第一章檢測與感測技術基礎
檢測系統由感測器、測量電路、顯示記錄裝置組成。
根據測量手段分：直接測量、間接測量、組合測量
測量方式：偏差式測量（指標式萬用表）、零位式測量（天平）、微差式測量（電子稱）。
測量系統由被測物件、感測器、變送器、傳輸通道、訊號處理環節、顯示裝置
測量誤差的表示方法：絕對誤差、實際相對誤差、引用誤差、基本誤差、附加誤差
測量誤差的性質：隨機誤差、系統誤差、粗大誤差
感測器的組成：敏感元件、轉換元件、訊號調理轉換開關
感測器的靜態特性：靈敏度（大）、遲滯（小）、線性度（小）、重複性（小）、精度（大）、漂移（小）
靈敏度：輸出量y與引起輸出增量y的相應輸入量增量x之比
線性度：輸出與輸入之間數量關係的線性程度（擬合直線）
遲滯：感測器在輸入量由小到大級輸入量由大到小變化期間其輸入輸出特性曲線不重合的現象
第二章應變式感測器
金屬電阻應變片由基片、敏感柵（核心，有絲式和箔式）、覆蓋層、引線組成。
康銅是廣泛應用材料（熱電偶也用）。
電阻應變片的溫度補償方法：線路補償（電橋補償）和自補償（不容易實現）。
為了減小和克服非線性誤差，常採用差動電橋。
第三章電容式感測器
電容式感測器可分為變極距型、變面積型、變介電常數型。
電容式感測器測量電路：調頻電路（電容轉頻率通過鑒頻器轉電壓）、運算放大器（電容轉電壓）、二極體雙t型交流電橋（電容轉電壓）、環形二極體充放電、脈衝寬度調製電路（電容轉電壓）
第四章電感式感測器
變磁阻式感測器（自感型）可分為變氣隙型電感式感測器（常用）和變面積型電感式感測器。
為了提高靈敏度採用差動式電感感測器。
電渦流感測器分為高頻反射式和低頻透射式，測量電路有調頻式和調幅式
第五章壓電式感測器
壓電材料有壓電晶體、壓電陶瓷、有機壓電材料
居里點：壓電材料開始喪失壓電特性的溫度。
x軸電軸縱向y軸機械軸橫向產生壓電效應z軸光軸不產生。
原始的壓電陶瓷不具有壓電性質，必須要有外加電場和壓力（極化方向）的共同作用。目前常用鋯鈦酸鉛pzt。
壓電測量放大電路有：電荷放大器（併聯）和電壓放大器（串聯）。
第六章磁電式感測器
磁電式感測器可分為恆磁通和變磁通。
12霍爾電極綠色或黃色，34激勵電極紅色。銻化銦製成的霍爾元件靈敏度最高。
不等位電勢：霍爾元件在額定激勵電流作用下，若元件不加外磁場，輸出地霍爾電勢的理想值應為零，但實際不等於零。電極安裝不對稱，材料電阻率不均衡，激勵電流不均衡分布。
預防：併聯電位器。
第七章光電式感測器
光的波長越短，頻率越高。
外光電效應：光電管和光電倍增管。內光電效應：光敏電阻（光電導效應）；光電池、光敏二極體、光敏電晶體（光生伏特效應）。
光電管有真空和充氣兩類，光線射到陰極。
光電倍增光兩個相鄰倍增極之間的電位差為50-100v，光電管增級數一般為9到11個。
光敏電阻，為了提高靈敏度，電極採用梳妝圖案。
暗電阻，沒光照，電阻大；亮電阻，有光照，電阻小；光電流是亮與暗的差
硫化鉛光敏電阻響應在近紅外和中紅外區，常用作火焰探測器的探頭。硫化鎘用作照度計探頭。
光敏電阻不適宜測量線性，常用作開關式光電訊號的感測元件。
光敏二極體工作在反向工作狀態。光敏電晶體具有放大作用。
達林頓光敏管基極懸空，發射極面積大，透光，低電位，集電極接高電位。
光電耦合器件是由發光元件（砷化鎵發光二極體）和光電接收元件合併使用，不屬於光電器件，是組合類。實際上是電隔離轉換器。
