传感器期末复习重点知识点总结必过.doc

. word教育资料 传感器概述 人的体力和脑力劳动通过感觉器官接收外界信号，将这些信号传送给大脑，大脑把这些信号分析处理传递给肌体。 如果用机器完成这一过程，计算机相当人的大脑，执行机构相当人的肌体，传感器相当于人的五官和皮肤。 1.1.1传感器的定义 广义：传感器是一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号的输出器件和装置。 狭义：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。 国家标准对传感器定义是： 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和装置 以上定义表明传感器有以下含义： 1、它是由敏感元件和转换元件构成的检测装置； 2、能按一定规律将被测量转换成电信号输出； 3、传感器的输出与输入之间存在确定的关系； 按使用的场合不同又称为: 变换器、换能器、探测器 1.1.2传感器的组成 传感器由敏感元件、转换元件、基本电路三部分组成： 图示：被测量---敏感原件-----转换原件----基本电路-------电量输出 电容式压力传感器-------------------压电式加速度传感器----------------------电位器式压力传感器 1.1.3传感器的分类 1）?按传感器检测的范畴分类：生物量传感器、化学量传感器、物理量传感器、 2）按输入量分类：速度、位移、角速度、力、力矩、压力、流速、液面、温度、湿度 3）按传感器的输出信号分类 ：模拟传感器 数字传感器 4）按传感器的结构分类：结构型传感器、物性型传感器、复合型传感器 5）按传感器的功能分类：智能传感器、多功能传感器、单功能传感器 6）按传感器的转换原理分类：机—电传感器、光—电传感器、热—电电传感器、磁—电传感器电化学传感器。 7）按传感器的能源分类：有源传感器、无源传感器 国标制定的传感器分类体系表将传感器分为：物理量、化学量、生物类传感器三大门类； 1.2 传感器的地位与作用 在基础学科研究中，传感器更有突出的地位。宏观上的茫茫宇宙、微观上的粒子世界、长时间的天体演化、短的瞬间反应。超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、弱磁场等极端技术研究。传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。 现代工业生产尤其是自动化生产过程中，每个生产环节都需要用各种传感器监视和控制生产过程的各个参数，一是保证产品达到最好的质量，二是保证设备工作在最佳状态。传感器是自动控制系统的关键基础器件，直接影响到自动化技术的水平。 传感器具有以下作用 （1）测量与数据采集（2）检测与控制（3）?诊断与监测（4）辅助观测仪器（5）资源探测（6）环境保护（7）医疗卫生（8）家用电器 目前传感器总的发展趋势是： （1）发现、利用新效应；（2）?开发新材料；（3）提高传感器性能和检测范围（4）微型化与微功耗（5）集成化与多功能化；（6）传感器的智能化；（7）传感器的数字化和网络化。 第二章传感器的特性与标定 快变信号—— 输入量X随时间 t 较快变化时考虑输出的动态特性即随时间变化的特性； 慢变信号—— 输入X为静态或变化极缓慢的信号时研究静态特性，即不随时间变化的特性。 2.1传感器的静态特性 当输入量（X）为静态（常量）或变化缓慢的信号时（如环境温度、压力），讨论传感器的静态特性，输入输出关系称静态特性。 静态特性包括：线性度、迟滞、重复性、灵敏度、稳定性… 非线性误差是以拟合直线作基准直线计算出来的，基准线不同，计算出来的线性度也不相同。因此，在提到线性度或非线性误差时，必须说明其依据了怎样的基本直线。 拟合直线的几种常见方法有：1）理论线性度 2）最佳平均直线与独立线性度；3）端点直线和端点线性度；4）端点直线平移线； 5）最小二乘法直线和最小二乘法线性度。 2.1.2 灵敏度 线性传感器的校准线的斜率就是静态灵敏度，它是传感器的输出量变化和输入量变化之比。 产生迟滞误差的原因：该指标反映了传感器的机械部件和结构材料等存在的问题，如轴承摩擦、灰尘积塞、间隙不适当、螺钉松动、元件磨损（或碎裂）以及材料的内部摩擦等。 迟滞的大小通常由整个检测范围内的最大迟滞值△max与理论满量程输出之比的百分数表示 动态特性是传感器输出对时间变化的输入量的响应特性，输入与输出之间存在的差异就是动态误差！ 输入信号按正弦变化时，分析动态特性的相位、振幅、 频率，称频率响应； 输入信号为阶跃变化时，对传感器随时间变化过程进行分析，称阶跃响应（瞬态响应）； 讨论： 暂态响应是指数函数，输出曲线成指数变化逐渐达到稳定；因为惯性存在输出不能立刻达到稳定，理论上t—∞时才 能达到稳定，当t=τ时即达到稳定值的63.2%，可见时间常数τ越小越好，是反映一阶传感器的重要参数；实际