传感器

传感器的基本原理是通过敏感元件及转换元件把特定的被测信号,按一定规律转换成某种“可用信号”并输出,以满足信息的传输、处理、记录、显示和控制等要求。本思维导图根据《传感器原理与检测技术》进行了知识梳理，赶快收藏学起来吧!

传感器

• 绪论
  • 传感器
    • 定义
      • 定义:能感受规定的被测量并按一定规律 转换成可用输出信号的器件或装置
      • 作用:把被测的非电量转换成电量输出
      • 组成:敏感元件 转换元件 测量电路 辅助电源
    • 分类
    • 测量方法
      • 直接测量 间接测量 组合测量
      • 等精度测量 不等精度测量
      • 接触测量 非接触测量
      • 静态测量 动态测量
      • 偏差式测量 零位式测量 微差式测量
    • 检测装置的 基本性能指标
      • 精度
        • 精密度:反映随机误差
        • 准确度:反映系统误差
        • 精确度:反映综合误差
      • 稳定性:影响因素
        • 零点漂移
        • 标定值的变化
    • 特性
      • 静态特性
        • 表示方法
        • 性能指标:灵敏度 分辨率 线性度 迟滞 重复性
      • 动态特性
        • 一阶传感器系统
        • 二价传感器系统
  • 误差
    • 表示方法
      • 绝对误差
      • 相对误差
        • 实际相对误差
        • 示值相对误差
        • 引用相对误差
    • 分类
      • 系统误差
        • 原因
        • 恒值系统误差
          • 判断:实验对比法 改变测量条件法 理论计算与分析法
          • 消除:代替法 交换法
        • 变值系统误差
          • 判断:残余误差观察法
          • 累进性系统误差
            • 判断:残余误差之和相减法(马利科夫判据)
            • 消除:对称测量法
          • 周期性系统误差
            • 判断:阿贝—赫梅特判据
            • 消除:半周期读数法
      • 随机误差
        • 原因:复杂因素微小变化总和引起
        • 方均根偏差(估计值)
        • 算术平均值的方均根偏差
        • 测量结果
      • 粗大误差
        • 原因:疏忽大意或测量环境条件突变
        • 判断准则
          • 拉依达准则(3σ准则)
          • 肖维勒准则
          • 格拉布斯准则
    • 合成
      • 系统误差的合成
      • 随机误差的合成
      • 总合成
• 电阻应变式传感器
  • 工作原理
    • 应变电阻效应
    • 温度误差
      • 原因
        • 电阻热效应/温度系数α
        • 线膨胀系数不同
      • 补偿
        • 应变片自补偿
        • 电桥补偿法
        • 热敏电阻补偿法
  • 测量电路
    • 电桥概述
      • 工作原理
      • 分类
    • 工作特性
      • 不平衡单臂电桥
        • 串联对称
        • 并联对称
        • 全对称（等臂）
      • 差动电桥
      • 双差动电桥
      • 相对臂电桥
      • 提高不平衡 电桥线性度
        • 恒流源供电
        • 有源电桥
    • 直流电桥调零
      • 串联调零
        • 并联调零
    • 应用
      • 特点
      • 应用
        • 力的测量:柱式转换法 差动法 环状法
        • 加速度的测量
        • 流体压力的测量
• 电容式传感器
  • 定义与工作原理
  • 工作特性
    • 变极距型
    • 变面积型
    • 变介质型
    • 等效电路
    • 其他特性
  • 结构及干扰问题
    • 温度对结构稳定性、介质介电常数影响
    • 绝缘问题
    • 边缘效应
    • 寄生电容
  • 测量电路
    • 调幅型测量电路
      • 运算放大器
      • 变压器电桥
    • 谐振测量电路
      • 调幅式
      • 调频式
    • 脉冲宽度调制电路
  • 应用
    • 膜片电极式压力传感器
    • 电容加速度传感器
    • 电容式称重传感器
    • 电容测厚仪
    • 电容湿度传感器
• 电感式传感器
  • 也称变磁阻式传感器
  • 自感式传感器
    • 闭磁路式自感传感器（变气隙式）
    • 变面积式
    • 螺管型自感传感器（u变化型）
    • 差动自感传感器
    • 测量电路
      • 电阻平衡交流电桥
      • 电压器交流电桥
      • 带相敏整流器的交流电桥
    • 主要误差
      • 输出特性的非线性
      • 零位误差
      • 温度误差
      • 电源影响
  • 互感式传感器
    • 实质为变压器，俗称变压器式传感器，常用差动形式
    • 分类
      • 螺管型
      • 变面积式
      • 变隙式
    • 工作原理
    • 主要性能
      • 输出特性
      • 线性度
      • 灵敏度
      • 激励频率
      • 温度影响
      • 零位输出电压
    • 测量电路
      • 差动整流电路
      • 相敏检波电路
  • 电涡流式传感器
    • 工作原理
      • 电涡流效应
      • 等效电路
    • 特性分析
      • 输出特性
        • 灵敏度
    • 结构型式及特点
      • 低频透射
      • 高频反射
    • 测量电路
      • 测电感的谐振电路
        • 调幅式
        • 调频式
      • 测阻抗的电桥电路
      • 测Q值电路
  • 应用
    • 子主题
• 热电阻传感器
  • 原理:热电阻效应
  • 金属热电阻
    • 铂热电阻(-200~850)
    • 铜热电阻(-50～150）
    • 测量电路
      • 三线制电桥电路
      • 四线制电桥电路
  • 半导体热电阻 (热敏电阻)
    • 分类
      • NTC,负温度系数热敏电阻
      • PTC,正温度系数热敏电阻
      • CTR,临界温度热敏电阻
    • 线性化
      • 串(并)联电阻法
      • 计算修正法
• 热电偶传感器
  • 原理:热电势效应(温差效应)
    • 温差电势
    • 接触电势
  • 应用定则
    • 均值导体定律
    • 中间温度定律
    • 中间导体定律
    • 标准电极定律
  • 冷端补偿
    • 冷端恒温法
    • 计算修正法 (恒温槽)
    • 补正系数修正法
    • 冷端自动补偿