绪论 1检测与转换技术包括自动检测技术和自动转换技术，也是信息技术的重要组成部分。
2检测与转换技术是以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换、信息处理的理论和技术为主要内容的一门应用技术科学
3一个完整的检测与转换过程包括信息的提取、信号的分析与转换、数据的存储于传输、显示或打印。 4检测技术是科学研究的“先行官”。
第一章 1检测的目的是求取被检测量的真值。所谓的真值是指在一定的客观条件下，某物理量确切存在的的真实值。真值永远无法获得的，因为在检测中不可避免地产生各种误差
2检测结果偏离真值的大小可用检测误差来衡量。其大小反映了检测结果的好坏即检测精度的高低。误差常用绝对误差和相对误差来表示。
3系统误差的消除：1交换法2上、下读数法3校准法4补偿法产生测量误差的原因主要有以下四个方面：（1）理论误差与方法误差；（2）仪器误差；（3）影响误差 ；（4）人为误差。 4. 根据测量误差的性质和特点可分为 系统误差、随机误差、粗大误差
5.检测是一个过程，包括比较、平衡、误差和读数，这一过程的核心是比较。此外，检测还必须进行的一定的变换。
1-1检测的概念是什么？ 检测是人们借助于专门设备，通过一定的技术手段和方法，对被测对象收集信息、取得数量概念的过程。它是一个比较过程，即将被检测对象与它同性质的标准量进行比较，获得被检测量为标准量的若干倍的数量概念。
1.4检测系统由哪几部分组成，各部分的作用是什么？检测系统主要由敏感元件、信号的转换与处理电路、显示电路和信号传输电路组成。敏感元件：将非电量转换为电信号；信号处理电路：将代表被测量特征的信号变换成能进行显示或输出的信号；
显示电路：将被测对象以人能感知的形式表现出来；信号传输电路：将信号（数据）从一点（或一个地方）送另一点（或地方）。
第二章 参数检测以自然规律为基础，利用某些敏感元件特有的物理、化学和生物等效应，把北侧变量的变化转换为敏感元件某一物理化学量的变化
参数检测的一般方法：1、光学法2、力学法、3热学法4电学法5声学法6磁学法7射线法
常用的流量检测仪表：1.节流式差压流量计2．容积式流量计3．速度式流量计4．质量流量计5．涡
街流量计
常用的测温方法：接触式测温：膨胀式温度计，压力式温度计，热电阻、热电偶测温，热敏电阻测温
非接触式测温：辐射测温
常用的压力计有1．弹性压力计2．液柱式压力计3．压力变送器
2.4 流量检测方法有（1）节流差压法（2）容积法（3）速度法（4）流体阻力法（5）流体振动法（6）
质量流量检测
第四章
1传感器：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
2简述传感器的组成及其各部分的功能？通常，传感器由敏感元件和转换元件组成。其中，敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。由于传感器输出信号一般都很微弱，需要有信号调理与转换电路，进行放大、运算调制等，此外信号调理转换电路以及传感器的工作必须有辅助的电源，因此信号调理转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分。随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用，传感器的信号调理转换电路与敏感元件一起集成在同一芯片上，安装在传感器的壳体里。 3传感器静态特性性能指标及其各自的意义是什么？传感器的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、灵敏度、分辨力、阈值、稳定性、漂移等，其中，线性度、灵敏度、迟滞和重复性是四个较为重要的指标。线性度：传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度。灵敏度：灵敏度是传感器静态特性的一个重要指标。其定义是输出量增量 与引起输出量增量 的相应输入量增量 之比。迟滞：传感器在输入量由小到大（正行程）及输入量由大到小（反行程）变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象称为迟滞 重复性：重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度
