传感器的定义组成分类

传感器的定义

传感器是借助检测元件将一种形式的信息转换成另一种信息的装

置。

目前，传感器转换后的信号大多为电信号。因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信号转换成电信号的装置 ? 国家标准 GB7665-87 对传感器下的定义是：

“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和辅助元件组成”

构成：敏感元件 + 辅助元件

敏感元件是传感器的核心，它的作用是直接感受被测物理量，并将信号进行必要的转换输出。

辅助元件一般指安装、连接、支承敏感元件的一些辅助装置，如传感器的壳体、引线等。

传感器的作用

1、传感器是人类感官的扩展和延伸，借助传感器，人类可以去探测那些无法直接用感官获取的信息。 例如，用超声波探测器可以探测海水的深度

用红外遥感器可以从高空探测地球上的植被和污状况等等。 2、传感器是检测系统重要构成部分。

传感器的分类

1)按被测物理量分类（适用于使用者）

常见的被测物理量（输入量）

位移传感器 速度传感器 力传感器 温度传感器等

2)按工作原理分类:

机械式传感器、电气式传感器、光学式传感器

3)按信号变换特征:

传感器的定义

传感器是借助检测元件将一种形式的信息转换成另一种信息的装

置。

目前，传感器转换后的信号大多为电信号。因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信号转换成电信号的装置 ? 国家标准 GB7665-87 对传感器下的定义是：

“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和辅助元件组成”

构成：敏感元件 + 辅助元件

敏感元件是传感器的核心，它的作用是直接感受被测物理量，并将信号进行必要的转换输出。

辅助元件一般指安装、连接、支承敏感元件的一些辅助装置，如传感器的壳体、引线等。

传感器的作用

1、传感器是人类感官的扩展和延伸，借助传感器，人类可以去探测那些无法直接用感官获取的信息。 例如，用超声波探测器可以探测海水的深度

用红外遥感器可以从高空探测地球上的植被和污状况等等。 2、传感器是检测系统重要构成部分。

传感器的分类

1)按被测物理量分类（适用于使用者）

常见的被测物理量（输入量）

位移传感器 速度传感器 力传感器 温度传感器等

2)按工作原理分类:

机械式传感器、电气式传感器、光学式传感器

3)按信号变换特征:

传感器大全分类查询表

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传感器定义范围

您可信赖的称重、测力专家

元器件级，包括各种测量装置中的信号变换部件，但不包括与传感器相连的数据处理部分(如运算、记录、通信等)。

传感器的分类

传感器按测量原理和应用领域两个大类细分参见表。

测量对象

光强

测量原理

1. 光电子释放效应2. 光电效应

3. 光导效应 4. 热释电效应

5. 固体摄像元件 6. 其它

1. 气体电离电荷

2. 固体电离 3. 二次电子发射 (常温) 4. 荧光体发光 5. 荧光体发光(加热)

6. 切伦科夫效应

7. 化学反应8. 光色效应

9. 发热

10. 核反应 11. 其它 1. 压电．电致伸缩效压2. 电磁感应 3. 静电效应 4. 磁致伸缩 其它 5.

1. 法拉第效应2. 磁阻效应 霍尔效应3.

4. 约瑟夫逊效应5. 磁电效应6. 其它

传感器产品名称

光电管、光电倍增管、摄像管、火焰检测器

光敏二极管

习题及思考题

1、 从某直流测速发电机试验中获得如下结果：

转速（r/min） 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 输出电压（V）0 9.1 15.0 23.3 29.9 39.0 47.5 试绘制转速和输出电压的关系曲线，并确定： （1） 该测速发电机的灵敏度

（2） 该测速发电机的线性度

2、 一只压力传感器的较准数据如下，试求其迟滞误差、线性度、灵敏度，并画出其输入输

出曲线。

输入压力Xi (×105Pa) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 正行程输出电压Yi (V) 0.0020 0.2015 0.4005 0.6000 0.7995 1.0000 反行程输出电压Yi (V) 0.0030 0.2020 0.4020 0.6010 0.8005 1.0000

3、 如将两个100Ω电阻应变片平行地粘贴在钢制试件上， 试件初载等截面积为0.5×

10-4m2，弹性模量E=200GN/m2，由50KN的拉力所引起的应变片电阻变化为1Ω，把它们接入直流

最新传感器列表

遥感波段

? 紫外线：波长范围为0.01～0.38μm，太阳光谱中，只有0.3～0.38μm波长的光到达地面，对油污染敏感，但探测高度在2000 m以下。

? 可见光：波长范围：0.38～0.76μm，人眼对可见光有敏锐的感觉，是遥感技术应用中的重要波段。

? 红外线：波长范围为0.76～1000μm，根据性质分为近红外、中红外、远红外和超远红外。

? 微波：波长范围为1 mm～1 m，穿透性好，不受云雾的影响。 ? 近红外：0.76～3.0 μm，与可见光相似。 ? 中红外：3.0～6.0 μm，地面常温下的辐射波长，有热感，又叫热红外。 ? 远红外：6.0～15.0 μm，地面常温下的辐射波长，有热感，又叫热红外。 ? 超远红外：15.0～1 000 μm，多被大气吸收，遥感探测器一般无法探测。

大气窗口

大气窗口 紫外可见光 近红外 近红外 近-中红外 波段 透射率/% 应用举例 0.3～1.3 μm ＞90 TM1-4、SPOT的HRV 1.5～1.8 μm 2.0～3.5 μm 80 80 ??TM5 TM7 中红外 3.5～5.5 μm ㏒???琰茞??ü NOAA的AVHRR 远红外 微波 8～14 μm 0

