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2010年传感器原理及工程应用考试复习总结—光通信071吴浩2007031062

此为我根据老师给的2010年复习大纲，采用老师09、10年课件、网络资料、课本书籍、以及光电子072班同学的复习资料综合整理的最终复习资料，仅供参考，部分内容可能有偏差，请大家找出并纠正及时发到群邮箱。注：由于很多资料课件上没有，但因为时间关系书中的资料就没有打上去，请同学们自己对应书页码查找。

一、考试题型

? 选择题： 10×3 = 30分 ? 填空题： 2×15 = 30分 ? 原理及测量电路分析： 2×10 = 22分 ? 计算题： 1×10 = 10分 ? 作图题： 1×8 = 8 分

二、范围及重点 第一章

1.系统误差的消除方法：（1） 在测量结果中进行修正；（2）消除系统误差的根源；（3）在测量系统中采用补偿措施；（4）实时反馈修正。

2.发现系统误差的方法：（1）实验对比法 ；（2）残余误差观察法 ；（3）准则检查法。 3.测量误差的表示方法：测量误差的表示方法有多种, 含义各异。主要包括5种：（1）绝对误差：Δ=x-L ；（2）相对误差：δ=Δ/ L×100%；（3）引用误差:γ=Δ/(测量范围上限-测量范围下限) ×100%；（4）基本误差；（5）附加误差。适用场合：当被测量大小相同时，常用绝对误差来评定测量准确度；相对误差常用来表示和比较测量结果的准确度；引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法，基本误差、附加误差适用于传感器或仪表中。 4.什么是随机误差：在同一测量条件下，多次测量被测量值时，其绝对值和符号以不可预定方式变化着的误差，称为随机误差。随机误差的特点有：对称性，单峰性，抵偿性和有界性。

5.随机误差产生的原因是什么：随机误差是由很多不便掌握或暂时未能掌握的微笑因数，如：电磁场的微变、零件的摩擦、间隙，热起伏、空气扰动等、对测量值的综合影响造成的；综合为5点：1).人为因素；2). 量具因素；3).力量因素；4).测量因素；5).环境因素. 6.如何减小随机误差对测量结果的影响：提高仪器精度、改进测量方法、改善环境条件。

第二章

1.静态特性概念、指标，时域动态特性指标

静态特性概念：指被测量的值处于稳定状态时的输出与输入的关系。 指标：静态特性指标包括：线性度、迟滞、重复性、灵敏度、漂移。

时域动态特性指标：时域动态特性能指标主要包括6个：时间常数?、延迟时间td、上升时间tr、峰值时间tp、超调量?、衰减比d。 2.传感器的概念、动态特性概念

传感器的概念：传感器定义为能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出 1

信号的器件和装置；

动态特性概念：是指输入量随时间变化时传感器的响应特性。

3.什么是传感器的动态特性？它有哪几种分析方法？它们各有哪些性能指标？

传感器的动态特性：传感器输出对时间变化的输入量的响应即反映了传感器的动态特性；分析方法及性能指标：时域分析法——时间常数?、延迟时间td、上升时间tr、峰值时间tp、超调量?、衰减比d。频域分析法——频率域特性——通频带?0.707、工作频带

?0.95、时间常数?、固有频率?n、相位误差、跟随角?0.707。

第三章

1.金属应变片的结构及工作原理；

结构：包括敏感栅、基片、覆盖层、引线；

工作原理：在外力作用下，导体或半导体材料产生机械变形，从而引起材料电阻值发生相应变化的现象，称为应变效应。其表达式为dR/R=kε，式中K为材料的应变灵敏系数，当应变材料为金属或合金时，在弹性极限内K 为常数。金属电阻应变片的电阻相对变化量dR/R与金属材料的轴向应变ε成正比，因此，利用电阻应变片，可以将被测物体的应变ε 转换成与之成正比关系的电阻相对变化量，这就是金属电阻应变片的工作原理。 2.**桥电路原理及计算：（重点）

桥电路原理及计算：

① 直流电桥的平衡条件：负载RL—∞（开路）电桥平衡时 I0=0 +U0=0 对比积相等 邻臂比相等 此时R1R4=R2R3或

R1R3（电桥平衡条件） ?R2R4设R1为应变片，应变时R1变化量为ΔR，这时电桥失衡，不平衡输出电压为

设桥臂比n=R2/R1由于?R1??R1分母中?R1/R1可忽略，考虑到平衡条件

改写为U0=

n?E E电桥电压灵敏度定义为KU=

?R1(1?n)2(1?n)2R1R12

?R1??RR?U0?E???R??R?RR?R234?n?1U?R10R1R3上式可?R2R4

(R4/R3)(?R1/R1)②交流电桥（P53--55）： 3.温度补偿方法及原理；

温度补偿方法：通常有线路补偿和应变片自补偿两大类； ①线路补偿法原理：如下右图所示，被测试件位置上安装一个补偿片处于相同的温度场；电桥输出U0与桥臂参数的关系为：U0=A（R1R4-RBR3）

当温度变化时 R1=ΔRB，电桥平衡，

当有应变时 R1有增量ΔR1=Kε，补偿片RB无变化ΔRB=0电桥输出 U0=AR1R4Kε与温度无关。

②应变片的自补偿法原理：利用具有温度补偿作用的应变片来补偿的。原理为：要实现补偿，必须有

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4.电阻丝材料的要求；（p43）

①灵敏系数大，且在相当大的应变范围内保持常数；②?值大，即在同样长度，同样横截面积的电阻丝中具有较大的电阻值；③电阻温度系数小，否则因环境温度变化也会改变电阻值；④与铜线的焊接性能好，与其他金属的接触电势小；⑤ 机械强度高，具有优良的机械加工性能。

5.应变片分类：（书中只分为两种：丝式电阻应变片与箔式电阻应变片）以下为PPT中的。

按材料分：金属式：体型:丝式、箔式、薄膜型 ；半导体体式：体型、薄膜型、扩散型、外延型、PN结型；按结构分：单片、双片、特殊形状；按使用环境：高温、低温、高压、磁场、水下。

第四章

1.差动整流电路工作原理；（p74）

从电路结构可知，无论两个次级线圈的输出瞬时电压极性如何，流经电容C1的电流方向总是从2到4，流经电容C2的电流方向总是从6到8，故整流电路的输出电压为：

U2?U24?.U68当衔铁在零位时，因为U24?U68所以U2?0；当衔铁在零位以上时，因

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.....。