第五章1、应变效应：当金属体或半导体在受到外力作用而发生机械变形时，其阻值相应地发生变化
2. 温度误差的补偿方法通常有两种:应变片温度自补偿和电路补偿法。（1）温度自补偿法应变片是黏贴在被测试件上的一种特殊应变片，当温度变化时，产生的附加应变变为零或相互抵消，这种特殊的应变片称为温度自补偿应变片。利用温度自补偿应变片实现温度补偿的方法叫温度自补偿法。这两种方法的应变片分为单丝自补偿应变片和双金属敏感栅自补偿应变片。（2）电路补偿又称补偿片法。这种补偿法利用应变片测量电路的特点来进行补偿。测外还可以采用热敏电阻进行电路补偿。
3.压阻式传感器的灵敏系数比金属电阻应变片约高50倍。它是用半导体应变片制作的传感器，其工作原理是基于半导体材料的压阻效应。
4. 什么是电位器的负载特性和负载误差?如何减小电位器的负载误差？电位器输出端带有有限负载时所具有的的特性。。负载特性相对于空载特性的偏差称为负载误差 。应尽量增大负载系数增大负载电阻，减小电位器总电阻3、增加测量电路的输入阻抗是减小负载误差的有效办法。
第六章
1．压电效应：当沿着一定方向施加力变形时，内部产生极化现象，同时在它表面会产生符号相反的电荷；当外力去掉后，又重新恢复不带电状态；当作用力方向改变后，电荷的极性也随之改变；这种现象称压电效应.当在电介质低极化方向事假电场时,电介质本身将产生机械变形,外电场撤离,变形也随着消失,称为逆压电效应。压电效应的特点是具有可逆性。当在电介质的极化方向施加电场时，电介质本身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随着消失。
2．压电材料：石英晶体的压电效应，压电陶瓷的压电效应，高分子材料的压电效应
压电陶瓷的压电效应:压电陶瓷是一种常用的人工制造的多晶体压电材料,压电陶瓷在没有极化之前并不具有压电现象,经过极化处理后其压电系数大大提高.压电式传感器额串并联特点:并联接法输出电荷大,本身电容也大,时间常数大,适用于测量慢变信号,当采用电荷放大器转换压电元件上的输出电荷q时，并联方式可以提高传感器的灵敏度，所以并联方式适用于以电荷作为输出量的地方。串联接法的输出电压大，本身电容小，当采用电荷放大器转换压电元件上的输出电压时，串联方法可以提高传感器的灵敏度，所以串联方式适用于电压作为输出信号，并且测量电路输入阻抗很高的地方。 6.2压电传感器为什么只适用于动态测量？答： 压电传感器可以看作是一个带电的电容器，当外接负载时，只有外电路负载无穷大，内部也无漏电时，受力所产生的电压才能长期保存下来，若负载不是无穷大，则电路以时间常数RLCa按指数规律放电，无法测量。所以不能测量频率低或静止的参数。 6.3常见的压电元件的组合形式有哪些？这些组合形式各适用于哪些场合？答：常见的压电元件的组合形式有串联和并联两种方式。其中并联接法输出电荷大，本身电容也大，时间常数大，适用于测量慢变信号，当采用电荷放大器转换压电元件上的输出电荷q时，并联方式可以提高传感器的灵敏度，所以并联方式适用于以电荷作为输出量的地方。串联接法的输出电压大，本身电容小，当采用电压放大器转换压电元件上的输出电压时，串联方法可以提高传感器的灵敏度，所以串联方式适用于以电压作为输出信号，并且测量电路输入阻抗很高的地方。
6.4压电传感器为什么要接前置放大器？常用的前置放大电路有几种？各有什么特点？
答：由于压电传感器的输出信号非常微弱，一般将电信号进行放大才能测量出来。但因压电传感器的内阻抗相当高，不是普通放大器能放大的，而且，除阻抗匹配的问题外，连接电缆的长度、噪声都是突出的问题。为解决这些问题，通常，传感器的输出信号先由低噪声电缆输入高输入阻抗的前置放大器。前置放大器也有两种形式：电压放大器和电荷放大器。电压放大器的输出电压与输入电压（即传感器的输出电压）成比例，这种电压前置放大器一般称为阻抗变换器；电荷放大器的输出电压与输入电荷成比例。这两种放大器的主要区别是：使用电压放大器时，整个测量系统对电缆电容的变化非常敏感，尤其是连续电缆长度变化更为明显；而使用电荷放大器时，电缆长度变化的影响差不多可以忽略不计。
