什么叫傳感器

1、什么叫傳感器 學(xué)習(xí)要點 1. 傳感器是能以一定精確度把某種被測量（主要為各種非電的物理量，化學(xué)量，生 物量等）按一定規(guī)律轉(zhuǎn)化為（便于人們應(yīng)用，處理）另一參量（通常為電參量）的器件或 測量裝置。 2. 3. 傳感器的靜態(tài)特性是指被測量的值處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出- 輸入關(guān)系。態(tài)特性是， 出入量與輸出量之間的關(guān)系式中不含有時間變量。 4. 5. 6. 傳感器的靈敏度 S 是指傳感器的輸出量增量與引起輸出量增量的輸入量增量的比 值。 S=。 7. 在相同測量條件下多次測量同一物理量，其誤差大小和符號保持或按一定規(guī)律變 化，此類誤差稱作系統(tǒng)誤差。 8. 再進行測量以確定量值的過程。 9. 從而確定傳感器

2、輸出量和輸入量的對應(yīng)關(guān)系。同時也確定不同使用條件下的誤差關(guān)系。 電阻式應(yīng)變傳感器： 1. 導(dǎo)體或半導(dǎo)體在受到外界力的作用時，產(chǎn)生機械形，機械變形導(dǎo)致其阻值變化， 這種因 形變而使阻值發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為應(yīng)變效應(yīng)。 2. 應(yīng)變片的電阻值是指應(yīng)變片沒有粘貼且未受應(yīng)變時，在室溫下測定的電阻值，即 初始電 阻值。 3. 測量電橋的作用是將應(yīng)變片的電阻的變化轉(zhuǎn)換成為電壓或電流的變化。 電感式傳感器及電容式傳感器： 1. 電感式傳感器是利用線圈的自感，互感或阻抗的變化來實現(xiàn)非電量檢測的一種裝 2. 3. 變磁阻式傳感器即自感式電感傳感器是利用線圈自感量的變化來實現(xiàn)測量的。 4. 5. 6. 7. 以電容器為

3、敏感元件，將被測非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的傳感器。 8. 9. 壓電式傳感器 10. 器，取消了傳感器和測量電路之間的界限，實現(xiàn)了材料，元件，電路三位一體。 11. 天然石英晶體，結(jié)構(gòu)形狀為一個六角形晶柱，兩端為一對稱的菱錐。用三根互相 垂直的 軸建立描述晶體結(jié)構(gòu)形狀的坐標(biāo)系?？v軸 Z 稱為光軸，通過六棱線而垂直于光軸的 X 軸稱為電軸，與 X-X 軸和 Z-Z 軸垂直的 y-y 軸稱為機械軸。 29. 入阻抗的前置放大器中，經(jīng)過阻抗交換以后，方可用一般的放大檢波電路再將信 號輸入到指示儀表或記錄器中。壓電式傳感器是以某些晶體受力后其表面產(chǎn)生電荷的壓電 效應(yīng)為轉(zhuǎn)換原理的傳感器，它可以測量傳

4、感最終能變換為力的各種物理量，如力，壓力， 加速器等。 30. 磁電感應(yīng)式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理將被測量（如振動，位移，轉(zhuǎn)速等）轉(zhuǎn)換 成電信號的一種傳感器。 31. 兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體 A 和 B 組合成如圖所示閉合回路。若半導(dǎo)體 A 和 B 的 連接處溫度不同（設(shè) TTO）,則再次閉合回路中就有產(chǎn)生電流，也就是說回路中有電動 勢存在，這種 想象就叫熱電效應(yīng)。 32. 熱電偶回路熱電勢只與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關(guān)；與熱電偶的長度,粗 細無關(guān), 33. 以充電器件或傳播光路為敏感元件,將將被測量通過光信號的額變化為電信號變 化的傳感器 34. 物體內(nèi)的電子溢出物體表面向外發(fā)射的想象，

5、稱為外光電效應(yīng)，當(dāng)光照早物體上， 使物體的電導(dǎo)率發(fā)生變化或產(chǎn)生光電動勢的效應(yīng)，稱為內(nèi)光電效應(yīng)。 35. 將光電管置于光的黑暗條件下，當(dāng)施加正常的使用電壓時，光電管產(chǎn)生的微弱的 電流，稱為暗電流。 36. 光敏二極管在電路中一般吃魚反向工作狀態(tài)，在沒有光照射時反向電流很小，稱 為暗電流，光照射早 ON 結(jié)上， ON 結(jié)附近產(chǎn)生光電子一空穴時，在 ON 結(jié)處電場作用下定 向運動，形成廣電波，光的照度越大，光電流就越大， 37. 半導(dǎo)體氣敏電阻型傳感器是通過半導(dǎo)體敏感材料接觸氣體時阻值變化來檢測氣體 的成分或濃度 38. 半導(dǎo)體氣敏非電阻型傳感器是通過半導(dǎo)體氣敏元件的其他參數(shù)變化來檢測被測氣 體，如

