传感器原理与应用复习提纲

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第一篇:传感器原理与应用复习提纲

《传感器原理与应用》课程复习纲要

一、课程内容

1.基本概念名词解释,要完整。

例如:压电效应:名词解释要包括两部分(正、逆压电效应),材料等。

2.传感器的工作原理

例如:电涡流式测厚传感器:说明传感器的组成结构、写出原理图、叙述工作过程和相关的表达式(或数学模型或物理模型)等。

3.基础知识和基本常识(包括传感器的分类)

例如:(1)动态模型中,“标准”输入只有三种:正弦周期输入、阶跃输入和线性输入,而经常使用的是前两种。

(2)在光线作用下能使物体产生一定方向电动势的称光生伏特效应,如光电池。

(3)电涡流式位移传感器有高频反射式和低频透射式两种。

(4)看图分析并叙述图上提供的信息。

4.计算

例如:(1)金属应变片如何贴片分布于在等强度梁上?电阻变化计算和输出电压计算。

(2)用于测量转速的传感器有哪些?结构如何?如何计算转速?测速误差多少?

5.测量电路简图和作用

例如:金属应变片全桥电路、半桥电路等测量电路图,及相应的作用。

6.有关误差补偿

例如:非线性补偿可用差动结构;温度补偿也可差动结构,还有其它方法等。

7.看图设计叙述

例如:(1)8个实验内容:金属应变片、差动变压器、扩散硅压阻式压力传感器、霍尔传感器和光纤传感器等。

(2)看图叙述某传感器的结构组成,如何工作的及优缺点。

二、考试形式

1.闭卷考试

考试时间:120分钟。

2.考试题型

填空题(10分)、单项选择题(10分)、简述题(4*8分)、计算题(2*10分)和设计题(2*14分)

三、各章需掌握的内容

绪论

什么是传感器,传感器的物理基础、传感器的分类等。

第1章 传感器技术基础

传感器的数学模型、物理模型、静态特性(包括其指标,如线性度等)、动态特性(包括其指标,如二阶系统的参量分析等)、标定和校准、传感器的分析手段

和传感器材料。

第2章 电阻式传感器

电阻式传感器的结构、组成和工作原理,测量电路及有关信号输出计算,及应用。

第3章 变磁阻式传感器

电感式传感器的分类、组成和工作原理、测量电路的作用等;电涡式传感器的分类、组成和工作原理;霍尔式传感器的组成、工作原理和所用材料,及应用;磁阻效应的有关知识。

第4章 电容式传感器

电容式传感器分类、组成和工作原理、测量电路的作用等,如何解决存在的问题。

第5章 磁电式传感器

磁电式传感器分类、组成和工作原理、测量电路的作用,材料,及有关应用等。

第6章 压电式传感器

压电式传感器材料、分类、组成和工作原理、测量电路,如何解决存在的问题。

第7章 光电式传感器

光电式传感器材料、分类、组成和工作原理、测量电路,光源要求;包括模拟式光电传感器、开关式光电传感器、光纤传感器、电荷耦合器件CCD等。

第9章 智能传感器

智能传感器的分类、组成和工作原理,数据采集和数据处理技术等。

第10章 数字式传感器

哪些是直接以数字量形式输出的传感器、以脉冲形式输出的传感器和以频率形式输出的传感器。

第二篇:传感器原理与应用复习提纲2012

试卷的题型及分数安排

填空1.5*12,简答5*5,综述12分,计算题5题45分

除了计算题外的内容:(掌握知识点)

1.2.

3.4.

5.6.

7.8.

