着，想着，缺乏传感器专业知识的我就会陷入困境。迫使自己去查阅书籍文献，来解决这些问题。
在这一学期中，我们学到了很多种传感器，霍尔式传感器、压电式传感器、光电式传感器、热电式传感器和超声波传感器等等，而这些传感器有的不仅可以测出位移，还可以测量加速度等。一种传感器有多种用途，这就决定了我们要活学活用。初次见到这些名字的传感器的时候，实在很难想象它们是怎么测出我们所需要的量的，同时还能测出其他的量。
所以，传感器其实是一门生动的课，我们只有认真地听课，再加上积极地思考平时出现在生活中的传感器的应用，同时努力尝试着去做一些简易的传感器仪器，才能真正地不愧于一学期的学习。我觉得传感器是一门绝对离不开PPT的课程，如果光是老师在讲台上拿着书本一阵狂念，还不如我们自己去琢磨。当老师每次举出一个传感器的实际应用时，就颇为受用，难以理解的传感器一下子变得生动能够想象它的工作模式了，所以非常支持老师选用PPT教学，但唯一美中不足的是PPT跟课本不配套。非常喜欢老师的教学模式，不仅教会我们专业知识，还时常与我们谈论一些大道理，讲一些文学渊源，虽然我们每次都是让老师大失所望，老师也会毫不留情的说出对我们的评价，但是相信在老师的鞭策下，我们会成长的更快。
第11篇：传感器课程设计
传感器课程设计感想
设计题目：智能温控风扇传感器
这次传感器的课程设计题目我们小组选了温度控制风扇传感器，这个实验涉及了模电、电路的一些基础部分，同时也让我们了解了电路排版、焊接的一些基本技能。其实刚开始我们小组选的并不是这个温控风扇传感器，而是基于电阻式传感器而来的测重仪，后来去老师那里要材料老师说电阻式传感器设计的侧重仪所需要的单片机偏贵，叫我们最好换另外的。在一起商量以后我们决定换成了温控风扇传感器。
在我们做实物的时候我们也遇到了很多的麻烦和问题。在组装排版的时候由于洞洞板不是很大这就对我们的排版有了一定的要求，不然到时候焊接电路也会变得很繁琐。由于以前我们都没有接触过焊接刚开始的时候焊接的也不是很好，有时候还会不能连在一起的导线黏在一起，经过一定的练习之后慢慢掌握了要领焊接起来就很快乐。面对着看去很复杂的电路图我们在做的过程中也要做到很仔细的区观察并且在焊的时候要再去确认一遍电路的正确性。这样就减少了不必要的麻烦，省的到时候检查的时候错误过于多。
我在领了材料以后看了一下，以为没有温度传感器后来我才发现DS18B20是这么小，以至于我把他当成了三极管。这也是由于我没有对这个温度传感器的了解菜会产生这种情况的。当我们焊接了以后对这个喜欢干起进行调试，出现了数码管没有亮，后来经过寻找问题后发现一个地方没有焊接好。在经过纠正调试以后传感器成功运行。
经过这次的传感器课程设计我不仅增加了一些对电路基本操作技能的了解而且也让我对传感器有了新的认识。传感器处在我们身边的每个角落。我们用的大部分用电产品都需要大大小小不同的传感器来测量控制，大到飞机火车小到电子温度计都需要传感器。而在实现这些功能的产品中是复杂的电路即使一个小小的传感器也有非常复杂电路和强大的功能。传感器运用器件的功能做成我们所需要相应的东西然给我们的带来了更多的方便和快捷的方法。
第12篇：传感器（整理）
汽车压力传感器的原理及设计
0911电子信息工程2009128162肖尚青
摘要：电子技术的发展和进步促进了汽车工业的发展。随着汽车电子设备不断更新,各种用途的传感器越来越多地出现在汽车上,特别是计算机在汽车上的应用,更加确定了传感器在汽车电子设备中的重要地位。 传感器是一种转换器,它可把物理量、电量和化学量等信息转换成计算机能够理解的电信号。在某些控制系统中,传感器是系统的关键部件。主要介绍了压力传感器在汽车中的应用，以及其相关的检测电路。
1.引言
汽车传感器是汽车电子化、智能化的基础和关键，汽车传感的主要发展趋势：(1)多功能化 传感器的多功能化是指一个传感器能检测两个或两个以上物理参数或化学参数。 (2)集成化 传感器的集成化是直接利用半导体制成单片集成电路传感器,或是将分立的小型传感器制作在硅片上,如集成化温度、湿度、压力传感器以及霍尔电路等。 而其中使用较多、发展最快的是压力传感器。汽车压力传感器应用在汽车的很多系统中，如电子检测系统、保安防撞系统等。其中应用在轮胎气压方面的目的在于最大限度地减少或消除高压爆胎和低压辗胎造成的轮胎早期的损坏， 使轮胎经常保持标准气压， 延长轮胎的寿命，降低轮胎的消耗，提高经济效益。有报道说，将微型压力传感器埋置于汽车轮胎中，测量其中气压， 以控制对轮胎的充气量，避免过量和不够，由此可节省百分之十的汽油。
2.汽车压力传感器
2.1 压力传感器的原理和应用分类
传感器是将各种非电量（包括物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量 （一般为电量）的装置。传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成，有时还需外加辅助电源。 传感器方框图如图1所示。
图1 传感器方框图
制造半导体压力传感器的基本原理是利用硅晶体的压阻效应。单晶硅材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。压力传感器所用的元件材料是具有压阻效应的单晶硅、扩散掺杂硅和多晶硅。根据晶体不受定向应力时，电导率是同性的，只有受定向应力时才表现出各向异性，由于应力能引起能带的变化，能谷能量移动，导致电阻率的变化，于是就有电阻的变化，从而产生压阻效应。单晶硅效应包括n型和p型硅压阻效应。选用扩散硅目的在于在设计制造压力传感器时可根据不同温度下硅扩散层的压
阻特性选择合适的扩散条件，力求使压力传感器具有良好的性能。多晶硅在传感器中有广泛的用途，可作为微结构和填充材料、敏感材料。
压力传感器按用途分类主要是压力监视、压力测量和压力控制及转换成其他量的测量。按供电方式分为压阻型和压电型传感器，前者是被动供电的，需要有外电源。后者是传感器自身产生电荷，不需要外加电源，根据不同领域对压力测量的精度不同分为低精度和高精度的压力传感器。
2.2 气压传感器
1）原理：主要是用来检测气压的传感器。在硅片的中间，从背面腐蚀形成了正方形的膜片，利用膜片将压力转换成应力，在膜片的表面，通过扩散杂质形成了四个p型测量电阻，它们按桥式电路连接，利用压阻效应将加在膜片上的应力变换成电阻的变化，此电阻的变化通过桥式电路之后，在桥式电路的两个输出端之间，以电位差的形式对外输出。传感器原理图如图2所示。
图2 传感器原理图
2）气压的输出特性：气压与输出关系曲线如图3所示，是一接近线性关系。
图3 气压与输出关系曲线
3.轮胎气压测量及电路设计
下面以测量轮胎气压为例详细阐述气压传感器在汽车轮胎方面的应用。此种设计可做成一种便携式的装置，测量时将气压传感器的表置于轮胎气门嘴上，这时胎压作用于传感器的膜片上， 通过压阻效应和系列变换输出微弱的电压信号，将电压信号进行相应处理显示电压值。由此可知不同的气压对应着不同的电压值，即气压值和电压值是一一对应的，从而间接测量了气压值。胎压测量电路方框图如图4所示。
图4胎压测量电路方框图
3.1 气压值和电压值的相互转换
任何一种型号的轮胎都有其标准气压，某型号轮胎标准气压为P0压超过P1高压，而低于P2为低压。那么标准气压，经过此种装置显示为一定的电压值V0压为P1高压时则显示V1，而达到低压状态P2时则显示V2，气压的强弱通过此种装置体现在电压值上，当电压值在V1-V2范围内变化时，则气压是符合标准的。若电压值高于V1则为高压状态，低于V2则为低压状态，那么此时应取一系列措
施改变轮胎气压值在标准范围内，从而起到保护轮胎的效果。
3.2 电压信号放大电路
我们选用的高精度低噪声仪用放大器AD620，可以用在传感器输出信号小的放大器中，如光电池传感器、应变片传感器以及压力传感器等。由于它具有低噪
声、增益精度高、增益温度系数小和高线性度等优良性能。用于此系统中是非常理想的。AD620是一种只用一个外部电阻就能设置放大倍数为1-1000的仪表放大器，具有良好的直流性能和交流性能，AD620的体积小、功耗低成为应用在压力传感器中的重要因素，传感器信号放大电路如图5所示。
图5 传感器信号放大电路
3.3 电压信号数字化和显示
放大后的模拟电压经过A/D转换器实现模拟量到数字量的转换。A/D转换结果通过计数译码电路变换成7段译码，最后驱动显示出相应的数值， 传感器驱动显示电路方框图如图6所示。
图6 传感器驱动显示电路
选用双积分A/D转换器MC14433构成3 1/2的数字电压显示， 采用动态扫描显示有多路调制的BCD码输出和超量程输出端，便于实现自动控制。MC1413为集成电路驱动器， 它含有7个反相驱动单元，各单元采用达林顿晶体管电路。CC4511为7段译码驱动。MC14433提供输出可调的基准电压， 当基准电压为一定值时，输出电压范围为定值。
4、压力传感器的其他应用
压力传感器的应用在很多方面，压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。随着传感器技术的不断发展，它的应用越来越广泛，也给各行各业提供了很多方便。
参考文献
1、郭彬主编
2、鲁植雄主编
3、孟立凡、郑宾主编
4、童诗白、华成英主编
5、康华光主编汽车传感器与检测技术北京大学出版社 汽车电子控制基础清华大学出版社 传感器原理及技术国防工业出版社 模拟电子技术基础清华大学出版社 数字电子技术基础华中科技大学出版社
第13篇：传感器总结报告
传感器总结报告
机械0806 0401080623 摘要:传感器是被测量进入测量系统的第一个环节——把被测量转换成容易检测、传输和处理的电信号。其性能直接影响整个测试装置和测试结果的准确性、可靠性。其地位在电子技术和测试技术中举足轻重。
关键词:传感器、特性、应用
