传感器范围完整版.doc

金属丝和半导体应变片的区别 金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。 【半导体应变片在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象被称为压阻效应。对于一条形半导体材料，电阻相对变化量。对金属来说，电阻变化率较小，有时可忽略不计，因此，主要起作用的是应变效应，即；而半导体材料，→ ，由于πE一般都比（1+2μ）大几十倍甚至上百倍，因此引起半导体材料电阻相对变化的主要原因是压阻效应，所以上式可近似写成，表明压阻传感器的工作原理是基于压阻效应。】 差动脉冲宽度调制电路 电路如下图所示。它由比较器A1、A2、双稳态触发器及电容充、放电回路组成。 C1和C2为传感器的差动电容，双稳态触发器的两个输出端A、B作为差动脉冲宽度调制电路的输出。设电源接通时，双稳态触发器的A端为高电位，B端为低电位，因此A点通过R1对C1充电，直至M点的电位等于参考电压UF时，比较器A1产生一脉冲，触发双稳态触发器翻转，则A点呈低电位，B点呈高电位。此时M点电位经二极管D1迅速放电至零，而同时B点的高电位经R2想C2充电，当N点电位等于DF时，比较器A2产生一脉冲，使触发器又翻转一次，则A点呈高电位，B点呈低电位，重复上述过程。如此周而复始，在双稳态触发器的两输出端各自产生一宽度C1、C2调制的方波脉冲。 传感器的组成部分，静态特性参数（三个例子，定义），使用时注意事项 传感器的组成部分：敏感元件（预变换器）、转换元件、测量电路。 传感器的静态特性参数： 线性度：在规定条件下，传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差与满量程(F·S)输出值的百分比称为线性度 灵敏度：传感器的灵敏度指到达稳定工作状态时输出变化量与引起此变化的输入变化量之比 精确度（精度）：说明精确度的指标有三个：精密度、正确度和精确度。精密度δ，它说明测量结果的分散性；正确度ε ，它说明测量结果偏离真值大小的程度；精确度τ ，它含有精密度与正确度两者之和的意思，即测量的综合优良程度。 最小检测量和分辨力：最小检测量是指传感器能确切反映被测量的最低极限量。 数子式传感器一般用分辨力表示，即输出数字指示值最后一位数字所代表的输入量。 迟滞：迟滞是指在相同工作条件下作全测量范围校准时，在同一次校准中，对应同一输入量的正行程和反行程，其输出值间的最大偏差。 重复性：重复是指在同一工作条件下，输入量按同一方向在全测量范围内连续变动多次所得特性曲线的不一致性。 零点漂移：传感器无输入(或某一)时，每隔一段时间进行读数 温移：温漂表示温度变化时，传感器输出值的偏离程度。 3）传感器使用时注意事项 应变式传感器的优缺点 应变式传感器具有以下几个1）精度高，测量范围广；2）频率响应特性较好；3）结构简单，尺寸小，质量轻；4）可在高(低)温、高速、高压、强烈振动、强磁场及核辐射和化学腐蚀等恶劣条件下正常工作；56）价格低廉，品种多样，便于选择。 应变式传感器 5．零点漂移和蠕变 零点漂移：对于粘贴好的应变片，当温度恒定，不承受应变时，其电阻值随时间增加而变化的特性。产生原因：敏感栅通电后的温度效应；应变片的内应力逐渐变化；粘结剂固化不充分等。 蠕变：如果在一定温度下，使应变片承受恒定的机械应变，其电阻值随时间增加而变化的特性。产生原因：由于胶层之间发生“滑动”，使力传到敏感栅的应变量逐渐减少。 振弦式传感器中振弦的作用，材料特点 在振弦传感器中，振弦是将待测参数变化转换为频率变化的敏感元件，因此是一关键元件。它对传感器的精度、灵敏度和稳定性影响很大。 振弦材料具有以下特点：①抗拉强度高。②弹性模量高。③磁性好，导电性好。④温度系数小，尺寸随时间稳定性好，受拉后松弛小。 填空题 当R1R4=R2R3时，Ig=0，Ug=0，即电桥处于平衡状态。 自感式传感器常见的有两种结构：气隙型和螺管型。 目前我国生产的光纤，常见的有阶跃型、梯度型多模光纤和单模光纤。 按工作原理分，传感器可分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、热点式传感器、光纤传感器等。 灵敏度是指达稳定工作状态时输出变化量与引起此变化的输入变化量之比。 迟滞是指在相同条件下做测量范围校准时，在同一次校准中对应同一输入量的正行程和反行程其输出值间的最大偏差，产生原因传感器机械制造和制造工艺上的缺陷。 按照折射率变化类型分，光纤可分为阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤。 选择题 1.下列不是传感器发展趋势的是（D） A.集成化 B.多功能化 C.智能化 D.实用化 传感器的发展趋势有固态化、集成化、多功能化、图像化、智能化 2.在电阻丝中，下列说法正确的是（A） 半导体材料的远大于金属材料