第八章超聲波感測器
超聲波具有聚束，定向，反射，投射等特性。
聲波《超聲波《微波
由一種介質到另一種介質傳播在介質表面發生反射，折射，波型轉換等現象
縱波固液氣，橫波固，表面波固體表面
傳播速度與介質密度和彈性特性有關
橫波傳播速度是縱波的一半，表面波是橫波的90%，氣體中縱波聲速是344m/s
聲阻抗相同時投射，不同時全反射
超聲波感測器的原理：超聲波為直線傳播方式，頻率越高，繞射能力越弱，但反射能力越強。
超聲波感測器由傳送器和接收器組成。利用壓電效應原理製成，傳送器是利用逆壓電效應。電能轉換為機械能。
若液體中有氣泡或液面發生波動將會產生正負0.1%的測量誤差。
第九章半導體感測器
氣敏感測器是用來檢測氣體類別，濃度，成分的感測器
半導體感測器是利用待測氣體與半導體表面接觸時，產生的電導率等物理性質的變化來檢測氣體的。
氣敏感測器是利用氣體在半導體表面的氧化還原反應導致敏感元件阻值變化而製成的。需加熱到穩定狀態。
氧氣是氧化性氣體，氫氣，一氧化碳是還原性氣體。
當氧化性氣體吸附到n型半導體上，還原性吸附到p型，使載流子減少，電阻值增大。
當還原性氣體吸附到n型半導體上，氧化性吸附到p上，是使載流子增多，電阻值減小。
氣敏感測器由敏感元件，加熱器，外殼組成。製陶工藝燒結製成。二氧化砷氣敏特性最好。
加熱器作用：將附著在敏感元件表面的塵埃，油汙等燒掉，加速氣體的吸附，提高靈敏度和響應速度。溫度控制在200到400度。
加熱方式有直熱式和旁熱式，國產qn是直熱式，國產qm-n5是旁熱式。
濕度通常採用絕對濕度和相對濕度表示。實際中多用相對濕度。
第十章輻射式感測器（紅外線感測器）
紅外輻射的物理性質是熱輻射
空氣中對稱的雙原子氣體如氮氣、氧氣、氫氣等不吸收紅外線，大氣視窗是「2，2.6.3,5.8,14。」
紅外感測器的核心是紅外探測器。可分為熱探測器和光子探測器。
熱探測器利用紅外輻射的熱效應。優點響應波段寬，常溫下工作。旗下熱釋電感測器的探測率最高。
光子探測器利用光子效應，探測波段窄，低溫下工作。
第十一章微波感測器
微波介於紅外線和無線電波之間。
特點是：易於反射、繞射能力差、水對微波的吸收作用最強。
微波感測器可分為反射式和遮斷式。通常由微波發射器，微波天線，微波檢測器3部分組成。
熱電偶是將溫度轉化為電勢電壓，測溫原理基於熱電效應：將兩種不同材料的導體組成乙個閉合迴路，當兩個觸點溫度t和t0不同時，則在該閉合迴路中產生電動勢。
熱電勢有溫差電勢和接觸電勢。
接觸電勢是由於兩種不同導體的自由電子密度不同而在接觸處形成的電動勢。
溫差電勢是同一導體的兩端因其溫度不同而產生的一種熱電勢。
接觸電勢比溫差電勢大。
熱電偶的基本定律：均質導體定律（與尺寸大小、形狀無關）、中間導體定律（第三種導體溫度一樣物影響）、中間溫度定律（是參考端溫度計算修正法的理論依據）。
熱電偶最常用的材料是：康銅（應變材料也用）。
對熱電偶冷端溫度進行處理方法有：冷端0℃恆溫法（冰浴法）、補償導線法、補償電橋法、冷端溫度修正法。
測量兩點溫差：反向串聯。測量平均溫度：正向串聯和併聯。測幾點之和：正向串聯和併聯。
熱電阻感測器是將溫度轉化為電阻值
金屬熱電阻稱為熱電阻，半導體熱電阻稱為熱敏電阻
常用的是鉑熱電阻和銅熱電阻。鉑穩定性好、測溫範圍大。銅的溫度係數高，測溫範圍小，不適宜在腐蝕性和高溫下工作。
