[传感器原理与应用技术]复习要点

《传感器原理与应用》复习要点

第一章 传感器的特性

一、教学要求:

掌握传感器静特性、动特性的概念,线性度、迟滞、灵敏度、分辨力、重复性、零漂、温漂等静态指标的概念及表示方法。理解动态特性的研究方法。

二、教学要点:

1. 传感器的组成与分类

1-1传感器的组成

1-2传感器的分类

2. 传感器的基本特性

2-1静态特性

2-2动态特性

第二章 热电传感器

一、教学要求:

掌握热电势式测温传感器、热电阻式温度传感器、PN结型测温传感器、集成电路温度传感器和热释电式传感器的原理、特性,掌握其应用方法,了解测量电路。

二、教学要点:

1. 热电势式测温传感器

1-1 工作原理

1-2热电偶中引入第三导体

1-3 标准热电极

1-4热电偶冷端温度误差及其补偿

1-5 常用热电偶的特性

1-6 热电偶的测量电路

2. 热电阻式温度传感器

2-1 金属测温电阻器

2-2半导体热敏电阻器

3. PN结型测温传感器

3-1温敏二极管及其应用

3-2温敏晶体管及其应用

4.集成电路温度传感器

4-1基本原理及PTAT核心电路

4-2电压输出型

4-3电流输出型

4-4可编程集成数字温度传感器

5. 热释电式传感器

5-1热释电效应及其机理

5-2热释电红外传感器

5-3热释电探测模块

5-4典型应用

6. 热电传感器应用实例

第三章 应变传感器

一、教学要求:

掌握应变片工作原理、转换电路的形式及计算,温度误差与补偿。理解应变片的主要特性,应变片应用举例,了解应变片类型,材料、粘贴工艺。

二、教学要点:

1. 电阻应变式传感器

1-1 应变片的结构和类型

1-2常用的应变片

2. 薄膜应变电阻及传感器

2-1薄膜分类

2-2薄膜的工作原理;

2-3薄膜应变传感器的特点

第四章 磁敏传感器

一、教学要求:

掌握磁电式传感器工作原理,霍尔式传感器工作原理、误差及其补偿。

理解磁电式传感器的设计,霍尔元件及材料,霍尔元件基本特性。了解磁电式、霍尔式传感器的应用。

二、教学要点:

1. 磁敏传感器的物理基础—霍尔、磁阻、形状效应

1-1基础知识

1-2霍尔效应

1-3磁阻效应

1-4形状效应

2. 霍尔元件

2-1霍尔元件的工作原理

2-2霍尔元件的结构

2-3基本电路

2-4电磁特性

2-5误差分析及误差补偿

3. 磁阻元件

3-1长方形磁阻元件

3-2科尔宾元件

3-3平面电极元件

3-4 InSb-NiSb共晶磁阻元件

3-5曲折形磁阻元件

3-6磁阻元件的温度补偿

4. 磁敏二极管

4-1磁敏二极管的结构

4-2磁敏二极管的工作原理

4-3磁敏二极管的特性

4-4磁敏二极管的补偿技术

5. 磁敏三极管

5-1磁敏三极管的结构

5-2磁敏三极管的工作原理

5-3磁敏三极管的特性

5-4温度补偿技术

6. 磁敏传感器的应用

6-1霍尔元件的应用

6-2磁阻元件的应用

第五章 压电传感器

一、教学要求:

掌握压电效应及其物理解释,压电元件常用结构形式,测量电路。了解压电材料及主要特性、应用举例。

二、教学要点:

1. 压电效应

1-1石英晶体的压电效应

1-2压电常数

1-3压电陶瓷的压电效应

2. 压电材料

2-1压电晶体

2-2压电陶瓷

2-3新型压电材料

3. 等效电路与测量电路

3-1 等效电路

3-2 测量电路

4 压电传感器及其应用

4-1 压电传感器中压电片的连接

4-2压电式力传感器

4-3压电式压力传感器

4-4压电式加速度传感器

4-5应用实例

第六章 光纤传感器

一、教学要求:

掌握光纤的基本原理、几种光纤传感器的基本原理。

二、教学要点:

1. 基础知识

1-1光纤的结构

1-2光纤的种类

1-3光纤的传光原理

1-4光纤的特性

1-5光纤的耦合

2. 光纤传感器的分类及构成

2-1 分类

2-2构成部件

3. 功能型光纤传感器举例

3-1相位调制型光纤传感器

3-2光强调制型光纤传感器

3-3偏振态调制型光纤传感器

4. 非功能型光纤传感器举例

4-1传输光强调制型光纤传感器

4-2反射光强调制型光纤传感器

4-3频率调制型光纤传感器

4-4光纤液位传感器

第八章 光电传感器

一、教学要求:

掌握光电效应;掌握光电管、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管的结构、工作原理及光谱特性;了解色彩传感器及CCD 图象传感器的结构、工作原理。

二、教学要点:

1. 光电传感器的基本效应

1-1半导体的粒子特性

1-2光电效应

2. 外光电效应光电元件

2-1光电管

2-2光电倍增管

3. 光电导效应及光电元件

1. 基础知识

1-1光纤的结构

1-2光纤的种类

1-3光纤的传光原理

1-4光纤的特性

1-5光纤的耦合

2. 光纤传感器的分类及构成

2-1 分类

2-2构成部件

3. 功能型光纤传感器举例

3-1相位调制型光纤传感器

3-2光强调制型光纤传感器

3-3偏振态调制型光纤传感器

4. 非功能型光纤传感器举例

4-1传输光强调制型光纤传感器

4-2反射光强调制型光纤传感器

4-3频率调制型光纤传感器

4-4光纤液位传感器

第八章 光电传感器

一、教学要求:

掌握光电效应;掌握光电管、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管的结构、工作原理及光谱特性;了解色彩传感器及CCD 图象传感器的结构、工作原理。

二、教学要点:

1. 光电传感器的基本效应

1-1半导体的粒子特性

1-2光电效应

2. 外光电效应光电元件

2-1光电管

2-2光电倍增管

3. 光电导效应及光电元件

3-1光敏电阻的结构及原理

3-2光敏电阻的特性

4. 光电伏特效应及光电元件

4-1光电导结型光电元件

4-2光电伏特型光电元件

5. CCD图像传感器

6. 应用光路

6-1反射式

6-2透射式

6-3线纹瞄准用光电传感器

6-4脉冲式光电传感器

第九章 气、湿敏传感器

一、教学要求:

掌握表面控制型电阻式半导体气敏元件和湿敏传感器(电阻式、陶瓷湿敏、电容湿敏)的原理、特性,掌握其应用方法,了解测量电路。

二、教学要点:

1.气敏传感器

1-1半导体气敏元件的分类及必备条件

1-2表面控制型电阻式半导体气敏元件

1-3基于MtMS的新型微结构气敏传感器

1-4应用举例

2. 湿敏传感器

2-1湿度及其表示

2-2对湿敏传感器的基本要求

2-3电阻式湿敏传感器

2-4陶瓷湿敏传感器

2-5电容式湿敏传感器

2-6电解质式湿敏传感器

2-7应用范围及应用实例

第十一章 传感器应用技术

一、教学要求:

掌握几种传感器转换电路的结构、放大电路。

二、教学要点:

1. 信号变换

1-1电流-电压(I-U)变换器

1-2电压-电流(U-D变换器

1-3交流电压-直流电压(μ-U)变换器和交流电流-直流电压(i-U)变换器

1-4电阻-电压(R-U或Ω-U)变换器

1-5电容-电压(C-U)变换器

1-6电压-频率(U-f)变换器(简称VFC)和频率-电压(f-u)变换器(简称FVC)

1-7电压-脉宽(U-H)变换器

2. 驱动电路分析及外围电路器件选择

2-1驱动电路分析

2-2外围电路器件选择

第十二章 传感器的选择与使用

一、教学要求:

传感器的正确选择,传感器的合理使用,线性化及补偿,传感器的定标,电磁兼容问题,抗干扰技术。

二、教学要点:

1. 传感器的正确选择

2. 传感器的合理使用

2-1线性化及补偿

2-2传感器的定标

2-3电磁兼容问题

2-4抗干扰技术


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