A summing-up on sensors
Abstract: sensors are the first link that measured signals enter into measure system——measured signals be converted into electro-signals that is easily tested,transfered and dealt with.Its function directly influences the accuracy, credibility of the whole test device and test result.Its position is prominent in the electronics technique and the test technique.Keywords：sensors、characteristics、application 传感器种类繁多、形式多样：有的是很小的敏感元件，例如应变片、霍尔元件等；有的是一个复杂的系统，如智能型传感器。传感器分类依据不同，分得的结果也各种各样。此报告主要按物理现象分类方式分别介绍常用的结构型传感器、物性型传感器的工作原理、性能特点、转换电路和应用。
结构型传感器
结构型传感器是依靠其结构参数的变化实现信号转换。常见的结构型传感器有：电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器。
一、电阻式传感器
电阻式传感器是一种把被测量的变化转换成电阻变化的传感器。按其工作原理可分为变阻器式和电阻应变式传感器两类。
1、变阻器式传感器
▲变阻器式传感器也称为电位器式传感器，是三端电阻器件，基本敏感量是位移。作用于动触头的位移被转换成电阻的变化。转换原理：
R=ρ
lA
式中ρ为电阻率，l为电阻丝长度，A为电阻丝截面积。当电阻丝的材料和直径一定时电阻R和电阻丝长度成线性关系，即R=Kl。这样可以通过电阻的变化推倒出相应的长度变化，进而可知被测量的变化。
▲常用的变阻器式传感器可以测量直线位移、角位移和一些非线性量。其优点是结构简单、使用方便、测量范围大。
变阻器式传感器有两种形式： （1）电阻丝式变阻器
其电阻值是不连续的，一般分辨率不小于20毫米。另外，由于磨损、尘埃等原因将使接触电阻发生不规则变化，产生噪声。动态特性较差，只能测量变化较慢的信号。
（2）导电橡胶变阻器
其优点是阻值连续、精度可达0.1%、动态特性较好，允许测量信号变化较快的信号、结构紧凑、可靠性好、寿命长。
▲应用：适用于自动化设备中的位置、位移的检测。如下图是一个电阻式位移传感器：
2、电阻应变式传感器（半导体应变片见物性型传感器）
▲金属电阻应变片的工作原理
其工作原理基于金属的电阻—应变效应：金属丝的电阻值随着它所受的机械变形而发生相应的变化。
dRR(12E)
式中：μ为电阻丝材料的泊桑比：λ为压阻系数，与材料有关；E为电阻丝材料的弹性模量；ε为应变。
金属电阻材料的λE很小，因此λEε项的变化所引起的电阻变化可以忽略因此可以简化为
dRR(12)
上式说明电阻的相对变化与应变成正比，比例系数（灵敏度）：
S=1+2μ=常数
用于制作应变片的材料的灵敏度K0在1.7到3.6之间。金属应变片的灵敏度S≈K0。
▲电阻应变片的应用和特点
电阻应变片应用范围广泛，分为直接应用和传感器应用。 直接应用是将应变片直接粘于被测量件上，可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度等参数，测量范围从10-3到108，精度达到0.05%，且具有相当高的稳定性。
弹性元件是应变式传感器的感受元件，根据测力的大小、性质及传感器准确度等不同要求，弹性元件采用不同的结构形式：柱式弹性元件结构紧凑、简单、承载能力大，主要用于中等载荷的拉压力测量中；环式弹性元件稳定性好、固有频率高，主要用于中小载荷的测力中，可测几十到几百的拉压力；梁式弹性元件结构简单、易于加工、贴片方便、灵敏度较高，主要用于小载荷、高准确度的拉压传感器中，测量范围从0.01到几千牛顿；轮辐式传感器元件外形低矮，可承受大载荷，固有频率很高，常用于重型载荷的电子称中，其灵敏度不高，但抗偏心载荷和抗侧向载荷能力强。
二、电容式传感器
电容式传感器是将被测量物理量转换为电容量变化的装置，其实质是具有可变参数的电容器。
▲电容式传感器原理
甴物理定律可知，当忽略边缘效应时，平行极板组成的电容器的电容量为：
C0A
式中：δ为极板间距离；A为极板介质面积；ε为极板间介质的相对介电常数；ε0为真空中介电常数。上式表明当被测量使ε、A或δ发生变化时，都能引起电容C的变化。
根据可变参数不同，电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型和介质变化型。
1、极距变化型电容传感器
▲极距变化型电容式传感器原理
使两极板相互覆盖面积与极间介质不变（常为空气），则电容量C与极距δ成非线性关系。其灵敏度为
SdCd0A2
▲极距变化型电容式传感器特点与应用
其优点是灵敏度高、动态响应快、可进行非接触测量；缺点是输出非线性、电缆电容影响较大、处理电路比较复杂。可以测量位移、压力等物理量。
2、面积变化型和介质变化型电容传感器
面积变化型电容传感器原理是其极距和极间介质固定不变，改变极板相互覆盖的介电面积以改变电容量。可测量角位移、线位移等物理量。其优点是输入输出成线性关系；缺点是灵敏度低。
介质变化型电容传感器原理是使其他量不变，只改变两极板间介质，从而改变电容量。这种传感器可以测量介质的液位或某些材料的厚度、湿度、温度等。
三、电感式传感器
电感式传感器以电磁感应为基础，把被测量转换为电感量变化。常分为可变电磁阻式、电涡流式和差动变压式等类型。
1、可变磁阻式电感传感器 ▲原理：
LW0A022 式中：μ0为空气磁导率；A0为空气隙导磁截面积；δ为空气隙长度；W为线圈匝数；L为自感。此式表明，自感L与气隙长度成反比；与气隙导磁截面积A0成正比 ●变间隙式：
可知：L 与δ成反比，当A0不变的情况下，变化δ，L与δ呈非线性关系。
① L = f (δ) 不是线性关系。 ② 当δ= 0 时， L →∞
③ 如果考虑到磁导体的磁阻，则；当δ= 0 时，L ≠＞∞ 。
④ 由于传感器结构上总漏磁现象产生，故始终都会有L0 的输出。
⑤ 传感器灵敏度此时为SW0A0222
为避免非线性误差，要求工作间隙△ δ/ δ0≤0.1 ▲特性: 该种传感器只适应与一般约为0.001～1mm 位移量的测量.●变气隙面积A型自感式传感器
LW0A022
S与L成线性关系，两端弯曲部分是磁漏造成的。 ▲特性：
这种传感器，线性较好，测量范围较宽。甚至可作为非接触传感。 ●螺旋管式自感式传感器
该传感器是一种可变磁阻式自感式传感器。 结构： 螺旋线圈、铁芯、骨架 ▲工作原理
首先它是一种开磁路的，其工作原理是基于线圈磁通泄漏路径中的磁阻变化。这种传感器的电感量与铁芯的位移成一定的关系，但灵敏度较低，对微小位移的测量利用价值不大。
▲特性：
结构简单、易制作、灵敏度低，但可在测量电路方面加以解决。
2、涡流式电感传感器
▲其工作原理是基于金属导体在交流磁场中的涡流效应。其应用是改变参数中某一因素，达到一定的变换目的。例如，当δ改变时，可用于测量位移、振动；当ρ或μ值改变时，可作为材质鉴别和探伤等。 ▲特性与应用
涡流传感器结构简单、使用方便和不受油污等介质影响。可用于回转轴的振动测量及其误差运动的测试、转速测量、金属材料的厚度测量、零件计数和探伤等。
▲转换电路有分压式调幅和调频电路。下图为分压式调幅电路原理：
3、差动变压器式电感传感器 ▲原理
它是利用电磁感应中的互感现象来进行信号转换。实际应用的传感器多为螺管形差动变压器，其结构和工作原理如下图：
当初级线圈W加上交流电压时，次级感应电动势e
1、e2的大小与铁芯位置有关。当铁芯在中间位置时e1=e2，铁芯向上移动，e1>e2;向下移动,则e1
差动变压器式电感传感器稳定性好、使用方便、线性范围大，有的可达300㎜、小位移测量精度高；缺点是侧量个频率受机械部分固有频率的限制。该种传感器可适用于力、压力、流体参数等测量。
▲转换电路：
上图所示电路中相敏检波器可根据输出的调幅波相位变化判别位移的方向和大小。可调电阻R与差动直流放大器的作用是消除传感器零点残余电压并放大信号。振荡器提供初级线圈交流电源和相敏检波电路的控制电压。
四、磁电式传感器
▲原理
一个匝数为W的线圈，当穿过当穿过该线圈的磁通Φ发生变化时线圈内的感应电动势为：
eWddt
感应电动势e与其匝数和磁通变化率有关，改变上述因素之一将使线圈感应电动势改变。磁电式传感器可分为动圈式和磁阻式。
1、动圈式传感器
上图a为线速度型磁电式传感器。线圈在磁场中作直线运动所产生的感应电动势：eWBlsin。对于一个特定的传感器来说，W、B和l均为定值，所以感应电动势e与速度v成正比。
上图b为角速度型传感器工作原理图。线圈在磁场中转动时产生的感应电动势为：e=BWAω。在Ｂ、W、A为常数时，感应电动势的大小与角速度成正比。
2、磁阻式传感器
工作原理是传感器固定不动，被测体的运动使磁路磁阻改变，从而在线圈中产生感应电动势。其特点是输出阻抗不高，负载效应对其输出的影响可以忽略，且性能稳定、工作可靠、使用方便。可以测量旋转体频数、转速和振动等。
物性型传感器
物性型传感器不改变其结构参数的变化而是靠其敏感元件物理性能的变化实现信号转换。
一、半导体应变片
▲原理
对于半导体材料而言，电阻率变化所引起的电阻变化远远大于因几何尺寸变化引起的电阻变化。因此：
dRRE
半导体应变片的灵敏度S≈λE。该值一般比金属应变片的灵敏度大50—70倍
▲特性与应用
