[, ]：提高儀器精度、改進測量方法、改善環境條件。
第二章1.靜態特性概念、指標，時域動態特性指標
：指被測量的值處於穩定狀態時的輸出與輸入的關係。
：靜態特性指標包括：線性度、遲滯、重複性、靈敏度、漂移。
：時域動態特性能指標主要包括6個：時間常數、延遲時間、上公升時間、峰值時間、超調量、衰減比d。
2.感測器的概念、動態特性概念
：感測器定義為能夠感受規定的被測量並按照一定規律轉換成可用輸出訊號的器件和裝置；
：是指輸入量隨時間變化時感測器的響應特性。
3.什麼是感測器的動態特性？它有哪幾種分析方法？它們各有哪些效能指標？
：感測器輸出對時間變化的輸入量的響應即反映了感測器的動態特性；[, ]：時域分析法——時間常數、延遲時間、上公升時間、峰值時間、超調量、衰減比d。
頻域分析法——頻率域特性——通頻帶、工作頻帶、時間常數、固有頻率、相位誤差、跟隨角。
第三章1.金屬應變片的結構及工作原理；
：包括敏感柵、基片、覆蓋層、引線；
：在外力作用下，導體或半導體材料產生機械變形，從而引起材料電阻值發生相應變化的現象，稱為應變效應。其表示式為dr/r=kε，式中k為材料的應變靈敏係數，當應變材料為金屬或合金時，在彈性極限內k 為常數。
金屬電阻應變片的電阻相對變化量dr/r與金屬材料的軸向應變ε成正比，因此，利用電阻應變片，可以將被測物體的應變ε 轉換成與之成正比關係的電阻相對變化量，這就是金屬電阻應變片的工作原理。
2.**橋電路原理及計算：（重點）
：① 直流電橋的平衡條件：負載rl—∞（開路）電橋平衡時 i0=0 +u0=0 對比積相等鄰臂比相等
此時rr=rr或（電橋平衡條件）
設r1為應變片，應變時r1變化量為δr，這時電橋失衡，不平衡輸出電壓為
設橋臂比n=r/r由於r分母中/r可忽略，考慮到平衡條件上式可改寫為u=電橋電壓靈敏度定義為k=
②交流電橋（p53--55）：
3.溫度補償方法及原理；
[, , ]：通常有線路補償和應變片自補償兩大類；
[, , ]：如下右圖所示，被測試件位置上安裝乙個補償片處於相同的溫度場；電橋輸出u0與橋臂引數的關係為：u0=a（r1r4-rbr3）
當溫度變化時 r1=δrb，電橋平衡，
當有應變時 r1有增量δr1=kε，補償片rb無變化δrb=0電橋輸出 u0=ar1r4kε與溫度無關。
[, , ]：利用具有溫度補償作用的應變片來補償的。原理為：要實現補償，必須有
4.電阻絲材料的要求；（p43）
①靈敏係數大，且在相當大的應變範圍內保持常數；②值大，即在同樣長度，同樣橫截面積的電阻絲中具有較大的電阻值；③電阻溫度係數小，否則因環境溫度變化也會改變電阻值；④與銅線的焊接效能好，與其他金屬的接觸電勢小；⑤ 機械強度高，具有優良的機械加工效能。
5.應變片分類：（書中只分為兩種：與）以下為ppt中的。
：金屬式：體型:絲式、箔式、薄膜型 ；：體型、薄膜型、擴散型、外延型、pn結型；：單片、雙片、特殊形狀；：高溫、低溫、高壓、磁場、水下。
第四章1.差動整流電路工作原理；（p74）
從電路結構可知，無論兩個次級線圈的輸出瞬時電壓極性如何，流經電容c的電流方向總是從2到4，流經電容c的電流方向總是從6到8，故整流電路的輸出電壓為：當銜鐵在零位時，因為當銜鐵在零位以上時，因的正負表示銜鐵位移的方向。
2.低頻透射式渦流厚度感測器工作原理；p82