第七章 1电感式传感器的种类:利用自感原理的自感式传感器(电感式传感器)、利用互感原理的差动变压器式传感器和感应同步器、利用涡流效应的涡流式传感器、利用压磁效应的压磁式传感器 自感式传感器结构类型:1变气隙式自感传感器2变面积式自感传感器、3螺管式自感传感器 3信号调理电路：1、调幅电路2、调频电路3、调相电路
4电涡流效应：根据法拉第电磁感应定律，块状金属量子变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内部将产生呈漩涡状的感应电流，此电流称为电涡流，以上现象称为电涡流效应 5电涡流效应传感器分类：1.高频反射电涡流传感器2.低频透射电涡流传感器
6零点残余电压：差动式变压器的两个二次绕组是反向串联的，当衔铁处于中间位置时，输出电压应该为零，这只是理想特性。单实际情况中，在所谓“零点”时，输出电压并不为零，而且有一个很小的电压值，这个电压称为零点残余电压 5.2 在使用自感式传感器时，为什么电缆长度和电源频率不能随便改变？答：等效电感变化量为上式表明自感式传感器的等效电感变化量与传感器的电感 、寄生电容 及电源角频率 有关。因此在使用自感式传感器时，电缆长度和电源频率不能随便改变，否则会带来测量误差。若要改变电缆长度或电源频率时，必须对传感器重新标定。
5.5 零点残余电压产生的原因是什么？如何消除？答：零点残余电压由基波分量和高次谐波构成，其产生原因主要有以下几个方面1）基波分量主要是传感器两次级线圈的电气参数和几何尺寸不对称，以及构成电桥另外两臂的电器参数不一致，从而使两个次级线圈感应电势的幅值和相位不相等，即使调整衔铁位置，也不能同时使幅值和相位都相等。
2）高次谐波主要由导磁材料磁化曲线的非线性引起。当磁路工作在磁化曲线的非线性段时，激励电流与磁通的波形不一致，导致了波形失真；同时，由于磁滞损耗和两个线圈磁路的不对称，产生零位电压的高次谐波。3）激励电压中包含的高次谐波及外界电磁干扰，也会产生高次谐波。可以从以下几方面消除： 1）从设计工艺上保证结构对称性。首先，要保证线圈和磁路的对称性，要求提高衔铁、骨架等零件的加工精度，线圈绕制要严格一致。采用磁路可调式结构，保证磁路的对称性。其次，铁芯和衔铁材料要均匀，应选高导磁率、低矫顽磁力、低剩磁的导磁材料。另外，减小激励电压的谐波成分或利用外壳进行电磁屏蔽，也能有效地减小高次谐波。2）选用合适的信号调理电路。消除零点残余电压的最有效的方法是在放大电路前加相敏检波电路。3）在线路补偿方面主要有：加串联电阻消除零点残余电压的基波分量；加并联电阻、电容消除零点残余电压的高次谐波；加反馈支路消除基波正交分量或高次谐波分量。
5.6 为什么说涡流式传感器也属于电感传感器？答：涡流式传感器是基于电涡流效应原理制成的，即利用金属导体中的涡流与激励磁场之间进行能量转换的原理工作的。被测对象以某种方式调制磁场，从而改变激励线圈的电感。因此，电涡流式传感器也是一种特别的电 第八章1．电容式传感器是将被测非电量变化成电容量的变化 8.1.电容式传感器有哪三大类？分别适用于测量哪些物理量？
答：电容式传感器分为变面积式电容传感器、变间隙式电容传感器、变介电常数式传感器。变面积式电容传感器可用于检测位移、尺寸等参量；变间隙式电容传感器可以用来测量微小的线位移；变介电常数式传感器可以用来测定各种介质的物理特性（如湿度、密度等）。 第九章 磁电感应式传感器的工作原理可以认为是电动机原理。
9.1磁电式传感器的基本原理是什么？答：磁电式传感器是通过磁电作用将被测量(如振动、位移、转速等)转换成电信号的一种传感器。磁电感应传感器的工作原理可认为是发电机原理。磁电传感器以导体和磁场发生相对运动而产生电动势为基础。根据电磁感应定律。具有 匝的线圈，其内的感应电动势e的大小取决于贯穿该线圈的磁通 的变化速率．
9.4什么是霍尔效应？为什么半导体材料适合于做霍尔元件？
答：霍尔效应为若在某导体薄片的两端通过控制电流I，并在薄片的垂直方向上施加磁感应强度为B的磁场，则，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，称为霍尔电势或霍尔电压，这种现象称为霍尔效应。霍尔系数:K=1/(n*q)式中,n为载流子密度,一般金属中载流子密度很大,所以金属材料的霍尔系数系数很小,霍尔效应不明显，而半导体中的载流子的密度比金属要小得多,所以半导体的霍尔系数系数比金属大得多,能产生较大的霍尔效,故霍尔元件不用金属材料而是用半导体!