半导体应变片的优点：灵敏度高、机械滞后和横向效应小、测量范围大、频响范围宽；缺点：温度稳定性差、灵敏度分散性较大以及较大应变作用下，非线性误差大等。
二、压电式传感器
▲原理
压电式传感器的工作原理是基于压电材料的压电效应。她是以压电晶片作为传感元件将力转换为电荷量的传感器。其可以看作是一个以压电材料为介质的平行板电容器，其电容量可按下式计算：
C0A
施加于晶片的外力不变时，且积聚在极板上的电荷若无泄露，那么在外力继续作用时，电荷量保持不变，而在离终止时，电荷随之消失。
实践证明：压电晶片上所受的作用力与由此产生的电荷量成正比，即：q=dF,式中d为压电常数。
静态测量时，必须采取措施，使电荷漏失减小到足够的程度；动态测量时，由于电荷可以不断补充，对此要求不高。
▲特性与应用
它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。缺点是某些压电材料需要防潮措施，而且输出的直流响应差，需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。配套仪表和低噪声、小电容、高绝缘电阻电缆的出现，使压电传感器的使用更为方便。它广泛应用于工程力学、生物医学、电声学等技术领域。
三、光电式传感器
光电传感器是将光能转换为电能的一种器件，它的物理基础是光电效应。光电式传感器是以光电效应为基础，将光信号转换成电信号的传感器。光电式传感器由于反应速度快，能实现非接触测量，而且精度高、分辨力高、可靠性好，加之半导体光敏器件具有体积小、重量轻、功耗低、便于集成等优点，因而广泛应用于军事、宇航、通信、检测与工业自动控制等各个领域中。业生产和现实生活中光电传感器的应用非常广泛。
照相机自动测光 工业测光
四、霍尔传感器
霍尔传感器以霍尔效应为其工作基础，是由霍尔元件和它的附属电路组成的集成传感器。霍尔传感器在工业生产、交通运输和日常生活中有着非常广泛的应用。
▲原理 如下图所示，将霍尔元件至于磁感应强度为B的磁场中，a、b两端通以电流i，在c、d两端将产生霍尔电势VH=KHiBsinα,式中KH为霍尔系数，α为电流与磁场方向夹角。
▲特性与应用
霍尔元件可以检测电流、磁场以及它们的成绩，因此广泛的应用于压力、振动等参数的测量。其有精度高、线性度好、动态性能好、工作频带宽、测量范围广、可靠性高、抗外磁场干扰能力强等优点。多应用于测力、压力、应变、机械振动等。
总结：传感器种类繁多，这里并没有一一列举，仅列举了生产生活中常见常用的几种。许多传感器的应用范围又很宽，本次总结所列举的应用仅供参考，具体应用应根据传感器静态、动态特性以及抗干扰能力、滞后等特性，还要考虑使用的技术领域、环境、精度等要求选用何种类型。总之，此份报告尚有许多不足之处，还请老师谅解。
通过本次总结，再一次比较全面的的了解、认识了不同类型传感器的原理、特性、应用和转换电路，从中受益匪浅，相信一定会对我们今后的学习生活带来很大帮助。最后，衷心感谢尤丽华、周德辉老师对我们的悉心指导！
第14篇：传感器作业
浅谈创新型人才的体会
摘要: 建设创新型国家，人才是关键因素。创新型人才的成长是一个综合培养的过程，教育是这个过程的源头和关键环节
关键字: 创新 人才教育思维
创新型人才指富于开拓性，具有创造能力，能开创新局面，对社会发展做出创造性贡献的人才。通常表现出灵活、开放、好奇的个性，具有精力充沛、坚持不懈、注意力集中、想像力丰富以及富于冒险精神等特征。
作为新时代的创新型人才还必须具备一定的条件：一是有可贵的创新品质
当前，我国正处于发展的重要战略机遇期，大力培育创新型人才，为建设创新型国家、国家创新体系和全面建设小康社会，提供坚强的人才保证和智力保障，显得尤为迫切和重要。从一定意义上说，创新型人才正以前所未有的时代需求承载着推进国家自主创新，在激烈的国际竞争中占据主动，实现中华民族伟大复兴的历史使命。二是有坚韧的创新意志
创新是一个探索未知领域和对已知领域进行破旧立新的过程，充满各种阻力和风险，可能遇到重重的困难、挫折甚至失败。人类科学技术发展到今天，要获得每一点进步相当困难。因此，创新型人才每前进一步都是需要非凡的胆识和坚忍不拔的毅力，为了既定的目标必须始终不懈地进行奋斗，锲而不舍，遭到阻挠和诽谤不气馁，遇到挫折和挫败不退却，牺牲个人利益也在所不惜，不达目的誓不罢休，不
自暴自弃，不轻言放弃。
三是有敏锐的创新观察
历史上的科学发现和技术突破，无一不是创新的结果。从这个意义上讲，创新就是发现，而且是突破，要实现突破，就要求创新型人才必须具有敏锐的观察能力、深刻的洞察能力、见微知著的直觉能力和一触即发的灵感和顿悟，不断地将观察到的事物与已掌握的知识联系起来，发现事物之间的必然联系，及时地发现别人没有发现的东西。创新型人才的观察力同时还应当是准确的，能够入木三分，发现事物的真谛，具有善于在于常中求不寻常的创新观察能力。
四是有超前的创新思维
创新思维是创新的基本前提，创新型人才具备思维方式的前瞻性、独创性、灵活性等良好思维品质，才能保证在对事物进行分析、综合和判断时做到独辟蹊径。
五是有丰富的创新知识
创新是对已有知识的发展，在人类知识越来越丰富和深奥的今天，要求创新型人才的知识结构既有广度，又有深度。因此，创新型人才须具有广博而精深的文化内涵，既要有深厚而扎实的基础知识，了解相邻学科及必要的横向学科知识，又要精通自己专业并能掌握所从事学科专业的最新科学成就和发展趋势，这是从事创新研究的必要条件。只有通过知识的不断积累才能用更为宽广的眼界进行创新实践。创新型人才拥有的信息量越大，文化素养越高，思路便越开阔。同时，完备的知识结构使他们具有料学综合化、一体化意识，有助于
增强综合思维能力和创新能力。
六是有科学的创新实践
创新的过程是遵循科学，依据事物的客观规律进行探索的过程，任何一种创新都不能有半点马虎和空想，因此，创新型人才必须具有严谨而求实的工作作风，严格遵循事物的客观规律，从实际出发，以科学的态度进行创新实践。
学习了传感器与技术大家应该都知道什么是创新型人才了，但是如何才能成为创新型人才呢？
成为创新型人才的前提就是更新教育观念：
教育观念的更新对于培养创新型人才有一下几个方面的影响：
第一，教育的目标。传统教育目标是为社会培养合格人才，现在我们谈教育目标主要是促进人的全面发展。前者是以社会为本，后者是以学生个体为本。我们现在要做的就是积极推动学生的自主发展，使其成为积极适应社会的人才。
第二，教育的使命。传统的教育使命是教授前人的知识，现代教育的使命是使人获得持续发展能力。教育不再是简单知识的传递，而是使当代学生获得发展的能力。
第三，教育的特征。传统的学校教育是建立在工业经济基础上的，是按工业经济的要求来培养学生。现代教育则反映的是知识经济对人的需求，教育方式、教育过程强调个体化、个性化。
第四，教育的组织形式。传统的组织形式是以学科、课堂为基础
体系，现代教育强调建立以问题为中心的跨学科结构。现代教育应该突出问题取向的方式，让学生提高面对现代问题的解决能力。
第五，教育思想。传统教育讲人人有受教育的权利，现代教育更加强调机会平等、过程平等，是尊重个人发展性的教育。
第六，教育过程。传统教育过程是传授和读书，现代教育强调实践性的过程和创新。教育的根本结果就是要使人获得广泛的生活经验、完整的生活概念。
以上六条是现代教育的核心理念，如果我们能够把上述思想渗透到创新教育实践中，创新型人才培养必将取得很好的效果。 成为创新型人才的核心是自我发展能力
２１世纪最伟大成就，不只是在征服自然和物质生产方面的科学发展，而应是在终身教育理念指导下，人的潜能的开发，人的自我发展。学习型社会要求，我们的教育不仅要给学生第一次专业技能和职业能力，更重要的是为学生奠定终身教育、自我发展的牢固基础，后一种功能在当代社会显得愈来愈重要。
成为创新型人才的关键是评价机制
评价机制是导向。现行的评价机制存在一些问题。比如：录取学生的标准单一，就是看分数，过分看重考试成绩，分分学生的命根。对学生的评价，更重要的是学生的健康、道德、兴趣、爱好，如果学生善良、诚实、忠厚和助人为乐，那就不在乎考试高分。学生是人，“人”是高山大海，“分数”只是小丘小溪；“人”是蓝天苍穹，成绩仅是天上的一颗星星。
在当今这样一个信息化的时代里，企业对人才的需求同地方相比，既有专业性，更显通用性、兼容性，与企业对专业人才的短缺有所不同，社会中既包容有众多企业迫切需要的专业人才，又有大量的人才闲置。我们完全可以利用这些专业人才，稍加培训就可以充实到企业中来，既节约了成本，实现企业与地方的人才互补，又解决了企业对人才的迫切需要。
参考文献:
［1］21世纪高等院校创新型人才培养系列规划教材•企业管理学胥悦红(编者) (2008年5月版)
［2］新型传感器技术及应用宋晓辉(作者) (2009年03月版)
［3］传感器技术陈建元 机械工业出版社 (2008-10出版)
［4］传感器与检测技术高等职业技术教育研究会、宋雪臣 人民邮电出版社 (2009-05出版)
［4］全国高等院校测控技术与仪器专业创新型应用人才培养规划教材•传感器原理及应用 赵燕 北京大学出版社 (2010-02出版)
第15篇：传感器习题
传感器原理：习题
第一章 引言
1.国家标准的传感器定义是什么。它一般有哪两种元件组成。各举两个有和中间环节的传感器的例子。
2.概述传感器的发展趋势。
3.概述传感器的分类。
4.什么是传感器的灵敏度和线性度。5.什么是传感器的静态和动态响应
6.给出零阶，一阶，二阶系统的传递函数及响应的公式，并指出基本特征参数。7.某位移传感器描述为0.03dxdt，y是压力（N/m），求3x15y，x是位移（m）其静态灵敏度和时间常数。
d2xdxx800y，x是位移（m）8.某加速度传感器描述为42100040000，y是力
dtdt（N），求其静态灵敏度、固有频率和阻尼比。