在被測金屬板的上方設有發射感測器線圈l,在被測金屬板下方設有接受感測器線圈l。當在l上加低頻電壓時，l上產生交變磁通，若兩線圈間無金屬板，則交變磁通直接耦合至中，l產生感應電壓。如果將被測金屬板放入兩線圈之間，則l線圈產生的磁場將導致在金屬板中產生電渦流，並將貫穿金屬板，此時磁場能量受損，使到達l的磁通將減弱為，從而使l產生的感應電壓下降。
金屬板越厚，渦流損失就越大，電壓就越小，因此，可根據電壓的大小得知被測金屬板的厚度。
第五章1.變面積電容感測器靈敏度計算（平動、轉動）p88
：被測量通過動極板移動引起兩極板有效覆蓋面積a改變，從而得到電容量的變化，當動極板相對與定極板沿長度方向平移時，則電容變化量為，電容相對變化量為；靈敏度k=
：當,，當，。
2.電容式感測器的種類
：變面積型電容式感測器；變極距型電容式感測器；變介質型電容式感測器（變介電常數型）。
第六章1.壓電材料分類，壓電材料特性引數及含義；
:壓電晶體，壓電陶瓷。
: 壓電常數：衡量材料壓電效應強弱的引數，直接關係到壓電輸出靈敏度。
彈性常數：彈性常數、剛度決定壓電器件的固有頻率和動態特性。介電常數：
與元件固有電容有關，而電容影響感測器的頻率下限。機械耦合係數：衡量機-電能量轉換效率的重要引數。
電阻：絕緣電阻將減少電荷洩露，從而改善感測器的低頻特性。居里點溫度：
材料開始喪失壓電特性的溫度。
2.**壓電效應產生的原理及分類（原理重點）
：某些電介質，當沿著一定方向對其施力而使它變形時，內部就產生極化現象，同時在它的兩個表面上便產生符號相反的電荷，當外力去掉後，又重新恢復到不帶電狀態，這種現象稱為壓電效應。：壓電效應可分為正壓電效應和逆壓電效應。
第七章1.霍爾式微位移感測器工作原理；p122
：①.磁場強度相同的兩塊永久磁鐵，同極性的相對放置，霍爾元件處在兩塊磁鐵的中間，由於磁鐵中間的磁感應強度b=0，因此霍爾元件輸出的霍爾電勢uh也等於零，此時位移，若霍爾元件在兩磁鐵中產生相對位移，霍爾元件感受到的磁感應強度也隨之變化，這時uh不為零，其量值大小反映出霍爾元件與磁鐵之間相對位置的變化量。
這種結構的感測器其動態範圍可大5mm，解析度為0.001mm；②.結構簡單的霍爾位移感測器是由一塊永久磁鐵組成磁路的感測器，在霍爾元件處於初始位置時，霍爾電勢uh不等於零；③.
有兩個結構相同的磁路組成的霍爾式位移感測器，為了獲得較好的線性分布，在磁極端麵裝有極靴，霍爾元件調整好初始位置時，可以使霍爾電勢uh=0,這種感測器靈敏度很高，但它所能檢測的位移量較小，適合於微位移量及振動的測量。
2.動圈式振動速度感測器工作原理
：工作時，感測器與被測物體剛性連線，當物體振動時,感測器外殼和永久磁鐵隨之振動，而架空的芯軸線圈和阻尼環因慣性而不隨之振動，因而，磁路空氣隙中的線圈切割磁力線而產生正比於振動速度的感應電動勢，線圈的輸出通過引線輸出到測量電路，該感測器測量的是振動速度引數，若在測量電路中接入積分電路，則輸出電勢與位移成正比，若在測量電路中接入微分電路，則輸出與加速度成正比。
第八章1.光纖傳輸損耗因素
：主要**於材料吸收損耗、散射損耗和光波導彎曲損耗。
例：在一根率減率為10db/km的光纖中，表示當光纖傳輸1km後，光強下降到入射時的1/10。
2.光敏電阻的光譜特性概念及結論
：光敏電阻的相對光敏靈敏度與入射波長的關係稱為光敏電阻的光譜特性，亦稱為光譜響應。
：不同材料的光敏電阻的靈敏度是不同的，而且不同材料的光敏電阻光譜響應曲線也是不同的。
3.光電效應概念、分類及對應的光電器件
：入射光強改變物質導電率的物理現象稱光電效應。
：外光電效應；內光電效應——光電導效應、光生伏特效應。
