【正文】 （ ）7. 蠕變是指已粘貼。 — — — — （ ）6. _____是采用真空蒸發(fā)或真空沉積等方法，將電阻材料在基底上制成一層各種形 式敏感柵而形成應(yīng)變片。 （ ）4. 遲滯差表明的是在_____期間輸出輸入特性曲線不重合的程度。 （ ）2. 若將計(jì)算機(jī)比喻成人的大腦，那么傳感器則可以比喻為______ 。，同時(shí)在它的表面產(chǎn)生符號相反的電荷，當(dāng)外力去掉后又恢復(fù)不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)；在介質(zhì)極化方向施加電場時(shí)電介質(zhì)會產(chǎn)生形變，這種效應(yīng)又稱逆壓電效應(yīng)。38. 一個(gè)高精度的傳感器必須有良好的靜態(tài)特性和動態(tài)特性，才能完成信號無失真的轉(zhuǎn)換。36. 電學(xué)應(yīng)變儀應(yīng)用最廣泛，它采用的電路可以是直流電橋式、交流電橋式或電位計(jì)式，應(yīng)用最多的是交流電橋式電路并帶有載波放大器的形式。34. 引起霍爾元件零位誤差的原因主要有直流寄生電勢、寄生感應(yīng)電勢和不等位電勢。直線的電阻絲繞成敏感柵后長度相同但應(yīng)變不同，圓弧部分使靈敏度K下降了，這種現(xiàn)象稱為橫向效應(yīng)。31. 測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)主要有靈敏度﹑靈敏度界限﹑線性度﹑遲滯差和穩(wěn)定性等。對于阻抗特別低的傳感器，在交變輸入時(shí)，往往采用變壓器匹配。一般半導(dǎo)體磁阻元件在弱磁場中呈現(xiàn)平方特性，而在強(qiáng)磁場中呈現(xiàn)線性變化。這種現(xiàn)象稱為磁致電阻變化效應(yīng)（磁阻效應(yīng)）。在半導(dǎo)體材料中，由于電子的遷移率比空穴的大，所以霍爾元件一般采用型半導(dǎo)體材料。25. 非電阻型氣敏傳感器，是利用MOS二極管的電容—電壓特性變化；MOS場效應(yīng)管的閾值電壓的變化；肖特基金屬半導(dǎo)體二極管的勢壘變化進(jìn)行氣體檢測。24. 氣敏傳感器是利用氣體在半導(dǎo)體表面的氧化和還原反應(yīng)，導(dǎo)致敏感元件阻值變化。22. 常用的熱敏電阻為陶瓷熱敏電阻,分為負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻、正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻和臨界溫度電阻(CTR)。20. 壓電加速度傳感器的結(jié)構(gòu)一般有縱向效應(yīng)型、橫向效應(yīng)型和剪切效應(yīng)型三種。（也叫強(qiáng)度型）和相位型（也叫干涉儀型）兩種。定義為纖芯折射率，為包層折射率，則光纖的數(shù)值孔徑可表述為. 。17. 入射到光纖端面的光并不能全部被光纖所傳輸，只是在某個(gè)角度范圍內(nèi)的入射光才可以。15. 電荷藕合器件圖像傳感器CCD（Charge Coupled Device），它使用一種高感光度的半導(dǎo)體材料制成，能把光線轉(zhuǎn)變成電荷。14. 光電耦合器是發(fā)光元件和光電傳感器同時(shí)封裝在一個(gè)外殼內(nèi)組合而成的轉(zhuǎn)換元件。