第二章 应变式传感器
1.应变式传感器依据什么物理效应？推导单根导电丝的灵敏度。为什么半导体丝的灵敏度比金属丝的大，大多少？
2.用基长L=0.5mm应变计测量应变，应变丝用钢材料，其声速v=5000m/s，若要使测量应变波幅的相对误差e=1%，求其允许测量的最高工作频率。3.应变式传感器的转换元件是什么？导出它的（1）平衡条件；（2）电压灵敏度 4.简述应用电桥作温度补偿的方法的基本思想。 5.概述（1）柱式传感器；（2）筒式压力传感器；（3）应变式加速度传感器的基本原理。（各画结构图说明） 6.什么是（1）薄膜技术；（2）微细加工技术；（3）各有哪几种基本加工方法。
第三章：光电式传感器
1．光电式传感器根据哪些物理效应或光的性质，分别概述其原理，并各举两个应用的例子。
2．书中图3.7是什么曲线。它对传感器设计有何意义？
3．概述光电池的工作原理。最受重视的是何种光电池，它有何优点？ 4．概述光电耦合器件的基本结构和工作原理。它有哪些突出的优点。
第四章 光纤传感器
1.概述光纤传感器的分类，并各举两例。2.光纤的结构及其特点（画结构图说明）。
3.光纤所用材料的折射率是如何设计的？数值孔径是如何定义的，其意义是什么？
1 阶跃型折射率光纤的V值如何定义的，其意义是什么？ 4.光纤的衰减率是如何定义的。3dB/km的意义是什么？ 5.概述弯曲损耗的类型。
6.概述微弯光纤压力传感器的原理（画结构图说明）。7.概述迈克尔干涉仪原理（画结构图说明）。
8.概述马赫—泽德干涉仪基本原理（画结构图说明）。9.概述萨格奈克干涉仪的原理。为什么萨格奈克干涉仪中激光器和光检测器必需与光学系统一起旋转（画结构图说明）。 10.概述法布里—珀罗干涉仪的原理。推导法布里—珀罗干涉仪中下一个输出光束的强度时上一个的多少倍（画结构图说明）。
第五章 变磁阻式传感器
1．概述电动式传感器测量位移、压力的基本原理（画结构图说明）
第六章 压电传感器
1.什么叫压电效应？为什么说压电效应是可逆的？ 2.主要的压电材料。
3.概述压电加速度传感器的工作原理，推导出它的电荷灵敏度和电压灵敏度公式，以及传感器的固有频率公式。
4.讨论压电加速度传感器的两种等效电路，为什么这种传感器要用电荷放大器？ 5.概述SAW传感器的基本结构和原理（画叉指结构图说明）。 6.概述SAW气敏传感器的基本结构和原理（画结构图说明）。
第七章 压电声传感器
1.概述圆柱形压电水听器的基本结构和原理（画结构图说明）。
2.概述压电陶瓷双叠片弯曲振动换能器的基本结构和原理（画结构图说明）。3.概述压电陶瓷双叠片弯曲振动空气超生换能器的基本结构（各部件的作用）和原理（画结构图说明）。
第八章 半导体传感器
1.晶体二级管PN结热敏器件的温度灵敏度是如何导出的？给出数值的结果。2.根据黑体辐射的维恩位移定律，求出人体红外辐射的峰值波长。红外辐射传感器分为哪两大类型，各期基本原理是什么？
3.提高半导体气敏传感器的气敏选择性有哪些方法？ 4.什么是纳米技术？纳米技术的两大效应。
5.什么是霍尔效应？概述其的基本原理（画结构图说明）。6.什么是磁阻（MR）器件？概述其基本原理（画结构图说明）。
2
第16篇：传感器复习资料..
1.1、金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同? 答：金属电阻的应变效应主要是由于其几何形状的变化而产生的，半导体材料的应变效应则主要取决于材料的电阻率随应变所引起的变化产生的。 1.
2、直流测量电桥和交流测量电桥有什么区别? 答：它们的区别主要是直流电桥用直流电源，只适用于直流元件，如电阻应变片，交流电桥用交流电源，适用于所有电路元件，如电阻应变片、电容。 1.3、简述电阻应变式传感器产生横向误差的原因。
粘贴在受单向拉伸力试件上的应变片 , 如图2-3所示，其敏感栅是有多条直线和圆弧部
图2－3 横向效应
分组成。这时，各直线段上的金属丝只感受沿轴向拉应变x,电阻值将增加。但在圆弧段上，沿各微段轴向 (即微段圆弧的切向) 的应变与直线段不相等，因此与直线段上同样长度的微段所产生的电阻变化就不相同，最明显的在/2处圆弧段上，按泊松关系，在垂直方向上产生负的压应变y，因此该段的电阻是最小的。而在圆弧的其它各段上，其轴向感受的应变由 +x变化到-y。由此可见 , 将直的电阻丝绕成敏感栅之后，虽然长度相同，但应变状态不同，其灵敏系数降低了。这种现象称横向效应。
应变片横向效应表明 , 当实际使用应变片时，使用条件与标定灵敏系数 k 时的标定规则不同时,实际 k 值要改变,由此可能产生较大测量误差，当不能满足测量精确度要求时，应进行必要的修正。
1.4、采用阻值为120Ω灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片和阻值为120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V，并假定负载电阻无穷大。当应变片上的应变分别为1和1 000时，试求单臂、双臂和全桥工作时的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。
KUKU421062106/V，应解：单臂时U0，所以应变为1时U0444KU421032103/V； 变为1000时应为U044KUKU421064106/V，应变为双臂时U0，所以应变为1时U0222KU421034103/V； 1000时应为U022全桥时U0KU，所以应变为1时U08106/V，应变为1000时应为U08103/V。从上面的计算可知：单臂时灵敏度最低，双臂时为其两倍，全桥时最高，为单臂的四倍。 1.5、差动电桥有哪些有优点？
答：差动电桥比单臂电桥的灵敏度高，此外，还可以有效地改善电桥的温度误差、非线性误差。
1.6、如图所示为一直流电桥，供电电源电动势E=3V，R3=R4=100Ω，R1和R2为同型号的电阻应变片，其电阻均为50Ω，灵敏度系数K=2.0。两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正反两面。设等强度梁在受力后产生的应变为5000με，试求此时电桥输出端电压Uo。
题2.5图
KU23510315mV 解：此电桥为输出对称电桥，故U0222.1、电容式传感器有哪些类型？
解：电容式传感器分为变极距型、变面积型和变介质型三种类型。
2.2、试分析变面积式电容传感器和变间隙式电容的灵敏度?为了提高传感器的灵敏度可采取什么措施并应注意什么问题? 解：以变面积式电容传感器为例进行说明，如图所示是一直线位移型电容式传感器的示意图。
Δxbxda直线位移型电容式传感器
当动极板移动△x后，覆盖面积就发生变化，电容量也随之改变，其值为
C=εb（a-△x）/d=C0-εb·△x/d （1）
电容因位移而产生的变化量为
CCC0其灵敏度为 KbdxC0x aCb xd可见增加b或减小d均可提高传感器的灵敏度。
2.3、为什么说变间隙型电容传感器特性是非线性的?采取什么措施可改善其非线性特征? 解：下图为变间隙式电容传感器的原理图。图中1为固定极板，2为与被测对象相连的活动极板。当活动极板因被测参数的改变而引起移动时，两极板间的距离d发生变化，从而改变了两极板之间的电容量C。
1d21–固定极板 2--活动极板
设极板面积为A，其静态电容量为CAd，当活动极板移动x后，其电容量为
xAd (1) CC0dxx212d1当x
xx2121 则CC0(1) (2)
dd由式（1）可以看出电容量C与x不是线性关系，只有当 x
2.4、变间隙电容传感器的测量电路为运算放大器电路，如题4.8图所示。C0=200pF，传感器的起始电容量Cx0=20pF,定动极板距离d0=1.5mm,运算放大器为理想放大器（即K→∞,Zi→∞）,Rf极大,输入电压ui=5sinωtV。求当电容传感动极板上输入一位移量△x=0.15mm使d0减小时,电路输出电压uo为多少？
题4.8图
解：由测量电路可得
u0C0C0200uiui5sint45sintV Cx0d0201.5Cx1.50.15d0x2.5、如图3-22所示正方形平板电容器,极板长度a=4cm,极板间距离δ=0.2mm.若用此变面积型传感器测量位移x,试计算该传感器的灵敏度并画出传感器的特性曲线.极板间介质为空气,08.8510-12F/m。
ax 解：这是个变面积型电容传感器，共有4个小电容并联组成。
C040a24161048.85101228.32 /pF
2103C0kx28.3270.8x (x的单位为米)
40ax)Cx40a(ax)CCxC0
CxC040a48.8510124102K70.8 /pF x2103CxpF4030201004123xcm
3.1、试述影响差动变压器输出线性度和灵敏度的主要因素是什么？
解：影响差动变压器输出线性度和灵敏度的主要因素是：传感器几何尺寸、线圈电气参数的对称性、磁性材料的残余应力、测量电路零点残余电动势等。
3.2、试述电涡流式传感器的灵敏度主要受哪些因素影响？它的主要优点是什么？ 解：电涡流式传感器的灵敏度主要受导体的电导率、磁导率、几何形状，线圈的几何参数，激励电流频率以及线圈到被测导体间的距离等因素影响。电涡流式传感结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量范围大、抗干忧能力强，特别是有非接触测量的优点，因此在工业生产和科学技术的各个领域中得到了广泛的应用。
4.1、为什么压电传感器通常都用来测量动态或瞬态参量？
解：如作用在压电组件上的力是静态力，则电荷会泄露，无法进行测量。所以压电传感器通常都用来测量动态或瞬态参量。
4.2、压电式传感器测量电路的作用是什么?其核心是解决什么问题?
