传感器总复习 学生版.doc

【传感器总复习】 传感器是嵌入式系统中至关重要的组成部分，用于感知环境参数并转化为可处理的电信号。它们的性能直接影响着系统的准确性和可靠性。以下是针对传感器的一些核心知识点： 1. **传感器静态特性**：指的是传感器在输入量不变的情况下，输出与输入之间的关系。主要性能指标包括线性度、灵敏度、重复性、滞后、分辨率和稳定性。 2. **传感器的组成部分**：主要包括敏感元件（感受输入量变化的部分）、转换元件（将敏感元件的变化转换为电信号）和信号调理电路（对电信号进行放大、滤波等处理）。 3. **传感器分类**：根据工作原理，传感器可以分为电阻式、电容式、电感式、光电式、压电式、热电式、磁电式等；根据应用领域，有温度传感器、压力传感器、湿度传感器、速度传感器、位置传感器等。 4. **静态标定方法**：通过已知输入量与输出量的关系，对传感器进行校准，以确定其性能曲线和误差范围。 5. **直流电桥测量电路**：由四个电阻构成，平衡条件是相邻两臂电阻相等，输出公式为U_out = 4 * R_P * ΔR / (R_1 + R_2 + R_3 + R_P)，其中ΔR是待测电阻的变化量，R_P是电源电阻。 6. **V/I转换电路**：将电压信号转换为电流信号，用于驱动后续电路，分析涉及运算放大器的应用。 7. **电阻应变片**：结构通常包含基底、敏感栅和覆盖层，用于测量物体应变。横向效应会导致输出信号的非线性。 8. **电阻应变片温度误差**：由于材料电阻率随温度变化而产生，补偿方法包括使用温度补偿电阻或热敏电阻。 9. **提高灵敏度方法**：可以通过增加应变片数量、采用差动连接或使用放大器来实现。 10. **热敏电阻**：分为正温度系数(PTC)和负温度系数(NTC)，根据温度变化调整阻值，用于温度测量。 11. **湿度测量**：绝对湿度表示单位体积空气中的水蒸气质量，相对湿度则表示水蒸气的实际含量与饱和含量之比。 12. **电容式传感器**：分为变极距型、变面积型和变介质型，精度受寄生电容影响，可通过差动结构降低影响。 13. **电感式传感器**：利用电磁感应原理，分为自感式和互感式，自感式线性度较好。 14. **压电传感器**：利用压电效应，前置放大器用于放大微弱信号，提高信噪比，有两种等效模型：电压源模型和电荷源模型。 15. **超声波传感器**：用于距离测量，分为发射和接收两部分，测流量时结合多普勒效应。 16. **温度检测仪表**：包括热电偶、热电阻、红外温度计等，辐射温度计有光学高温计和辐射测温仪。 17. **热电偶定律**：均质导体定律、中间温度定律、中间导体定律和参考电极定律，用于计算和补偿热电偶的温度测量误差。 以上仅是传感器知识的冰山一角，实际应用中还需要考虑环境因素、干扰抑制、信号处理等多个方面，确保传感器的稳定性和测量精度。学习和理解传感器的原理与特性，对于设计和应用嵌入式系统至关重要。