6、二極管伏安特性和場效應(yīng)晶體管的閥值電壓變化。 39. 電阻型半導(dǎo)體氣敏傳感器利用氣體在半導(dǎo)體表面的氧化和還原反應(yīng)導(dǎo)致敏感原件 阻值變化而制成的。 40. 電阻型半導(dǎo)體氣敏傳感器的加熱方式一般有直熱式和旁熱式兩種。 41. 氣敏器件在潔凈空氣中電阻值 Ra, 在規(guī)定濃度的被測氣體中電阻值 RZE 則電阻 比靈敏度： K=Ra/Rg 42. 濕度量程是濕敏傳感器工作性能的一項重要指標(biāo)，指濕度傳感器技術(shù)規(guī)范中所規(guī) 定的感濕范圍，全濕度范圍用相對濕度（0100） %RH表示 43. 環(huán)境溫度沒變化 1 攝氏度，嗦引起的濕敏傳感器的濕度誤差，稱為感濕溫度系數(shù)， 反映濕敏傳感器溫度特性的一個比較直觀，實用

7、的特性參數(shù) 44. 半導(dǎo)體色敏器件相當(dāng)于兩只結(jié)構(gòu)不同的光電二極管的組合，淺結(jié)的P+N結(jié)；深結(jié) 的 PN 結(jié)，又稱光電雙結(jié)二極管。 45. 熱電偶電動勢由溫差電動勢和接觸電動勢兩部分組成， 46. 光釬模式是指光波傳播的途徑和方式是指不同入射角度光線，在界面反射的次數(shù) 是不同的，傳遞的光波之間的干涉嗦產(chǎn)生的橫向強度分布也是不同的，這就是傳播模式 不同 47. 光釬傳感器由五個基本部分組成，光源，敏感元件（光釬，或非光釬的） 光探測器，信號處理系統(tǒng)以及光釬等 48. 光敏電阻的光導(dǎo)效應(yīng)是當(dāng)光敏電阻收到光照時，光電子空穴對增加的阻值減小， 電流增大。 49. 用一黑紙片將光敏電阻的透光窗口遮住，此時

8、萬用表的指針基本保持不動，阻值 接近無窮大。此致越大說明光敏電阻性越好。 50. 透射式光電開關(guān)：發(fā)光元件和接收元件的光軸是重合的。當(dāng)不透明的物體經(jīng)過時， 會阻斷光路，使接收元件接收不到來自發(fā)光元件的光，起到了檢測作用。 51. 反射式光電開關(guān)：發(fā)光元件和接收元件的光軸在同一平面且以某一角度相交，交 點一般即為待測物所在處。當(dāng)物體經(jīng)過時，接收元件將收到從物體表面反射的光，沒有物 體時則收不到。 52. 利用待測氣體與半導(dǎo)體表面接觸時產(chǎn)生的電導(dǎo)率等物理性質(zhì)變化來檢測氣體，稱 為半導(dǎo)體氣敏傳感器； 53. 如果從發(fā)射超聲脈沖開始，到接收換能器接收到反射波為止的這個時間間隔為已 知，就可以求出分界面

9、的位置，利用這種方法可以對物位進行測量。 54. 超聲波探頭按其工作原理可分為壓電式、磁致伸縮式、電磁式等。其中以 最為常用。 55. 如果入射光的照度變化，光生電子?？昭▽Φ臐舛葘⑾鄳?yīng)變動，通過外電路的光 電流強度也會隨之變動，光敏二極管就把光信號轉(zhuǎn)換成電信號。 56. 霍爾開關(guān)電路又稱霍爾數(shù)字電路、有穩(wěn)壓器、霍爾片、差分放大器、施密特觸發(fā) 器和輸出級五部分組成。 57. 非接觸式溫度傳感器主要是利用被測物體熱輻射而發(fā)出的紅外線，從而測量物體 溫度，可進行遙測。 58. 光電開關(guān)是利用感光元件對變化的入射光加以接收，并進行光電轉(zhuǎn)換，同時加以 某種形式的放大和控制，從而獲得最終的控制輸出“開”

10、“光”信號的器件。 什么叫傳感器？它由哪幾部分組成？說出各部分的作用及相互間的關(guān)系。 1. 什么是壓電效應(yīng)？ 答：某些物質(zhì)沿某一方向受到外力作用時，會產(chǎn)生變形，同時內(nèi)部產(chǎn)生符號相反的電 荷，當(dāng)外力去掉后，又重新恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。 2. 什么是熱電壓效應(yīng)？ 答： 兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體 A 和 B 組合成如圖所示閉合回路，若導(dǎo)體 A 和 B 的 連接處溫度不同（設(shè) TTO）,則在閉合回路中就有電流產(chǎn)生，也就是說回路中有電動勢 存在，這種現(xiàn)象叫做熱電效應(yīng)。 3. 什么是熱電偶的均質(zhì)導(dǎo)體定律？ 答：由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論其導(dǎo)體是否存在溫度梯度，回路中沒有電 流即不