解：压电式传感器的产生的电量非常小，内阻很高。测量电路的作用是进行阻抗变换和放大，即要求测量电路的输入阻抗很高，输出阻抗很低，通常用高输入阻抗运放。其核心是要解决微弱信号的转换与放大，得到足够强的输出信号。
4.3、某加速度计的校准振动台，它能作50Hz和1g的振动，今有压电式加速度计出厂时标出灵敏度K＝100mV／g，由于测试要求需加长导线，因此要重新标定加速度计灵敏度，假定所用的阻抗变换器放大倍数为1，电压放大器放大倍数为100，标定时晶体管毫伏表上指示为9.13V，试画出标定系统的框图，并计算加速度计的电压灵敏度。解：此加速度计的灵敏度为 K913091.3 mV/g 100标定系统框图如下：
加速度计阻抗变换器电压放大器晶体管毫伏表
4.4、用石英晶体加速度计及电荷放大器测量机器的振动，已知：加速度计灵敏度为5pC/g,电荷放大器灵敏度为50mV/pC,当机器达到最大加速度值时相应的输出电压幅值为2V,试求该机器的振动加速度。
已知：ka=5pC/g，kq=50mV/pC，Vomax=2V 求：amax=？ 解：
因为： kaQ/a；kqV0/Q 则有： V0kakqa 所以： amaxV0max8g kakq4.5、用石英晶体加速度计及电荷放大器测量机器振动，已知，加速度计灵敏度为5pC/g；电荷放大器灵敏度为50mV/pC，最大加速度时输出幅值2V，试求机器振动加速度。 解：KK1K2550250mV/g
KUU2000a4g aK2504.6、什么叫正压电效应？什么叫逆压电效应？常用压材料有哪几种？
答：某些电介质在沿一定的方向上受到外力的作用而变形时，内部会产生极化现象，同时在其表面上产生电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电的状态，这种现象称为压电效应。这种机械能转化成电能的现象，称为正压电效应。反之，在电介质的极化方向上施加交变电场或电压，它会产生机械变形，当去掉外加电场时，电介质变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。应用于压电式传感器中的压电材料通常有三类：一类是压电晶体，它是单晶体，如石英晶体、酒石酸钾钠等；另一类是经过极化处理的压电陶瓷，它是人工合成的多晶体，如钛酸钡等；第三类是有机压电材料，是新型的压电材料，如聚偏二氯乙烯等。 4.7、一只x切型的石英晶体压电元件，其
，相对介电常数
，横截面积A=5cm2，厚度t=0.5cm。求：
（1）沿石英晶体电轴方向施加力的作用，产生电荷的压电效应称为什么？若沿电轴方向受Fx=9.8N的压力作用时两电级间输出电压值为多大？
（2）若此元件与高输入阻抗运放连接时连接电缆的电容为Cc=4pF，该压电元件的输出电压值为多大？
解：（1）沿石英晶体电轴方向施加力的作用，产生电荷的压电效应称为纵向压电效应。对于x切型的石英晶体压电元件，纵向受力时，产生的电荷量为
压电元件的电容量为
两电极间的输出电压值为
（2）此元件与高输入阻抗运放连接时，连接电缆的电容与压电元件本身的电容相并联，输出电压将改变为
5.1、光电效应有哪几种?与之对应的光电元件各有哪些? 答：光电效应有外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三种。基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管等；基于内光电效应的光电元件有光敏电阻、光敏晶体管等；基于光生伏特效应的光电元件有光电池等。
5.2、常用的半导体光电元件有哪些?它们的电路符号如何? 答：常用的半导体光电元件有光敏二极管、光敏三极管和光电池三种。 它们的电路符号如下图所示：
光敏二极管 光敏三极管 光电池
5.3、什么是光电元件的光谱特性? 答：光电元件的光谱特性是指入射光照度一定时，光电元件的相对灵敏度随光波波长的变化而变化，一种光电元件只对一定波长范围的人射光敏感，这就是光电元件的光谱特性。 5.
4、光电传感器由哪些部分组成?被测量可以影响光电传感器的哪些部分? 答：光电传感器通常由光源、光学通路和光电元件三部分组成，如图所示。图中Ф1是光源发出的光信号，Ф2是光电器件接受的光信号，被测量可以是x1或者x2，它们能够分别造成光源本身或光学通路的变化，从而影响传感器输出的电信号I。光电传感器设计灵活，形式多样，在越来越多的领域内得到广泛的应用。
光源Φ1光学通路Φ2光电元件Ix1x2x3
5.5、模拟式光电传感器有哪几种常见形式? 答：模拟式光电传感器主要有四种。一是光源本身是被测物，它发出的光投射到光电元件上，光电元件的输出反映了光源的某些物理参数，如图a所示。这种型式的光电传感器可用于光电比色高温计和照度计；二是恒定光源发射的光通量穿过被测物，其中一部分被吸收，剩余的部分投射到光电元件上，吸收量取决于被测物的某些参数。如图b所示。可用于测量透明度、混浊度；三是恒定光源发射的光通量投射到被测物上，由被测物表面反射后再投射到光电元件上，如图c所示。反射光的强弱取决于被测物表面的性质和状态，因此可用于测量工件表面粗糙度、纸张的白度等；四是从恒定光源发射出的光通量在到达光电元件的途中受到被测物的遮挡，使投射到光电元件上的光通量减弱，光电元件的输出反映了被测物的尺寸或位置。如图d所示。这种传感器可用于工件尺寸测量、振动测量等场合。
31122a)a)被测量是光源b) b)被测量吸收光通量 c)被测量是有反射能力的表面2c) d)被测量遮蔽光通量d)133121-被测物 2-光电元件 3-恒光源
6.2超声波有哪些传播特性? 答：超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，它是由与介质相接触的振荡源所引起的。振荡源在介质中可产生两种形式的振荡，即横向振荡和纵向振荡。横向振荡只能在固体中产生，而纵向振荡可在固体、液体和气体中产生。
超声波的一种传播特性是在通过两种不同的介质时，产生折射和反射现象，
超声波的另一种传播特性是在通过同种介质时，随着传播距离的增加，其强度因介质吸收能量而减弱。
9.2（1）如图所示为光纤传感器中光线传播原理，请推导入射角的临界入射角与空气折射率n0、纤芯折射率n1及包层折射率n2的关系式。
（2）解释光纤数值孔径的物理意义。
解：（1）
在纤芯和包层界面A处，当入射角逐渐增大到临界角时，折射角等于90度，此时
光线由折射率为0n的空气，从界面O处射入纤芯时实现全反射的临界角为
9.3试计算n1=1.48和n2=1.46的阶跃折射率光纤的数值孔径。如果外部是空气n0=1，试问：对于这种光纤来说，最大入射角是多少？
解：根据光纤数值孔径NA定义
第17篇：传感器总结
传感器总结
当今社会的发展，是信息化社会的发展。在信息时代，人们的社会活动将主要依靠对信息资源的开发及获取、传输与处理。而传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段，是现代科学的中枢神经系统。它是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置的总称。
传感器技术是现代科技的前沿技术，发展迅猛，同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱，许多国家已将传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等重要的位置。现代传感器技术具有巨大的应用潜力，拥有广泛的开发空间，发展前景十分广阔。
传感器的定义
国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件并按照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”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
结构
很多非电学量(包括物理量,化学量,生物量等) ,早期都采用非电学
量方法测量。随着科学技术的飞速发展,对被测量的准确度、速度和精度提出了新的要求,传统方法已不能满足测量要求,必须采用传感器电测技术,把非电学量信号转换为电信号。在现代化生产过程中,需用各种传感器来监控生产过程的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态。特别是传感器与计算机结合,使自动化过程更具有准确、快捷、效率高等优点。