它在無光照射時(shí)，呈高阻狀態(tài)；當(dāng)有光照射時(shí)，其電阻值迅速減小。它由光電發(fā)射陰極（光陰極）和聚焦電極、電子倍增極及電子收集極（陽極）等組成?；趥?cè)向光電效應(yīng)的有反轉(zhuǎn)光敏二極管?；诠怆妼?dǎo)效應(yīng)的有光敏電阻。9. 光電效應(yīng)是光照射到某些物質(zhì)上，使該物質(zhì)的電特性發(fā)生變化的一種物理現(xiàn)象，可分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)兩類。7. 半導(dǎo)體材料受到應(yīng)力作用時(shí)，其電阻率會發(fā)生變化，這種現(xiàn)象就稱為壓阻效應(yīng)。6. 應(yīng)變式測力與稱重傳感器根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同可分為:柱式﹑橋式﹑輪輻式﹑梁式和環(huán)式等。4. 應(yīng)變計(jì)的靈敏系數(shù)并不等 于其敏感柵整長應(yīng)變絲的靈敏度系數(shù)，一般情況下。2．傳感器按能量的傳遞方式分為有源的和無源的傳感器。阻抗匹配的例子：（P243，）。 教學(xué)內(nèi)容 傳感器的匹配對于高阻抗的傳感器，通常用場效應(yīng)管或運(yùn)算放大器來實(shí)現(xiàn)匹配。4. 掌握常用的抗干擾設(shè)計(jì)的基本方法。2．了解信號處理電路的基本原理。傳感器電路216。綜合練習(xí)第十一章基本應(yīng)用電路?！?溫敏Z－元件采用不同電路時(shí)，可分別輸出模擬信號、開關(guān)信號和頻率信號。溫敏Z－元件的正向伏安特性隨溫度變化如圖3所示。第三象限為反向特性，具有很高的擊穿電壓和小的反向電流。Vth為閥值電壓，Vf為導(dǎo)通電壓，P（Vth，Ith）為閥值點(diǎn)。溫敏Z—元件的伏安特性溫敏Z－元件是一種具有非對稱性伏安特性的二端有源元件，圖1是溫敏Z元件的測試電路連接圖，圖2是伏安特性圖。它是有源非線性敏感元件。Z—半導(dǎo)體敏感元件Z半導(dǎo)體敏感元件﹙簡稱Z元件﹚性能奇特，應(yīng)用電路簡單而且規(guī)范，使用組態(tài)靈活，應(yīng)用開發(fā)潛力大。 教學(xué)內(nèi)容4. 了解Z—半導(dǎo)體敏感元件應(yīng)用開發(fā)的基本原理和力敏Z—元件。2．掌握溫敏Z—元件的伏安特性。第十章 Z—半導(dǎo)體敏感元件第十章 Z—半導(dǎo)體敏感元件216。對于函數(shù)電位器，這時(shí)則是指函數(shù)特性斜率最大的一段。 線性度：當(dāng)電位器的理論函數(shù)為直線時(shí)，這時(shí)的符合度即為線性度。導(dǎo)電玻璃釉電位器的缺點(diǎn)是接觸電阻變化大，噪聲大，不易保證測量的高精度。導(dǎo)電玻璃釉電位器又稱為金屬陶瓷電位器，它是以合金、金屬化合物或難溶化合物等為導(dǎo)電材料，以玻璃釉為粘合劑，經(jīng)混合燒結(jié)在玻璃基體上制成的。[4] 導(dǎo)電玻璃釉電位器此外，它的分辨率教高，線性度較好，阻值范圍大，能承受較大的功率。導(dǎo)電塑料電位器又稱為有機(jī)實(shí)心電位器，這種電位器的電阻體是由塑料粉及導(dǎo)電材料的粉料經(jīng)塑壓而成。[3] 導(dǎo)電塑料電位器金屬膜電位器的缺點(diǎn)是耐磨性較差，阻值范圍窄，一般在10—100kΩ之間。與線繞電位器相比，它的分布電容和分布電感很小，所以特別適 合在高頻條件下使用。