二、光谱特性
三、伏安特性 四、频率特性 五、温度特性
5.4.3光电式传感器的基本组成和类型 一、光电式传感器的基本组成 1、光源
2、光学通路 3、光电器件 4、测量电路
二、光电传感器的基本类型
1、透射式 应用：测量透明度和混浊度。 2、反射式 应用：测量表面粗糙度
3、辐射式 应用：光电高温计和炉子燃烧监视装置。 4、遮挡式 应用：测量物体面积、尺寸和位移等
5、开关式 应用：①开关，②产品计数或测量转速等，③编码。
5.5 霍尔传感器
5.5.1、霍尔效应定义:光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上将产生电动势这种物理现象称为霍尔效应。
5.5.2霍尔传感器组成与基本特性 一、霍尔元件
1、材料——多用N型半导体
霍尔片——半导体薄片 引线——激励电极、
霍尔电极
封装外壳——陶瓷或环氧树脂
二、电路部分
2、霍尔元件的输出电路 线性应用
开关应用
3、输出叠加连接方式 直流供电
交流供电
三、磁路部分
图5-5-6――产生梯度磁场B?cx
霍尔片沿x方向移动时，若控制电流I保持不变，则霍尔电势为：
UH?KHIB?KHI?cx?kx
四、基本特性
1、霍尔传感器的灵敏度和线性度主要取决于磁路系统和霍尔元件的特性。 2、提高磁场的磁感应强度B和增大激励电流I，也可获得较大的霍尔电势。
但I的增大受到元件发热的限制。 １、 霍尔传感器动态性能好。 5.5.4测量误差及补偿办法
（1）恒流源供电和输入回路并联电阻 （2）采用恒压源和输入回路串联电阻 （3）合理选取负载电阻RL的阻值 (4)采用温度补偿元件
(５)不等位电压U0的温度补偿
第6章 数字式传感器
二、莫尔条纹的形成与特点
1、莫尔条纹的形成
主光栅与指示光栅的栅线之间保持很小的夹角β，在近乎垂直栅线的方向上出现了明暗相间的条纹――莫尔条纹。莫尔条纹之间距远大于光栅栅距W
WH???W
?2sin22、莫尔条纹的主要特性：
(1) 移动方向： 主光栅右移，则莫尔条纹向下移；
主光栅左移，则莫尔条纹向上移。
(2) 移动距离：主光栅移动一个栅距W，莫尔条纹移动一个条纹间距H。
莫尔条纹具有放大作用，即H＞＞W。
(3)平均效应：莫尔条纹具有减小光栅栅距局部误差的作用 三、光电转换电压与光栅位移的关系
主光栅移动一个栅距W，光电转换电压变化一个周期
2? u0?Uav?Um )cos(xW第7章 新型传感器
7.1 光纤传感器
7.1.2光纤传感器的基本原理和类型 一、光纤传感器的基本原理
被测量对光纤传输的光进行调制，使传输光的强度(振幅)、相位、频率或偏振态随被测量变化而变化，再通过对被调制过的光信号进行检测和解调，从而获得被测参数。
二、光纤传感器的分类及作用
功能型——光纤用作敏感元件，常用单模光纤 非功能型——光纤用作传感元件，常用多模光纤
光电磁效应：光生载流子的扩散运动在磁场作用下产生偏转的一种物理效应。
7.3.2红外探测器的类型 一、光敏红外探测器
1、电真空器件(光电管、光电倍增管)， 2、半导体器件
二、热敏红外探测器
一、热释电效应 当一些晶体受热时，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷，这种由于热变化而产生的电极化现象、称为热释电效应。能产生热释电效应的晶体称为热释电体。
7.4超声波与核辐射传感器
7.4.1超声波传感器
1、超声波的定义： 振动在弹性介质中的传播称为波动，简称波。高于2
×104Hz的机械波称为超声波。
2、超声波与声波的异同：
相同点：传播速度也取决于介质的密度和介质的弹性常数 在两介质的分界面上将发生反射和折射及波型转换
不同点：①振动频率高而波长短，因而具有束射特性，方向性强，可以定向传播。
②能量远远大于振幅相同的一般声波，并具有很高的穿透能力。 二、超声波传感器。
――产生超声波和接收超声波的装置，习惯上称为超声波换能器或超
声波探头。
超声波探头按其工作原理可分为1、压电式2、磁致伸缩式3、电磁式 3、工作原理：逆压电效应将高频电振动转换成机械振动，以产生超声波。
正压电效应将接收的超声振动转换成电信号。
三、超声检测方法 1、透射法