传感器是能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，能完成检测任务,它的输入量是某一被测量,可能是物理量,也可能是化学量、生物量等;输出量是某种物理量,便于传输、转换、处理、显示等,可以是气、光、电物理量，主要是电物理量;输出输入有对应关系,且应有一定的精确程度。传感器的作用包括信息的收集、信息数据的转换和控制信息的采集。传感器一般由敏感元件和转换元件两大部分组成。有时也将转换电路及辅助电路作为其组成部分。
材料
传感器材料分半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料四大类。
半导体传感器材料主要是硅，其次是锗、砷化镓、锑化铟、碲化铅、硫化镉等。主要用于制造力敏、热敏、光敏、磁敏、射线敏等传感器。
陶瓷传感器材料主要有氧化铁、氧化锡、氧化锌、氧化锆、氧化
钛、氧化铝、钛酸钡等，用于制造气敏、湿敏、热敏、红外敏、离子敏等传感器。
金属用作传感器的功能材料不如半导体和陶瓷材料广泛，主要用在机械传感器和电磁传感器中，用到的材料有铂、铜、铝、金、银、钴合金等。
有机材料用于传感器还处在开发阶段，主要用于力敏、湿度、气体、离子、有机分子等传感器，所用材料有高分子电解质、吸湿树脂、高分子膜、有机半导体聚咪唑、酶膜等。
性能
传感器性能指标主要有：灵敏度、使用频率范围、动态范围、相移。
灵敏度：指沿着传感器测量轴方向对单位振动量输入x 可获得的电压信号输出值u，即s=u/x。与灵敏度相关的一个指标是分辨率，这是指输出电压变化量△u 可加辨认的最小机械振动输入变化量△x 的大小。为了测量出微小的振动变化，传感器应有较高的灵敏度。
使用频率范围：指灵敏度随频率而变化的量值不超出给定误差的频率区间。其两端分别为频率下限和上限。为了测量静态机械量，传感器应具有零频率响应特性。传感器的使用频率范围，除和传感器本身的频率响应特性有关外，还和传感器安装条件有关（主要影响频率上限）。
动态范围：动态范围即可测量的量程，是指灵敏度随幅值的变化
量不超出给定误差限的输入机械量的幅值范围。在此范围内，输出电压和机械输入量成正比，所以也称为线性范围。动态范围一般不用绝对量数值表示，而用分贝做单位，这是因为被测振值变化幅度过大的缘故，以分贝级表示使用更方便一些。
相移：指输入简谐振动时，输出同频电压信号相对输入量的相位滞后量。相移的存在有可能使输出的合成波形产生崎变，为避免输出失真，要求相移值为零或Π，或者随频率成正比变化。
有机材料用于传感器还处在开发阶段，主要用于力敏、湿度、气体、离子、有机分子等传感器，所用材料有高分子电解质、吸湿树脂、高分子膜、有机半导体聚咪唑、酶膜等。
优缺点
从传感器分类看优缺点 按传感器输出信号分类 模拟式：输出信号为模拟信号。 数字式：输出信号为数字信号。
按结构形式分类：柱式、桥式、轮辐式、悬臂梁式、板环式等。 柱式：特点是结构简单、紧凑，易于加工，成本费用低，密封性能良好，对于潮湿环境很适用，可设计成压式或拉式的，可以承受很大的载荷；其缺点是位移量小、灵敏度低。
桥式：传感器弹性体为桥式，其两端用两只螺栓紧固到下面的支撑体上，其弹性体与支撑体之间有一间隙，为弹性体的受力变形空间。
该类传感器的特点如下：由于传感器与秤体之间的连接为要求很低的间隙配合，所以安装方便，维护简单，重复性好。
轮辐式：高度低、精度高、抗偏心载荷和侧向力强。
剪切梁式：该类传感器有以下特点：输出信号不受称重点位置变化的影响；线性好、精度高；传感器受拉伸与压缩时，切应力的幅度与分布基本相同，即传感器的拉伸、压缩灵敏度基本相同，所以特别适用于同时受拉和压的测量；外形低、体积小、重量轻，易于安装和维修；结构简单易于密封；抗侧向力强。
板环式：特点是输出灵敏度高、受力状态稳定、温度均匀性好、结构简单、易于加工，可制成拉压2种型号，对于0.5～30吨的拉压方式称重传感器，这种方式是很好的。
发展方向
对比传感器技术的发展历史与研究现状可以看出，随着科学技术的迅猛发展以及相关条件的日趋成熟，传感器技术逐渐受到了更多人士的高度重视。当今传感器技术的研究与发展，特别是基于光电通信和生物学原理的新型传感器技术的发展，已成为推动国家乃至世界信息化产业进步的重要标志与动力。
由于传感器具有频率响应、阶跃响应等动态特性以及诸如漂移、重复性、精确度、灵敏度、分辨率、线性度等静态特性，所以外界因素的改变与动荡必然会造成传感器自身特性的不稳定，从而给其实际应用造成较大影响。这就要求我们针对传感器的工作原理和结构，在
不同场合对传感器规定相应的基本要求，以最大程度优化其性能参数与指标，如高灵敏度、抗干扰的稳定性、线性、容易调节、高精度、无迟滞性、工作寿命长、可重复性、抗老化、高响应速率、抗环境影响、互换性、低成本、宽测量范围、小尺寸、重量轻和高强度等。
同时，根据对国内外传感器技术的研究现状分析以及对传感器各性能参数的理想化要求，现代传感器技术的发展趋势可以从四个方面分析与概括：一是开发新材料的开发与应用；二是实现传感器集成化、多功能化及智能化；三是实现传感技术硬件系统与元器件的微小型化；四是通过传感器与其它学科的交叉整合，实现无线网络化。
第18篇：传感器试题
第一章
1、信息技术系统的“感官”“神经”“大脑”分别指的什么技术？ 答：传感器检测技术、无线电通讯技术、计算机控制技术.
2、人们形象的把传感器比喻为_______.答：“电五官”。
3、传感器的定义是什么？它一般包含哪两种元件？这两种元件分别是如何定义的？
答：能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。敏感元件（sensing element）：传感器中能直接感受或响应被测量的部分。转换元件（transduction element）：传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。
4、传感器的分类方法有哪几种？分别是什么？
答：1)按被测物理量分类：机械式,电气式,光学式,流体式等。 2)按信号变换特征:能量转换型和能量控制型。
3)按敏感元件与被测对象之间的能量关系:物性型、结构型。
4）根据传感器对信号的检测转换过程：直接转换型传感器、间接转换型传感器 5)按传感器工作原理分为：物理型、电化学型、生物型。
5、举几个物性型传感器和结构性传感器的例子。
答：物性型:利用某些功能材料本身所具有的内在特性及效应把被测量直接转换为电量的传感器。(依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换）
例如：利用压电晶体本身所具有的正压电效应而制成的压电晶体传感器可以测量压力。又如利用半导体材料的光电导效应可制成光敏电阻传感器。又如水银传感器。
结构型:结构型传感器是以材料的结构（如形状、尺寸等）为基础，利用某些物理规律实现把被测信息转换为电量。(依靠传感器结构参数的变化实现信号转变)
例如:电容式和电感式传感器。
6、举几个直接转换型传感器和间接转换型传感器的例子。
答：直接转换型：如光敏电阻受光照时，电阻值会发生变化，它直接把光信号转换为电信号输出。
间接转换型：例如，采用弹簧敏感元件制成的压力传感器就属于这一类，当有压力作用到弹簧上时，弹簧管产生形变，传感器再把变形量转换为电信号输出。
7、新型敏感材料包含哪几种？
答：半导体敏感材料、陶瓷敏感材料、有机敏感材料。
8、传感器静态特性中，灵敏度、迟滞、重复性的定义是什么？各自表示的公式是什么？
答：（1）.灵敏度：传感器在稳态下输出增量Δy与引起该增量的输入增量Δx之比值即为其静态灵敏度，其表达式为K＝Δy／Δx
（2）.迟滞：传感器在正向(输入量增大)行程和反向(输入量减小)行程期间，输出输入不重合的现象称为迟滞。γH＝ΔHmax／yFS×100%
（3）.重复性:重复性表示传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时，所得特性曲线不一致性的程度.γR＝±（ΔRmax／yFS）×100%
第二章
1 电阻式传感器主要分为哪两种?
