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