用两个探头，分别置于被测对象的相对两侧，一个发射超声波，一个接收超声波。 2、反射法
通常采用一个超声波探头，兼做超声波发射和接收用。 3、频率法
是利用超声波测量流速时采用的方法
二、核辐射传感器主要由放射源和探测器组成。 1、放射源
要求：采用的同位素有较长的半衰期及合适的放射强度 应使射线从测量方向射出，而其它方向则必须使射线的剂量尽可能小。
2、探测器
3、核辐射的防护
在实际工作中要采取各种措施来减小射线的照射强度和照射时间。
第九章 机械量电测法
9.1 转速的电测法
9.1.1模拟式电测法
一、测速发电机——把转速转换成电压 有直流式和交流式 9.1.2计数式电测法
一、转速传感器――将转速转换成脉冲频率
第10章 热工量电测法
10.1 压力和差压的电测法
10.1.1 压力的概念、单位和测量方法 一、压力的概念和术语
压力――流体介质作用于单位面积的力 压力术语间的关系――图10-1-1
1、绝压Pa――是相对于绝对真空(绝对零压力)所测得的压力
2、表压Pg――Pg?Pa?Pb Pb——大气压力 3、负压Pv――Pv?Pb?Pa
真空度V――低于大气压力的绝对压力 4、差压Pd――两个压力之间的差值 二、压力单位 1Pa?1N/m2
三、压力测量方法
1、压力平衡法
(1)砝码压力平衡式――活塞式压力计 (2)液体压力平衡式――液柱式压力计
2、弹性变形法――弹性式压力（应用最普遍） 3、电测法
(1)直接法，如压电式压力传感器压阻式、压力传感器。
(2)间接法--以压力敏感型弹性元件作为敏感器配接传感器，
10.1.2压力敏感器
――压力敏感器是能够将压力转换为应变和位移的弹性敏感元件
一、弹簧管 图10－1-2
弯曲成C形的空心扁管，一端与接头相连，另一端(自由端)密封 二、波纹管 图10－1-3
带同心环状波形皱纹的薄壁圆管，一端开口，另一端封闭 三、膜片
用金属或非金属制成的圆形薄片。平膜片――断面是平的 图10－1-4
（a）
波纹膜片――断面呈波纹状 图10－1-4（b）
四、膜盒：两个膜片边缘对焊起来，构成膜盒(图10-1-4c)。
几个膜盒连接起来，组成膜合组(图10-1-4d)
五、薄臂圆筒 图10－1-5
壁厚一般都小于圆筒直径的1/20，圆筒的一端开口，一端不通， 筒壁在圆周方向和轴向上的应变均与压力P成正比。
10.1.3压力的电测法 一、应变式压力传感器
共同点：将应变片粘贴到压力敏感型弹性元件上，由弹性元件或弹性元件组合将压力转换为应变，再由应变电桥将应变转换为电压输出。 1、膜片式压力传感器 图10－1-6 2、筒式压力传感器 图10－1-7 3、组合式压力传感器 图10－1-8 二、位移式压力传感器
共同点：将位移传感器的可动部分与压力敏感型弹性元件的自由端连在
一起，将压力转换为位移，再由位移传感器将位移转换为电量，
1、电容式压力传感器 图10－1-9 2、电感式压力传感器 图10－1-10
3、电位器式压力传感器 图10－1-11 4、霍尔式压力传感器 图10－1-12
5、光电式压力传感器 图10－1-13 三、谐振式压力传感器——振弦式 图10－1-14 １、 振弦式压力传感器 图10－1-14 ２、 振膜式压力传感器 图6-3-9 ３、 振筒式压力传感器 图6-3-6 四、压阻式压力传感器——图10－1-15
硅膜片上做四个相等的电阻，经蒸镀铝电极及连线，接成惠斯登电桥。 五、压电式压力传感器——图10－1-16
薄壁筒底承受外部压力为 F?P?A 压电晶片组所受力F1与外部压力F之比为
F11? F1?k2/k110.1.4差压电测法
一、差压敏感器——把差压传换为应变或位移
测量膜片应变或中心点位移与测量膜片两侧压力差成正比
二、电容式（位移式）差压传感器 图10-1-17
公共动极板将两侧压力差转换成位移，使两电容差动变化与压差成正
比。
C1?C2?K(PH?PL)?K?P
C1?C210.2温度电测法
10.2.1温度的概念、单位和测量方法 一、温度的概念
温度是表征物体冷热程度的一种物理量，是物体内部分子无规则运动剧
烈程度的标志。
三、温度测量方法
１、 接触式――温度传感器与被测物体发生接触 热对流、热传导 ２、 非接触式――温度传感器与被测物体不发生接触 热辐射