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第一章 概述
1、现代信息技术的三大支柱是传感器技术(信息采集),通信技术(信息传输),计算机技术(信息处理)。
2、传感器:是一种能把特定的信息转换成某种可用信号输出的器件和装置。
国标:能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置。
3、传感器的组成:敏感元件、转换元件、信号调理和转换电路(辅助电源)。
4、传感器分类:①按工作原某某分类:物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器
②按被测量分类:力热流体声光电磁
5、传感器的发展趋势:新原某某、新材料、新工艺、微型化、多功能、集成化、智能化、多源融合、网络化。
6、物联网:物联网就是物物相连的互联网,将各设备按照协议与互联网结合,形成网络交换信息通讯。
7、传感器是物联网的感官,可感知探测采集获取对象信息,是物联网全面感知的主要部件。
第二章 传感器的基本特性
1、传感器的静态特性:指当输入量为常数或变化极慢(慢变信号)时,传感器的输入输出特性,包括线性度、迟滞、重复性、灵敏度、漂移和稳定性、分辨率和阈值等性能指标。
2、确定传感器线性度拟合直线的方法:理论拟合、过零旋转拟合、端点连线拟合、端点平移拟合。
3、传感器的线性度表示由于实际传感器有非线性存在,近似后的拟合直线与实际曲线存在偏差,所以称为线性度,传感器的非线性误差是以一条理想直线作为基准,故即使是同一传感器,基准不同时得出的线性度也不同。
4、迟滞特性是指在相同条件下传感器在正、反行程期间,所得输入、输出特性曲线不重合的现象。产生的原因主要是由于传感器敏感元件材料的物理性质缺陷和机械部件的缺陷所造成的。
5、重复性:指在相同条件下,输入量按同一方向作全量程多次测量时,所得传感器输出特性曲线不一致的程度。用最大重复偏差表示。
6、灵敏度:表示传感器在稳定工作条件下,输出微小变化增量与引起此变化的输入微小变量的比值。线性:Sn=Δy/Δx;非线性:Sn=dy/dx。
7、漂移:是指传感器的被测量不变,而其输出量却发生了改变。漂移包括零点漂移与灵敏度漂移,它们又可以分为时间漂移和温度漂移。
稳定性:表示传感器在一较长时间内保持性能参数的能力。(是一个综合性指标)
分辨率和阈值:当传感器的输入从非零值缓慢增加时,在超过某一增量后,输出发生可观测的变化,这时这个输入增量称为传感器的分辨率。(分辨率即最小输入增量,指传感器能够检测到的最小被测量的参数)
注意:区分灵敏度与分辨率的概念!!!
9、传感器动态特性:当输入量随时间变化时讨论传感器的动态特性,是指传感器输出对随时间变化的输入量的响应特性(时间常数τ,固有频率ω,阻尼系数ξ)。
10、传感器动态特性主要指标:
①阶跃响应特性(最大偏移量、迟滞时间、上升时间、巅峰时间、响应时间)。
②频率响应特性(幅频特性、相频特性、通频带、工作频率、固有频率、相位误差、跟随角)。
时某某→用瞬态响应法分析→一般采用阶跃函数;频域→用频率响应法分析→一般采用正弦函数。
传感器系统本身的传输、转换特性可由传递函数H(s)来表示。
传感器系统的一般数学模型可用高阶常系数线性微分方程来表示。
零阶系统:无时间滞后,电位器是典型的零阶系统。(传递函数为常数:y=b0/a0 x)
一阶系统:RC回路是典型的一阶系统。(H(s)=b0/(a1s+a0)=k/(τs+1),k=b0/a0—静态灵敏度,τ=a1/a0—时间常数)
二阶系统:RLC回路是典型的二阶系统。
影响传感器动态特性的主要参数:
①时间常数τ,τ越小响应越快,频带越宽。
②传感器固有频率ωn,选择在 内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 ;肖特基二极管气敏元件。
6、绝对湿度:单位体积空气含有的水汽的质量
7、相对湿度:被测气体中,实际所含水汽蒸汽压和该气体在同温度下饱和水蒸气压的百分比
8、露点:空气中的水气分压与同温度下水的饱和气压相等时的温度,此时可能形成露珠
9、湿敏传感器种类:氧化全部都是湿敏电阻,半导体陶瓷湿敏电阻
参数:湿度量程;感温特性曲线;灵敏度
第十二章 热点式传感器
第十三章 生物传感器
1、生物传感器:是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。
组成:分子识别部分;转换部分
特点:专一性强;分析速度快;准确度高;操作简单;成本低
第十四章 集成智能传感器
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