9.5霍尔元件产生不等位电势的主要原因有哪些？怎样补偿？答：不等位电势是一个主要的零位误差。造成不等位电势的主要原因是：在制作霍尔元件时，不可能保证将霍尔电极焊在同一等位面上。此外，霍尔元件材料的电阻率不均匀，霍尔片的厚度、宽度不一致，电极与片子的接触不良等也会产生不等位电势。在分析不等位电势时，可以把霍尔元件等效为一个电桥。电桥的四个桥臂为r1、r2、r3、r4。若两个霍尔电极在同一等位面上时，r1=r2=r3=r4，则电桥平衡，输出电压U0为零。当霍尔电极不在同一等位面上时，四个桥臂电阻不相等，电桥处于不平衡状态，输出电压U0不为零。可见，补偿的方法就是让电桥平衡起来，一般情况下，采用补偿网络进行补偿，效果良好。上图给出了几种常见的补偿网络。（a）（b）（c）（d）均为控制电流为直流的情况下的补偿。可见，虽然在电路上有所不同，但基本的补偿思想都是一致的，都是通过并联的可调电阻通过阻值的调整而使得电桥电阻达到
平衡。
第十章1.光电效应概念：当光传感器中的光电元件受到光线的作用时，光电元件中的电子吸收光子能量，就会产生某些电特性的变化，光电元件的这种特性就是光电效。光电式传感器是以光电效应为物理基础的。
2.光电效应一般分为外光电效应、光电导效应和光生伏特效应，根据这些效应可制成不同的光电转换器件。典型的光电器件有光电管、光电倍管、光敏电阻、光电二极管、光电三级管和光电池等 3.光纤是基于光的全内反射进行传光的。 3.光纤按其中的折射率分布不同可分为阶跃型（有子午光线（入射光线通过光纤轴线）和斜射光线（入射光纤不通过光纤轴线）两种光线）、梯度型、单孔型。 4.光纤的主要参数：数值孔径、光纤模式、传播损耗、
5.光纤传感器分为：（1根据被测对象对光的调制形式不同进行分类）相位调制光纤传感器、频率调制光纤传感器、强度调制?、偏振调制?（2根据光纤在传感器中的作用不同进行分类）功能型光纤传感器、非功能型光纤传感器、拾光型光纤传感器 6.莫尔条纹主要特点：（1）莫尔条纹运动与光栅运动之间的对应性。（2）。具有位移放大作用。（3）可提高测量精度。（4）具有误差平均效应。
第十一章 1热电阻效应：物质的电阻率随温度的变化而变化的现象热电阻传感器按电阻温度特性分为金属热电阻（热电阻）和半导体热电阻（热敏电阻）。
2 工业上铂热电阻为什么要采用三线制接线?答：工业上铂热电阻电阻本体引线和连接导线电阻会给测量带来误差，常采用三线制接线来消除这种误差。热电阻 用三根导线 、 、 和 引出, 与指示仪表串联， ， 分别串入测量电桥的相邻两臂。在测量过程中，当环境温度变化时，导线电阻发生变化。然而 的电阻变化不影响电桥的平衡， 和 的电阻变化可以相互平衡而自动抵消。电桥调零时，应使 ，其中 为热电阻在参考温度(如0℃)时的电阻值。
3热敏电阻的三种类型：负温度系数热敏电阻：NTC，正温度系数热敏电阻：PTC，临界温度系数热敏电阻：CTR
热电偶基本的定理及主要性质：两导体电极材料相同，无论结点温度如何，其热电动势为零。 1、热电偶两结点温度相同，其热电动势为零。
2、热电偶回路的热电动势只与两材料和两结点的温度有关。与尺寸形状和材料的中间温度无关。内阻与其长短、粗细、形状有关。
3、中间温度定律：Eab(T,T0)=Eab(T,Tn)+Eab(Tn,T0)
4、中间导体定律：在热电偶回路中接入第三种材料的导体，只要第三种材料导体两结点温度相同，则这一导体的引入不会改变热电偶的热电动势大小。