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传感器原理及其应用复习纲要第1页传感器原理及其应用第一章传感器的一般特性1）信息技术包括计算机技术、通信技术和传感器技术，是现代信息产业的三大支柱。2）传感器又称变换器、探测器或检测器，是获取信息的工具广义：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输出的器件和装置。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（GB7665-87）：定义：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。3）传感器的组成：敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。转换元件：将敏感元件输出的非电物理量转换成电路参数或电量。基本转换电路：上述电路参数接入基本转换电路（简称转换电路），便可转换成电量输出。4）传感器的静态性能指标（1）灵敏度定义:传感器输出量的变化值与相应的被测量（输入量）的变化值之比,传感器输出曲线的斜率就是其灵敏度。①纯线性传感器灵敏度为常数，与输入量大小无关；②非线性传感器灵敏度与x有关。（2）线性度定义:传感器的输入-输出校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏离与传感器满量程输出之比，称为传感器的“非线性误差”或“线性度”。线性度又可分为：①绝对线性度：为传感器的实际平均输出特性曲线与理论直线的最大偏差。②端基线性度：传感器实际平均输出特性曲线对端基直线的最大偏差。端基直线定义：实际平均输出特性首、末两端点的连线。③零基线性度：传感器实际平均输出特性曲线对零基直线的最大偏差。④独立线性度：以最佳直线作为参考直线的线性度。⑤最小二乘线性度：用最小二乘法求得校准数据的理论直线。（3）迟滞定义：对某一输入量，传感器在正行程时的输出量不同于其在反行程时的输出量，这一现象称为迟滞。即：传感器在正(输入量增大)反（输入量减小）行程中输出输入曲线不重合称为迟滞。（4）重复性定义：在相同工作条件下，在一段短的时间间隔内，同一输入量值多次测量所得的输传感器原理及其应用复习纲要第2页出之间相互偏离的程度。（5）稳定性稳定性有两个指标：①测量传感器输出值在一段时间中的变化，以稳定度表示；②传感器外部环境和工作条件变化引起输出值的不稳定，用影响量表示。在长时间工作的情况下输出量发生的变化，有时称为长时间工作稳定性或零点漂移。第二章电阻应变式传感器及应用1）金属电阻应变片工作原理是基于金属的应变效应。金属丝的电阻随着它所受的机械形变(拉伸或压缩)而发生相应的变化的现象成为金属的电阻应变效应。2）单根导电丝的灵敏系数物理意义：单位应变引起的电阻相对变化。K0由两部分组成：前一部分（1+2μ）：由材料的几何尺寸变化引起，一般金属μ≈0.3，因此（1+2μ）≈1.6；后一部分ll//：电阻率随应变而引起的（称“压阻效应”）金属材料以前者为主，半导体以后者为主。半导体灵敏度要比金属大50~100倍。3）金属电阻应变计的的灵敏度系数式中：K为灵敏度系数4)应变计的灵敏度K恒小于金属线材的灵敏度的原因：（1)粘合剂、基底传递衰减;(2)存在横向效应。5）金属电阻应变计的其他特性参数（1）应变极限：粘贴在试件上的应变计所能测量的最大应变值。（2）零漂和蠕变：零漂：恒定温度下，粘贴在试件上的应变计，在不承受载荷的条件下，电阻随时间变化的特性称为应变计的零漂。蠕变：力不变，时间变化，输出变化。6）电桥补偿法——常用且效果较好的温度补偿法①工作应变片贴在试件上，补偿片贴在相同材料的补偿件上，补偿件不受力，并接入电桥相邻臂。补偿件与被测件处于完全相同的温度场内。②工作片、补偿片贴在同一试件上，但补偿片不受力作用。③工作片、补偿片贴在同一试件上，但两者感受的应变符号相反。0//12//RRkllll材料的电阻率ρ发生变导电丝的几何尺寸的改变0/12RRkERKR传感器原理及其应用复习纲要第3页7)电阻应变式传感器测量电路（一）直流电桥的特性方程及平衡条件平衡时有03241RRRR，称为直流电桥平衡条件。（二）直流电桥的电压灵敏度根据桥臂上应变片布置情况，全等臂直流电桥又分为单臂、双臂、全桥情况：①单臂电桥：②双臂电桥：③全臂电桥：灵敏度比较...