11、產(chǎn)生電動勢）；反之，如果有電流流動，此材料則一定是非均質(zhì)的，即熱電偶必須 采用兩種不同材料作為電極。 5. 什么是熱電偶回路中的中間導(dǎo)體定律？（請用示意圖說明） 6. 光釬傳感器主要特點是什么？ 7. 電阻型半導(dǎo)體氣敏器件為什么全部附有加熱器？ 答： 加熱器的作用；燒掉附著在敏感原件表面的塵埃，油污等，加速氣體的吸附， 從而提到元器件的靈敏度和響應(yīng)速度，加熱器的溫度一般控制在200400左右。 8. 半導(dǎo)體色敏器件工作原理（簡述） 答：半導(dǎo)體色敏器件相當(dāng)于兩只結(jié)構(gòu)不同的光電二極管的組合，淺結(jié)的P+N結(jié)構(gòu)； 深結(jié)的 PN 結(jié)，又稱光電雙結(jié)二極管，當(dāng)又入射光照射時， P+,N,P 三個區(qū)域及其間的

12、勢壘 區(qū)中都吸收光子，但效果 不同，紫外光部分吸收洗漱大，經(jīng)過很短距離已基本吸收完， 淺結(jié)的這只光電二極管對紫外光靈敏度高，紅外光部分吸收系數(shù)小，這類波長的光子則主 要在深結(jié)區(qū)被吸收，深結(jié)的那只光電二極管對紅外光靈敏度較高，在半導(dǎo)體中不同的區(qū)域 對不同的波長分割具有不同的靈敏度，這一特性可用于顏色識別即測量入射光的波長，兩 只結(jié)深不同的光電二極管組合，就構(gòu)成了可測波長的半導(dǎo)體色敏傳感器。 1. 什么叫傳感器？它由哪幾部分組成？說出各部分的作用及相互間的關(guān)系。 2. 什么是壓電效應(yīng)？ 答：某些物質(zhì)沿某一方向受到外力作用時，會產(chǎn)生變形，同時內(nèi)部產(chǎn)生符號相反的電 荷，當(dāng)外力去掉后，又重新恢復(fù)到不帶電

13、的狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。 3. 么是熱電壓效應(yīng)？ . 答：兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體 A和B組合成如圖所示閉合回路，若導(dǎo)體 A和B的 連接處溫度不同（設(shè) TTO）,則在閉合回路中就有電流產(chǎn)生，也就是說回路中有電動勢 存在，這種現(xiàn)象叫做熱電效應(yīng)。 4. 什么是熱電偶的均質(zhì)導(dǎo)體定律？ 答：由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論其導(dǎo)體是否存在溫度梯度，回路中沒有電 流即不產(chǎn)生電動勢）；反之，如果有電流流動，此材料則一定是非均質(zhì)的，即熱電偶必須 采用兩種不同材料作為電極。 5. 么是熱電偶回路中的中間導(dǎo)體定律？（請用示意圖說明） 6. 光釬傳感器主要特點是什么？ 7. 電阻型半導(dǎo)體氣敏器件為什么全部附有

14、加熱器？ 答： 加熱器的作用；燒掉附著在敏感原件表面的塵埃，油污等，加速氣體的吸附， 從而提到元器件的靈敏度和響應(yīng)速度，加熱器的溫度一般控制在200400左右。 8. 半導(dǎo)體色敏器件工作原理（簡述） 答：半導(dǎo)體色敏器件相當(dāng)于兩只結(jié)構(gòu)不同的光電二極管的組合，淺結(jié)的P+N結(jié)構(gòu)； 深結(jié)的 PN 結(jié)，又稱光電雙結(jié)二極管，當(dāng)又入射光照射時， P+,N,P 三個區(qū)域及其間的勢壘 區(qū)中都吸收光子，但效果 不同，紫外光部分吸收洗漱大，經(jīng)過很短距離已基本吸收完， 淺結(jié)的這只光電二極管對紫外光靈敏度高，紅外光部分吸收系數(shù)小，這類波長的光子則主 要在深結(jié)區(qū)被吸收，深結(jié)的那只光電二極管對紅外光靈敏度較高，在半導(dǎo)體中不

15、同的區(qū)域 對不同的波長分割具有不同的靈敏度，這一特性可用于顏色識別即測量入射光的波長，兩 只結(jié)深不同的光電二極管組合，就構(gòu)成了可測波長的半導(dǎo)體色敏傳感器。 要注意的概念 1. 傳感器在正（輸入量增大）反（輸入量減?。┬谐唐陂g其輸出輸入特性曲線 不重合的現(xiàn)象稱為遲滯。 2. 磁電感應(yīng)式傳感器直接輸出電動勢，且通常具有高的靈敏度，一般不需要增益放 大器。 3. 一個由幾種不同導(dǎo)體材料連接成的閉合回路，只要他們彼此連接接點溫度相同， 則次回路各接點的熱電勢的代數(shù)和為零。 4. 主要材料是參雜的 BTI03 半導(dǎo)體陶瓷電阻，阻值隨溫度升高而增大，的電阻器， 是正溫?zé)崦糇杵鳌?5. 電阻值隨溫度升高而 不會下降的熱敏電阻簡稱 NTC 熱敏電阻器，