2 电阻应变片能将______变化转换为电阻的变化,它主要分为______和______两种.金属
3电阻式传感器按工作原理主要分为______和______。 4电阻应变片分为哪两种？金属电阻应变片分为哪两种？
5电阻相对变化量由那两方面决定？对于金属电阻应变片，哪一项重要？ 6 说出金属电阻应变片的结构？ 7 金属应变片的灵敏系数的定义？
8 什么是横向效应？采用______和______横栅可减小横向效应的影响。 9电阻应变片产生温度误差的两个原因。 10应变片的电阻R=120Ω，k=2.05，用作应变为80μm/m的传感元件。（1）求△R和△R/R；（2）若电源电压U=3V，求初始平衡时惠斯登电桥的输出电压Uo。
11 应变式传感器分为哪三种？ 12 应变式加速度传感器的原理？
1.变阻器式、电阻应变式
2.被测量
金属丝应变片
箔式应变片 3.变阻器式、电阻应变式
4.金属电阻应变片
半导体应变片
金属丝应变片
箔式应变片
5.一是几何尺寸变化（应变）引起的；
二是电阻率变化引起的
对金属材料，前一项是主要的 6.引线
覆盖层
基片
电阻丝式敏感栅 7.金属材料的灵敏系数为
k0=1+2u 8.应变片的横栅部分将纵栅部分的电阻变化抵消了一部分，从而降低了整个电阻应变片的灵敏度，带来测量误差，其大小与敏感栅的构造及尺寸有关。敏感栅的纵栅愈窄、愈长，而横栅愈宽、愈短，则横向效应的影响愈小。 短接式
直角式
9.①敏感栅电阻随温度的变化引起的误差；②试件材料和敏感栅材料的线膨胀系数不同，应变片产生附加应变，引起误差。 10.解：△R/R=Kε=2.05x800μm/106μm
=1.64x10 -3
则△R=1.64x10-3 x R=1.64x10-3 x 120Ω=0.197Ω
(2) U0 = Ui/4 xKε= 3/4X 1.64 X10-3 = 1.23mV
11.应变式力传感器、应变式压力传感器、应变式加速度传感器 12.应变式加速度传感器主要用于物体加速度的测量。其基本工作原理是：物体运动的加速度与作用在它上面的力成正比， 与物体的质量成反比，即a=F/m传感器
第三章
1 电容式传感器分为哪三种？其公式？给出一种传感器，要会判断其类型。 2 变极距式电容传感器中，单板式和差动式的灵敏系数关系。 3 电容式传感器为什么要设置保护环（等位环）？
4 变面积式电容传感器分为哪两种？其灵敏系数分别如何计算？ 5 变介电常数式电容传感器的电容值如何计算？
6 运算放大器式电路和脉冲宽度调制电路的工作原理分别是什么?并会画脉冲宽度调制电路输出电压图.
1、答 ：电容传感器分为（1）变极距型、（2）变极板面积型以及（3）变介电常数型；
（1） 公式
（2） 角位移：电容
灵敏度：
线位移：
C =(ε0εbx )/ δ
灵敏度
圆柱线位移：
灵敏度：
（3）
2、答 ： 差动式比单板式的灵敏系数多一倍。
3、答 ： 为了消除边缘效应的影响， 可以采用设置保护环的方法 。
4、答 ：有角位移以及线位移两种；
角位移的灵敏系数 Kc = （ΔC/C）/Δθ = 1/π ；
线位移的灵敏系数 Kc = （ΔC/C）/Δb = 1/b (沿b方向平移) ；
5、答 ：
6、答：运算放大器原理：两个输入端，先后分别输入相同的量，则输出端会得到，两个电压相同但是极性相反的两个输出值。
差动脉宽原理：对传感器电容的充放电使电路输出脉冲的宽度随传感器电容量变化而变化。
第四章
1 电感式传感器的定义和分类.
2 自感式传感器的自感公式最后是什么?和哪两个量有关?
3 单圈变气隙式自感传感器和差动式自感传感器的灵敏度分别为多少?
4 自感式传感器的测量电路中,变压器式交流电桥的工作原理以及输出电压的公式.
5 二极管相敏检波电路的工作原理和输出波形.
6 电涡流式传感器的工作原理
>>回答的内容
1、定义：是一种利用线圈自感和互感的变化实现非
电量电测的装置。（将非电量转换成线圈自
感或互感的变化）
种类：根据转换原理，分自感式、互感式、电涡
流式三种；
根据结构型式，分气隙型、面积型和螺管
型。
2、L ≈ N2／Rδ = μ0 AN2／2δ
与A及δ 有关
如果A保持不变，则L为δ的单值函数，构成变气隙式自感传感器
若保持δ不变，使A随被测量（如位移）变化，则构成变截面式自感传感器。
3、差动式与单线圈电感式传感器相比，灵敏度提高一倍，即衔铁位移相同时，输出信号大一倍；
单圈：K = | L0／δ0 |；
差动：K = | 2L0／δ0 |；
4、公式：U0 = UAB =UA – UB =UCD／2·（Z1-Z2）／（Z1+Z2）；
原理：当衔铁向上、向下移动相同的距离时，产生的输出电压大小相等，但极性相反。由于是交流信号，要判断衔铁位移的大小及方向同样需要经过相敏检波电路的处理。
5、工作原理：容易做到输出平衡，便于阻抗匹配。图中比较电压Ｕ２和Ｕ１同频，经过移相器使Ｕ２和Ｕ１保持同相或反相，且满足Ｕ２＞＞Ｕ１ 。当衔铁T1在中间位置时，位移x1（t）= 0，传感器输出电压Ｕ１=0,只有Ｕ２起作用。（1）正半周时，D
3、D4导通因为是从中心抽头，所以u1= u２ ，故i３= i４。流经RL的电流为 i０= i４－ i３ =０，（2）负半周时D
1、D2导通 ，同理可知 i１= i２，所以流经RL的电流为i０= i１－ i２ =0.
当衔铁T1在零位以上时，位移x1（t）>0，Ｕ１与Ｕ２同频同相。正半周时，故i４＞ i３，流经RL的电流为 i０= i４－ i３ ＞０，当衔铁T1在零位以下时，位移x1（t）＜ 0，Ｕ１与Ｕ２同频反相。Ｕ２正半周Ｕ１负半周，故i４＜ i３。流经RL的电流为 i０= i４－ i３ ＜０，同理:在Ｕ２负半周Ｕ１正半周时：i１＜ i２。流经RL的电流为 i０= i１－ i２ ＜０．表示i0的方向也与规定的正方向相反。
6、一个扁平线圈置于金属导体附近，当线圈中通有交变电流I1时，线圈周围就产生一个交变磁场H1。置于这一磁场中的金属导体就产生电涡流I2，电涡流也将产生一个新磁场H2， H2与H1方向相反，因而抵消部分原磁场，使通电线圈的有效阻抗发生变化。
第19篇：传感器原理
传感器原理 第一章
1、测量方法：①根据获得测量值的方法，为直接测量、间接测量、组合测量。
②根据测量方式，偏差式测量、零位式测量与微差式测量。
③根据测量条件，等精度测量、不等精度测量
④根据被测量变化快慢，静态测量、动态测量
⑤根据测量敏感原件是否与被测介质接触，接触式测量、非接触式测量
⑥根据测量系统是否向被测量施加能量，主动式测量、被动式测量
2、直接测量：测得值直接与标准量进行比较
间接测量：首先对与被测量有确定函数关系的几个量进行直接测量，将直接测的值带入函数关系式，经过计算得到所需要的结果。
组合测量：被测量必须经过求解联立方程组求的
偏差式测量：用仪表指针的位移决定被测量的量值。
零位式测量：用指零仪表的零位反映测量系统的平衡状态，在测量系统平衡时用已知的标准量决定被测量的量值。
微差式测量：将被测量与已知的标准量相比较，获得差值后，再用偏差法测得此差值。
等精度测量：在整个测量过程中，若影响和决定误差大小的全部因素始终保持不变，对同一被测量进行多次重复测量。
不等精度测量：在不同的测量条件下，用不同精度的仪表，不同的测量方法，不同的测量次数以及不同的测量者进行测量和对比。
3、测量误差：测量值与被测量的真值之差。
①绝对误差：测量结果与真值之差。
②相对误差：绝对误差与被测量之比。
③引用误差：绝对误差与量程之比。
④随机误差：在同一测量条件下，多次测量被测量时，绝对值和符号以不可预定方式变化的误差。通过增加测量次数减小随机误差对测量结果的影响。
⑤粗大误差：超出规定条件下预期的误差，又称疏忽误差。 第二章
1、传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
2、传感器由敏感元件和转换元件组成。
敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。
转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。
3、传感器的基本特性：静态特性和动态特性。
静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出与输入的关系。包括灵敏度，迟滞，线性度，重复性，漂移。
灵敏度：输出量增量与引起输出量增量的相应输入量增量之比。
线性度：传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度。
迟滞：传感器在相同工作条件下输入量由小到大及输入量由大到小变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象。
重复性：传感器在相同工作条件下，输入量按同一方向做全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。
漂移：输入量不变的情况下，传感器输出量会随时间变化。 第三章
应变式传感器
1.金属电阻应变片的工作原理:基于电阻应变效应。
2.电阻应变效应:导体在外界作用下产生机械变形(拉伸或压缩)时，其电阻值相应发生变化的现象。
3.半导体电阻应变片的工作原理:基于半导体材料的压阻效应。
4.压阻效应:半导体材料的电阻率ρ随作用应力的变化而发生变化的现象。5.金属电阻应变片的灵敏度推导及半导体电阻应变片的灵敏度推倒。 6.金属电阻应变片的结构:由敏感栅，基片，覆盖层和引线等部分组成。