9. 测量方法的分类 误差的分类、产生的原因及消除的方法。随机误差正态分布的四个性质及解释。传感器动态特性的性能指标及各指标含义。传感器静态特性的性能指标及各指标含义。传感器组成及各部分功能,传感器的标定 全桥、半桥、单臂测量电路的灵敏度和线性度比较。四种直线拟合的方法。各传感器分类、组成及各部分的功能、基本原理、特性计算、测量电路及应用【如应变片的分类及原理,电容传感器分类及灵敏度是否线性,比较差动变隙式自感传感器和差动变压器的异同,压电材料的分类及各自特点等】

10. 应变效应

11. 应变片的温度误差的补偿方法。

12. 横向效应

13. 电涡流效应

14. 压电效应

15. 霍尔效应,霍尔器件的三轴示意

16. 电磁感应定律

17. 零点残余电压

18. 有源和无源传感器定义

19. 各种测量加速度的传感器结构图、组成部分、传感原理。

第三篇:传感器原理复习提纲

第一章:

传感器的定义,组成测量的定义,测量结果,测量误差和种类

第二章:

静态量,动态量,静态特性,静态特性的指标。

第三章:

电阻应变效应,金属电阻应变片的结构

电阻应变片的分类

电阻应变式传感器的测量电路(会画电桥,会推平衡条件)

温度补偿(线路补偿和应变片自补偿)

测力传感器的结构

压力传感器的结构

压阻效应

压阻式传感器的应用

第四章:

电容式传感器工作原理

电容式传感器分类

测量电路(交流电桥电路,变压器电器电路,双T形电桥电路,运算放大器,调频)工作原理,电容式传感器的设计改改善措施。

电容式压力传感器的工作原理,结构

电容式加速度传感器的工作原理,结构

电容式位移传感器的工作原理

电容式液位传感器的工作原理

第五章

定义

分类

结构组成工作原理

差动自感传感器的结构,会推导差动自感传感器的输出特性和灵敏度

测量电路 变压器电路(会分析,会计算),相敏检波电路(原理,会分析)涡流效应

第六章

压电效应

常用压电材料的种类

压电传感器的工作原理。

石英晶体的压电效应

压电元件的常用结构

第七章

霍尔效应

霍尔元件的结构

霍尔传感器的不等位电势和不等位电阻产生的原理,及补偿方法 霍尔传感器的测量电路

第八章

光电效应

光电效应的种类

光电管的结构及原理

光电倍增管的结构及原理

光敏电阻的结构及原理

第九章:

测温的方法,金属电电阻的种类及结构

金属热电阻的工作原理(铂热电阻,铜热电阻)

热敏电阻工作原理。

热敏电阻的温度特性(会计算)

热电偶的种类、工作原理

热电效应

热电势的组成热电偶的冷端温度补偿的方法

热电偶分度表的应用(会计算)

第四篇:传感器原理与应用

传感器原理与应用(专业限选课)

Principle and Application of Sensor

【课程编号】XZ260111

【学分数】2

【学时数】24+6+9(实验课时)【课程类别】专业限选 【编写日期】2010.3.30 【先修课程】电路分析、模电、数电

【适用专业】电子信息工程类

一、教学目的、任务

《传感器原理和应用》是电子及自动化专业的一门专业课。它有较强的实际应用价值。通过学习本课程使学生掌握各类传感器的基本原理、主要性能及其结构特点;能合理地选择和使用传感器; 掌握常用传感器的工程设计方法和实验研究方法;了解传感器的发展动向。

二、课程教学的基本要求

现代信息产业的三大支柱是传感器技术﹑通信技术和计算机技术,它们分别构成了信息系统的“感官”、“神经”和“大脑”。在机械工程中,传感器对于机械电子、测量、控制、计量等领域都是必不可少的获取信息的关键部件。

鉴于上述认识并考虑学科特色,在本课程有限学时内,要求学生重点掌握下列几方面的知识:⑴传感器的基本概念﹑术语和特性;⑵常用传感器的原理、结构和应用;⑶传感器测量电路;⑷传感器的典型应用。

三、教学内容和学时分配

第1章 传感与检测技术的理论基础自学

主要内容:

1.1测量概论

1.2测量数据的估计和处理

教学要求:

了解测量的基本概念,测量系统的特性,测量误差及数据处理的各种方法。

第2章 传感器概述2学时

2.1传感器的组成与分类

2.2传感器的基本特性

教学要求:

熟悉传感器的输出--输入特性与内部结构参数有关的外部特性,掌握其静态特性,动态特性的分析方法。

第3章 应变式传感器4学时

主要内容:

3.1 工作原理

3.2 应变片的种类、材料及粘贴

3.3 电阻应变片的特性

3.4 电阻应变片的测量电路

3.5 应变式传感器的应用

教学要求:

熟悉应变片传感器的工作原理及外部特性,了解其应用范围,掌握测量电路的分析方法。其它教学环节:实验一应变片性能测试实验3学时

实验性质:验证性实验

实验内容:金属箔式应变片性能——单臂电桥、半桥和全桥。

实验目的与要求:掌握使用金属箔式应变片组成单臂电桥、半桥和全桥的方法,了解在不同电路

形式时电路的输出特性。

注意要点:确保接线正确,电源电压不能用错。

第4章 电感式传感器3 学时

主要内容:

4.1自感式电感传感器

4.2差动变压器式传感器

4.3电涡流式传感器

教学要求:

了解电感式传感器的应用范围,工作特点,掌握其组成的各种测量电路的分析方法及组成特点。其它教学环节:实验二电涡流式传感器的静态位移性能3学时

实验性质:设计性实验

实验内容:电涡流式传感器的工作原理和工作情况,动手自制一个涡流探头,利用实验室放大器

及振荡器对不同被测材料(即混料)进行分选。

实验目的与要求:研究电涡流传感器特性,被测材料(物质)对传感器的特性的影响以及电涡流

传感器的应用。

注意要点:确保接线正确,激励、响应线圈不能用错。

第5章电容式传感器3 学时

主要内容:

5.1电容式传感器的工作原理和结构

5.2电容式传感器的灵敏度及非线性

5.3电容式传感器的等效电路

5.4电容式传感器的测量电路

5.5电容式传感器的应用

教学要求:

熟悉电容式传感器的工作原理及结构,掌握其在非电量测量与自动检测中的应用。

其它教学环节:实验三 变面积式电容传感器的性能1学时

实验性质:验证性实验

实验内容:变面积式电容传感器的工作原理和工作情况。

实验目的与要求:熟悉变面积式电容传感器的工作原理和工作情况;研究差动式电容传感器特性。注意要点:确保接线正确,电源电压不能用错。

第6章 压电式传感器3 学时

主要内容:

6.1压电效应及压电材料

6.2 压电式传感器测量电路

6.3 压电式传感器的应用

教学要求:

了解压电式传感器具有的特点及其应用范围,掌握其组成的测量电路分析及应用。

第7章 磁电式传感器4学时

主要内容:

7.1磁电感应式传感器

7.2 霍尔式传感器

教学要求:

掌握磁电式传感器的各种不同类型及应用范围。

其它教学环节:实验四 霍尔传感器特性研究及应用2学时

实验性质:验证性实验

实验内容:霍尔传感器在交、直流信号激励下的特性。

实验目的与要求:了解霍尔传感器的结构和工作原理;实验研究霍尔传感器在交、直流信号激励

下的特性;掌握霍尔传感器测量振幅和称重应用的实验方法。

注意要点:确保接线正确,电源电压不能超出规定值。

第8章 光电式传感器3 学时

主要内容:

8.1光电器件

8.2光纤传感器

教学要求:

熟悉典型的光电器件的特性和应用,了解光纤传感器及其技术发展方向,掌握红外传感器的应用。

第9章 半导体传感器2学时

主要内容:

9.1半导体气敏传感器

9.2湿敏传感器

9.3色敏传感器

9.4半导体式传感器的应用

教学要求:

了解以半导体材料组成的各种传感器及其它们的工作原理,掌握气敏、湿敏、色敏传感器在测量电路中的应用及其电路分析。

第10章 超声波传感器2学时

主要内容:

10.1超声波及其物理性质

10.2超声波传感器

10.3超声波传感器应用用

教学要求:

熟悉超声波传感器的工作原理及其物理性质,掌握超声波传感器的应用。

第11章 微波传感器1学时

主要内容:

11.1微波概述

11.2微波传感器的原理和组成11.3微波传感器的应用

教学要求:

了解压电式传感器具有的特点及其应用范围,掌握其组成的测量电路分析及应用。

第12章 辐射式传感器1 学时

主要内容:

12.1红外传感器

12.2核辐射传感器

教学要求:

了解辐射式传感器的特性及应用。

第13章 数字式传感器自学

主要内容:

13.1光栅传感器

13.2编码器

13.3感应同步器

教学要求:

了解数字式传感器的特点及应用。

第14章 智能式传感器自学

主要内容:

14.1概述

14.2传感器的智能化

14.3集成智能传感器

教学要求:

了解集成智能感器的特性及应用。

第15章 传感器在工程检测中的应用4学时

主要内容:

15.1温度测量

15.2压力测量

15.3流量测量

15.4物位测量

教学要求:

了解热电偶的结构和原理、热电效应的构成成份。掌握热电偶的基本定律、冷端补偿方法、测量计算方法。了解热电阻的工作原理、结构,掌握应用方法。了解传感器在工程检测中的作用及其应用。

四、教学重点、难点及教学方法

重点:各种常见的、应用广泛的传感器的基本原理、基本特性、转换电路以及工程应用,及分析、设计方法。以课堂讲授为主,通过实验加深对所学各类传感器的性能及工作原理理解。

难点:各种传感器的特性分析。

五、考核方式及成绩评定方式:

考核方式:考查,六、教材及参考书目

推荐教材:

《传感器原理及工程应用》(第三版),郁有文等编著,西安科技大学出版社,2008年参考书:

1.王化祥,《传感器原理与应用》,天津大学出版社,第七版,2003

3.刘君华,《智能传感器系统》,西安电子科技大学出版社,第一版,1999

4.单成祥,《传感器的理论与设计基础及其应用》,国防工业出版社,1999

4.赵负图,《现代传感器集成电路》,人民邮电出版社,2000

修(制)订人:审核人:

2010年 3 月30日

第五篇:传感器原理与应用复习

例1:量程为150V的0.5级电压表和量程为30V的1.5级电压表,分别测量20V电压,问哪个测量精度高?

例2:某压力表精度为1.5级,量程为0~2.0MPa,测量结果显示为1.2MPa,求1)最大引用误差δnm;2)可能出现的最大绝对误差Δm;3)示值相对误差δx=?

例3:一差动变压器式位移传感器,在位移变化1mm时,输出电压变化1200mv,问位移传感器的灵敏度是多少?

例4:机械式指针位移传感器,当输入信号有0.01mm的位移变化量式,指针位移10mm,求位移传感器的灵敏度?

例5:进行某动态压力测量时,所采用的压电式力传感器的灵敏度为90.9nC/Mpa,将它与增益为0.005V/nC的电荷放大器相连,而电荷放大器的输出接到一台笔式记录仪上,记录仪的灵敏度为20mm/V。试计算这个测量系统的总灵敏度。当压力变化为3.5MPa时,记录笔在记录纸上的偏移量是多少?

例6:有一只变极距电容传感元件,两极板重叠有效面积为,两极板间的距离为1mm,已知空气的相对介电常数是1,真空中介电常数为8.85×10-12F/m,试计算该传感器的位移灵敏度。

例7:粘贴在钢件上的康铜电阻丝应变片,其灵敏度为2,电阻温度系数为20×10-6/oC,敏感栅材料的线膨胀系数为15×10-6/oC,钢件的线线膨胀系数为11×10-6/oC,弹性模量E为2×1011N/m2,求:(1)当环境温度变化为10oC时,应变热输出为多少?相当于试件产生多大应力?

(2)当=1000uε时,由于热输出产生的温度误差γt是多少?

例8:半导体应变片的灵敏度为120,电阻为120欧姆,金属电阻应变片的灵敏度为2,电阻为120欧姆,单臂非线性误差不大于0.1,求:它们可测的最大应变为多少?

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