熱電阻結構採用「雙線無感繞法」。二線制精度不高，三線制工業常用，四線制用於高精度溫度測量。
半導體材料的電阻率溫度係數是金屬的10到100倍。熱敏電阻按溫度係數可分為負溫度係數熱敏電阻（ntc）正溫度（ptc）。臨界負溫度係數熱敏電阻簡稱ctr，是一種開關型ntc。
光線感測器易於惡劣環境中使用，不受電磁干擾。
纖芯（石英玻璃）、包層（石英玻璃）、保護層（尼龍材料）。纖芯折射率大於包層折射率。
光纖的傳光原理：光的全內反射。
在用途上非功能型要更多於供能型。
光纖感測器組成：光源、光探測器、光纖、敏感元件、訊號處理系統。
效應大全
a應變效應：導體或半導體材料在外界沿一定方向受力作用下將產生機械形變，其電阻值也相應發生變化。
b壓電效應：一些晶體結構的材料，當沿著一定方向受到外力作用時，內部產生極化現象，同時在晶體的某兩個表面上產生符號相反的電荷。1，當外力去掉後，又恢復到不帶電的狀態，這一現象稱為正壓電效應（機械能轉電能）。
2，當在電介質的極化方向施加電場，電介質也會產生集合變形，這種現象稱為逆壓電效應（電能轉機械能）
c渦流效應：塊狀金屬導體置於變化磁場中或在磁場中作切割磁力線運動時，金屬導體內部將產生旋渦狀的感應電流，該旋渦狀的感應電流稱為電渦流。
d霍爾效應：金屬或半導體薄片在磁場中，當有電流流過時，在垂直於電流和磁場的方向上將產生電動勢，這種現象稱為霍爾效應，該電勢稱為霍爾電勢。
e光電效應：1，在光線的作用下，物體內的電子逸出物體表面向外發射的現象稱為外光電效應。2，在光線作用下，物體的導電性能發生變化或產色光生電動勢的效應稱為內光電效應。
f熱電效應：將兩種不同材料的導體組成乙個閉合迴路，當兩個觸點溫度t和t0不同時，則在該閉合迴路中將會產生電動勢。
g熱釋電效應：某些晶體受熱產生溫度變化時，其原子排列將發生變化，晶體自然極化，在其兩表面產生電荷的現象稱為熱釋電效應。
h光子效應：利用入射光輻射的光子流與探測器材料中的電子互相作用時，從而改變電子的能量狀態，引起各種電學現象，稱為光子效應。
感測器基本知識
一 溫度測量的基本概念 溫度是表徵物體冷熱程度的物理量。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量，而用來量度物體溫度數值的標尺叫溫標。它規定了溫度的讀數起點 零點 和測量溫度的基本單位。目前國際上用得較多的溫標有華氏溫標 攝氏溫標 熱力學溫標和國際實用溫標。攝氏溫標 規定 在標準大氣壓下，冰的...
感測器的基本知識
2007年09月23日星期日 16 26 電阻應變式稱重感測器原理 2007年09月23日星期日 16 17 電子衡器系統接線與接地 2009年06月15日星期一上午 10 55電子衡系統組成 系統標準配置由秤臺 稱重感測器 和稱重顯示部分三大基本單元組成 其中稱重顯示部分包括稱重顯示儀表 接線盒和...
感測器的基本知識
一 感測器的定義 國家標準gb7665 87對感測器下的定義是 能感受規定的被測量並按照一定的規律轉換成可用訊號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成 感測器是一種檢測裝置，能感受到被測量的資訊，並能將檢測感受到的資訊，按一定規律變換成為電訊號或其他所需形式的資訊輸出，以滿足資訊的傳輸 處理 儲...