敏感栅是应变片的核心部分，它粘贴在绝缘的基片上，其上再粘贴起保护作用的覆盖层，两端焊接引出导线。
7.金属电阻应变片的材料要求:
①灵敏系数大②ρ值大③电阻温度系数小④与铜线的焊接性能好⑤机械强度高 8.电阻应变片的温度误差:由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差，称为应变片的温度误差。
产生应变片温度误差的主要因素有下述两个方面: ①电阻温度系数的影响
②试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响
9.电阻应变片的温度补偿方法:线路补偿和应变片自补偿
应变片的自补偿法是利用自身具有温度补偿作用的应变片(称之为温度自补偿应变片)来补偿的。
10.电阻应变片的测量电路:电压灵敏度的计算，相互关系公式推导。
第四章
电感式传感器
1.变气隙式电感传感器:特点，工作原理灵敏度的公式推导 特点:灵敏度高，非线性严重
2.零点残余电压:把传感器在零位移时的输出电压称为零点残余电压，记作 3.产生零点残余电压的原因: ①由于由于两电感线圈的电气参数及导磁体几何尺寸不完全对称，因此在两电感线圈上的电压幅值和相位不同，从而形成了零点残余电压的基波分量。 ②由于传感器导磁材料磁化曲线的非线性(如铁磁饱和，磁滞损耗)使得激励电流与磁通波形不一致，从而形成了零点残余电压的高次谐波分量。 4.为了减小电感式传感器的零点残余电压的采取措施。
①在设计和工艺上，力求做到磁路对称，铁芯材料均匀。要经过热处理以除去机械应力和改善磁性。两线圈绕制要均匀，力求几何尺寸与电气特性保持一致。 ②在电路上进行补偿。
5.电涡流式传感器工作原理:当传感器线圈通以交变电流
时，由于电流的变化在线圈周围产生交变磁场
，使置于此磁场中的被测导体产生感应电涡流
，电涡流
又产生新的交变磁场
。
与
方向相反，因而抵消部分原磁场，从而导致传感器线圈的电感量，阻抗和品质因数发生变化，即线圈的等效阻抗发生变化。这些变化与被测导体的电阻率
磁导率
以及几何形状有关，也与线圈几何参数，激磁电流频率
有关，还与线圈与被测导体间的距离
有关，因此可写为
式中，为线圈与被测导体的尺寸因子。
第五章
1、电容式传感器结构简单、体积小、分辨率高，可非接触式测量，并能在高温、辐射、强烈震动等恶劣条件下工作。
2、电容式传感器可分为变极距型（测量位移）、变面积型（测量直线位移、角位移、尺寸）、变介电常数型（测量液体液位、材料厚度）。
3、变极距型平板电容式传感器的灵敏度推导
为了提高灵敏度，减小非线性误差，大都采用差动式结构。
4、电容式传感器的应用：电容式压力传感器，电容式加速度传感器，差动式电容测厚传感器。
第六章
压电式传感器
1.压电式传感器的定义:其工作原理是基于某些介质材料的压电效应，是一种典型的有源传感器。它通过材料受力作用变形时，其表面会有电荷产生而实现非电量测量。 2.压电式传感器的特点:体积小，重量轻，工作频带宽。
3.压电效应:某些电介质，当沿这一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时。在它的两个表面上产生符号相反的电荷。到外力去掉后，又重新恢复到不带电的状态，这种现象称为压电效应。
4.把这种机械能转化为电能的现象称为正压电效应。
5.当在电介质极化方向施加电场时，这些电介质也会产生几何变形，这种现象称为逆压电效应(电致伸缩效应)。
6.压电材料的主要特性参数: 压电常数:压电常数是衡量材料压电效应强弱的参数，它直接关系到压电输出灵敏度。 7.沿电轴x方向的力作用下产生电荷的压电效应称为纵向压电效应。 沿机械轴 y方向的力作用下产生电荷的压电效应称为横向压电效应。 沿光轴方向的力作用时不产生压电效应。 8.压电式传感器的等效电路的特点
9.压电式传感器的测量电路的特点
10.压电式传感器的应用:
①压电式测力传感器②压电式加速度传感器
③压电式金属加工切削力测量④压电式玻璃破碎报警器 第七章
1、磁电感应式传感器：变磁通式、恒磁通式。
变磁通式传感器工作原理：产生磁场的永久磁铁和线圈都固定不动，通过磁通Φ的变化产生感应电动势e。又称为磁阻式，常用于角速度的测量。
恒磁通式传感器工作原理：气隙磁通保持不变，感应线圈与磁铁作相对运动，线圈切割磁力线产生感应电势。
2、磁电感应式传感器的误差主要有非线性误差和温度误差
⑴非线性误差的主要原因：当磁电式传感器在进行测量时，传感器线圈会有电流流过，这时线圈会产生一定的交变磁通，此交变磁通会叠加在永久磁铁所产生的工作磁通上，使恒定的气隙磁通变化。
补偿非线性误差的方法：在传感器中加入补偿线圈，补偿线圈被通以一定的电流，适当选择补偿线圈的参数，产生的交变补偿磁通可以与传感器线圈本身产生的交变附加磁通相互抵消。
⑵温度误差产生的主要原因：受温度变化的影响。
温度误差补偿的方法：在结构允许的情况下，在传感器的磁铁下设置热磁分路。
3、霍尔效应：置于磁场中的静止载流导体，当它的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体上垂直于电流和磁场的方向上产生电动势。
霍尔电势的影响因素：霍尔电动势正比于激励电流及磁感应强度，其灵敏度与霍尔系数成正比，而与霍尔片厚度d成反比，为了提高灵敏度，霍尔元件常制成薄片形状。
4、霍尔原件的符号
5、霍尔传感器的应用：霍尔式微位移传感器，霍尔式转速传感器，霍尔计数装置。第八章
光电式传感器 1.光电效应
光电效应分为外光电效应和内光电效应两大类。
在光线作用下物体内的电子溢出物体表面向外发射的现象称为外光电效应。
在光线作用下物体的导电性能发生变化或产生光生电动势的效应称为内光电效应。 2.光敏电阻的主要参数: ①暗电阻与暗电流
光敏电阻在不受光照射时的阻值称为暗电阻，此时流过的电流称为暗电流。 ②亮电阻与亮电流
光敏电阻在受光照射时的电阻称为亮电阻，此时流过的电流称为亮电流。 ③光电流
亮电流与暗电流之差称为光电流。 3.光敏电阻的基本特性
①伏安特性
在一定照度下流过光敏电阻的电流与光敏电阻两端的电压的关系称为光敏电阻的伏安特性。光敏电阻在一定的电压范围内，其
曲线为直线，说明其阻值与入射光量有关，而与电压，电流无关。
②光照特性
光敏电阻的光照特性是描述光电流
和光照强度之间的关系的，不同材料的光照特性是不同的，绝大多数光敏电阻光照特性是非线性的。
③光谱特性
光敏电阻对入射光的光谱具有选择作用，即光敏电阻对不同波长的入射光有不同的灵敏度。光敏电阻的相对光敏灵敏度与入射波长的关系称为光敏电阻的光谱特性，亦称为光谱响应。对应于不同波长，光敏电阻的灵敏度是不同的，而且不同材料的光敏电阻光谱响应曲线也不同。 ④频率特性 ⑤温度特性
4.光敏二极管的工作原理
光敏二极管儿电路中一般是处于反向工作状态，在没有光照时，反向电阻很大，反向电流很小，该反向电流称为暗电流。当光照射在
结上，光子打在
结附近，使
结产生光生电子和光生空穴对，它们在
结处的内电场作用下作定向运动，形成光电流。光的照度越大，光电流越大，因此光敏二极管在不受光照射时处于截止状态，受光照射时处于导通状态。 5.光敏晶体管的工作原理
大多数光敏晶体管的基极无引出线，当集电极加上相对于发射极为正的电压而不接基极时，集电结就是反向偏压，当光照射在集电结时，就会在结附近产生电子--空穴对，光生电子被拉到集电极，基区留下空穴，基极与发射极间的电压升高，这样便会有大量的电子流向集电极，形成输出电流，且集电极电流为光电流的
倍，所以光敏晶体管有放大作用。 6.光电池的工作原理
基于光生伏特效应，光电池是因为有较大面积的PN结，当光照射在PN结上时，在结的两端出现电动势，从而成为电源。
第20篇：传感器原理
《传感器原理》期中课程设计题目
1． 电子秤是日常生活中常见的称重仪器，试用电阻应变式传感器自行设计一个满足如下要
求的电子秤：
1） 称重范围0～10公斤；
2） 能够输入商品单价；
3） 能够显示商品重量及价格；
4） 能够打印和存储；
5） 能够进行远程数据传输。
请给出选择的传感器的选型和常见的信号调理电路，给出系统硬件结构框图和软件结构框图，并说明框图中各部分的作用。
2． 霍尔元件常用于转速的测量，请用霍尔元件设计一个满足如下要求的直流电机的转速测
控系统：
1） 能够实现转速测量和显示；
2） 能够实现直流电机转速增加和降低；
3） 能够记录直流电机的转速变化过程。
请给出体现霍尔元件工作的原理示意图，给出直流电机的转速测控系统的硬件结构框图和软件结构框图，并说明框图中各部分的作用。
3． 在现代校园中，学生开水问题被自动热水器解决，它能够控制温度并完成水的自动注入。
试根据如下要求，选择适当的传感器设计一个自动热水器，给出系统硬件结构框图，并说明框图中各部分的作用：
1） 能够显示和控制温度；
2） 当水位高度不足低限时，自动注入，水位高度到高限时，停止注入。
4． 当代道路照明能够达到根据环境的光线情况来控制照明，试设计一个能完成此功能的路
灯控制系统，说明选择的传感器的类型及传感器的工作原理，说明路灯控制系统的工作原理，给出系统的硬件结构框图，并说明框图中各部分的作用。
5． 工程应用中常见加速度的测量问题，多种传感器可以用于加速度的测量，试选择适当的
传感器设计一个加速度测量系统，说明选择传感器的类型及工作原理，简述该加速度测量系统的工作原理，给出系统的硬件结构框图和软件框图，并说明框图中各部分的作用。