：外光電效應對應器件：光電管、光電倍增管等；內光電效應對應器件：光敏電阻、光電池、光敏二極體、光敏電晶體。
4.光線感測器的組成
：由光源、敏感元件、管探測器、訊號處理系統及光纖組成。
5.光纖的基本特性及含義
[, ]：數值孔徑、光纖模式、光纖傳輸損耗。數值孔徑：
數值孔徑定義為反映光纖接受光量的多少，其意義是：無論光源發射功率有多大，只有入射角處於的光椎角內，光纖才能導光。光纖模式：
是指光波傳播的途徑和方式，對於不同入射角的光線，在介面反射的次數是不同的，傳遞的光波之間的干涉所產生的橫向強度分布也是不同的，這就是傳播模式不同。
6.光控電子開關電路工作原理，天然氣點火確認電路工作原理
：電路如上圖所示，220v交流電通過燈泡h及整流全橋後，變成直流脈動電壓，作為正向偏壓，加在可控矽vs及r支路上。白天，亮度大於一定程度時，光敏二極體d呈現底阻狀態≤1kω，使三極體v截止，其發射極無電流輸出，單向可控矽vs因無觸發電流而阻斷。
此時流過燈泡h的電流≤2.2ma,燈泡h不能發光。電阻r1和穩壓二極體dw使三極體v偏壓不超過6.
8v，對三極體起保護作用。夜晚，亮度小於一定程度時，光敏二極體d呈現高阻狀態≥100kω，使三極體v正嚮導通，發射極約有0.8v的電壓，使可控矽vs觸發導通，燈泡h發光。
rp是清晨或傍晚實現開關轉換的亮度選擇元件。
：由於燃氣是易燃、易爆氣體，所以對燃氣器具中的點火控制器的要求是安全、穩定、可靠。為此電路中有這樣乙個功能，即打火確認針產生火花，才可以開啟燃氣閥門；否則燃氣閥門關閉，這樣就保證使用燃氣器具的安全性。
圖為燃氣器具中高壓打火確認電路原理圖。在高壓打火時，火花電壓可達1萬多伏，這個脈衝高電壓對電路工作影響極大，為了使電路正常工作，採用光電耦合器vb進行電平隔離，大大增加了電路抗干擾能力。當高壓打火針對打火確認針放電時，光電耦合器中的發光二極體發光，耦合器中的光敏三極體導通，經v1、v2、v3放大，驅動強吸電磁閥，將氣路開啟，燃氣碰到火花即燃燒。
若高壓打火針與打火確認針之間不放電，則光電耦合器不工作，v1等不導通，燃氣閥門關閉。光電耦合器實際上是乙個電隔離轉換器，它具有抗干擾性能和單向訊號傳輸功能，廣泛應用於電路隔離、電平轉換、雜訊抑制等場合。
三、重點名稱
[, ]：按國家標準（gb7665—87）把感測器定義為能夠感受規定的被測量並按照一定規律轉換成可用輸出訊號的器件和裝置。
[, ]；在外力作用下，導體或半導體材料產生機械變形，從而引起材料電阻值發生相應變化的現象，稱為應變效應。其表示式為dr/r=kε。
[, ]：通電的導體（半導體）放在磁場中，電流i與磁場b方向垂直，在導體另外兩側會產生感應電動勢，這種現象稱霍爾效應。
[, ]: 入射光強改變物質導電率的物理現象稱光電效應。分為外光電效應和內光電效應。
在光線作用下，物體內的電子溢位物體表面向外發射的現象稱為外光電效應，對應的器件有：光電管、光電倍增管等。在光線作用下，物體的導電性能發生變化或產生光生電動勢的效應稱為內光電效應。
對應的器件有：光敏電阻和光電池。
[, ]: 將直的電阻絲繞成敏感柵後，雖然長度不變，但應變狀態不同，應變片敏感柵的電阻變化減小，因而其靈敏係數k較整長電阻絲的靈敏係數k0小，這種現象稱為應變感測器的橫向效應。
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感測器原理與應用習題
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