《传感器原理及应用》试卷四

适用班级：（电子071 ，072，073，074，075） 题号 得分 一 二 三 四 五 六 总分 核分人 得分 评卷人

一、填空题：（共20空，每空1分，共20分）

1、传感器一般由 、 、 测量电路和辅助电源四个部分组成。

2、气敏电阻传感器是利用半导体对气体的__________作用而使其__________发生变化的现象来检测气体的成分和浓度。气敏电阻传感器通常由 、 和封装体等三部分组成。

3、为减少电容式传感器在使用中存在的______________，可以在结构上加保护电极，但要求保护电极和被保护电极要为______________。

4、变隙式电感式传感器与螺线管式电感式传感器都可以用来测位移， _____________线性范围大，______________测量灵敏度高。

5、霍尔片越厚其霍尔灵敏度系数越__________（大或小），霍尔灵敏度系数的含义是指____________________________________________。 6、热电偶产生的热电势一般由

1、通常希望传感器的输入和输出之间具有一一对应关系，这样的传感器才能如实反映待测的信息。

16 在规定条件下，传感器校准曲线与拟合曲线间最大偏差与满量程输出值的百分比称为线性度。

15、传感器就是通过敏感元件、传感元件和电子线路把非电生物信息转化成电学量的装置

17、电阻应变片式传感器测量电路采用差动电桥时，不仅可以温度补偿，同时还能起到提高测量灵敏度的作用。

2、直流电桥的补偿包括零位补偿、温漂补偿、非线性补偿、灵敏度温漂补偿。

2、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称应变效应；固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称压阻效应。直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同，圆弧部分使灵敏度K下降了，这种现象称为横向效应。

16、在传感器测量电路中，应用电桥测量线路把电阻变化转化成电流或电压变化的线路。 20、电阻应变效应是指在一定的范围内，拉伸金属导体，金属导体的电阻变化和应变成正比。

电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（①变面积型②变极距型③变介电常数型）外是线性的。

空气介质变隙式电容传感器中，提高灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用差动式电容传感器

3、一般电

传感器复习

一、填空题

1.在光的作用下，物质内的电子逸出物体表面向外发射的现象，称为外光电效应。 2.根据测量方式的不同，可分为偏差式测量零位式测量和微差式测量。

3.半导体材料受到光照时会产生电子空穴，光线愈强电阻值愈低，这种光照后电阻率发生变化的现象称为光电导效应。 4.常见的压电材料可分为压电晶体和压电陶瓷以及压电半导体。

5.电阻应变片的初始电阻R0是指应变片未粘贴时，在室温下测得的静态电阻。 6.金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。

7.工业和计量部门常用的热电阻，我国统一设计的定型产品是铂热电阻和铜热电阻。 8.磁栅式传感器信号处理方式可分为鉴相型和鉴幅型。

9. 机械干扰是指系统受到一定程度的振动或冲击时带来的干扰，对于这种干扰应采取减振措施，一般可设置减振弹簧或减振橡胶等。

10. 由于受到电阻丝直径的限制，绕线式电位计分辨率不高。

11.当声源和工件之间有相对运动时，反射回来的超声波的频率将与声源发射超声波的频率有所不同，这种现象称为多普勒效应。

12.为了使光电器件能很好的工作，需要选择合适的光源。常用的光源有：发光钨丝灯泡、电弧

实验一 金属箔氏应变片：单臂、半桥比较

一、实验目的：验证单臂、半桥的性能及相互之间关系。 二、所需单元和部件：直流稳压电源、差动放大器、电桥、F/V

头、双平衡梁、应变片、主、副电源。

表、测微

三、有关旋钮的初始位置：

档，差动放大器增益打到最大。

直流稳压电源打到±2V档，F/V表打到2V

四、实验步骤

（1）将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、地短接。将差动放大器的输出端与F/V表的输入插口Vi 相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F/V表显示为零，关闭主、副电源。

（2）根据图１接线R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻。R4为应变片；将稳压电源的切换开关置±4V档，F/V表置20V档。调节测微头脱离双平行梁，开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F/V表显示为零，然后将F/V表置2V档，再调电桥W1（慢慢地调），使F/V表显示为零。

图 1

（3）调整测微头使双平行梁处于水平位置(目测)，将直流稳压电源打到±4V档。选择适当的放大增益，然后调整电桥平衡电位器W1，使表头显示零(需预热几分钟表头才能稳定下来)。

（4）旋转测微头，使梁

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遥感波段

? 紫外线：波长范围为0.01～0.38μm，太阳光谱中，只有0.3～0.38μm波长的光到达地面，对油污染敏感，但探测高度在2000 m以下。

? 可见光：波长范围：0.38～0.76μm，人眼对可见光有敏锐的感觉，是遥感技术应用中的重要波段。

? 红外线：波长范围为0.76～1000μm，根据性质分为近红外、中红外、远红外和超远红外。

? 微波：波长范围为1 mm～1 m，穿透性好，不受云雾的影响。 ? 近红外：0.76～3.0 μm，与可见光相似。 ? 中红外：3.0～6.0 μm，地面常温下的辐射波长，有热感，又叫热红外。 ? 远红外：6.0～15.0 μm，地面常温下的辐射波长，有热感，又叫热红外。 ? 超远红外：15.0～1 000 μm，多被大气吸收，遥感探测器一般无法探测。

大气窗口

大气窗口 紫外可见光 近红外 近红外 近-中红外 波段 透射率/% 应用举例 0.3～1.3 μm ＞90 TM1-4、SPOT的HRV 1.5～1.8 μm 2.0～3.5 μm 80 80 ??TM5 TM7 中红外 3.5～5.5 μm ㏒???琰茞??ü NOAA的AVHRR 远红外 微波 8～14 μm 0