金屬膜電位器由合金、金屬或金屬氧化物等材料通過真空濺射或電鍍方法，沉積在瓷基體上一層薄膜制成。[2] 金屬膜電位器但電阻絲太細(xì)，在使用過程中容易斷開，影響傳感器的壽命。線繞電位器的電阻體由電阻絲纏繞在絕緣物上構(gòu)成，電阻絲的種類很多，電阻絲的材料是根據(jù)電位器的結(jié)構(gòu)、容納電阻絲的空間、電阻值和溫度系數(shù)來選擇的。 教學(xué)內(nèi)容電位器是人們常用到的一種電子元件，它作為傳感器可以將機(jī)械位移或其他能轉(zhuǎn)換為位移的非電量轉(zhuǎn)換為其有一定函數(shù)關(guān)系的電阻值的變化，從而引起輸出電壓的變化。2．掌握電位器的特性。第九章 電位器式傳感器第九章 電位器式傳感器216。2. 電阻 — 溫度特性元件的電阻值在不大的溫度變化范圍內(nèi)減小的很快。主要特性1. 靈敏度特性磁敏電阻的靈敏度一般是非線性的，且受溫度的影響較大。這種現(xiàn)象稱為磁致電阻變化效應(yīng)，簡稱為磁阻效應(yīng)。定義霍爾靈敏度為：式中， 為薄片厚度。在半導(dǎo)體材料中，由于電子的遷移率比空穴的大，所以霍爾元件一般采用型半導(dǎo)體材料。利用霍爾效應(yīng)制成的元件稱為霍爾元件。難點(diǎn)：霍爾傳感器的應(yīng)用。半導(dǎo)體磁敏傳感器主要知識點(diǎn)：霍爾傳感器、磁敏電阻器、磁敏晶體管的結(jié)構(gòu)、工作原理；各類磁敏傳感器的測量和轉(zhuǎn)換電路及其典型應(yīng)用。測試電流電壓值可知?dú)怏w濃度。當(dāng)金屬與半導(dǎo)體界面有氣體時(shí)，勢壘降低，電流變化（金屬與半導(dǎo)體界面吸附氣體，影響禁帶寬度Eg）。鈀Pd—MOSFET管結(jié)構(gòu) 肖特基二極管肖特基二極管 金屬和半導(dǎo)體接觸的界面形成肖特基勢壘，構(gòu)成金屬半導(dǎo)體二極管。UT（閥值）電壓大小與金屬與半導(dǎo)體間的功函數(shù)有關(guān)。此時(shí)MOSFET進(jìn)入工作狀態(tài)，在S—D間加電壓UDS，S—D間有電流IDS流過， IDS隨UDS、UGS變化。Pd對H2吸附性很強(qiáng)，H2吸附在Pd柵上引起的Pd功函數(shù)降低。當(dāng)Pd吸附以后，使Pd的功函數(shù)下降，使MOS管C—U特性向左平移（向負(fù)方向偏移），利用這一特性用于測定的濃度。曲線C—U特性中，MOS二極管的等效電容C隨電壓U變化。而硅片與SiO2層電容Cs是外加電層的功函數(shù)。在氧化層蒸發(fā)一層鈀（Pd）金屬膜作電極。非電阻型氣敏傳感器，是利用MOS二極管的電容—電壓特性變化；MOS場效應(yīng)管的閾值電壓的變化；肖特基金屬半導(dǎo)體二極管的勢壘變化進(jìn)行氣體檢測。加熱方式分為內(nèi)熱式和旁熱式。在常溫下，電導(dǎo)率變化不大，達(dá)不到檢測目的，因此以上結(jié)構(gòu)的氣敏元件都有電阻絲加熱器?？諝庵小趸饔谩醣浑娮游健娮訙p少——高阻狀態(tài)；氣體接觸——吸附——氧發(fā)生反應(yīng)——電子釋放——電導(dǎo)增加——電阻減小。 氣敏電阻的材料是金屬氧化物，合成時(shí)加敏感材料和催化劑燒結(jié)，金屬氧化物有：N型半導(dǎo)體，如：SnO2， Fe2O3， ZnO，TiOP型半導(dǎo)體，如：CoO2，PbO，MnO2，CrO3這些金屬氧化物在常溫下是絕緣的，制成半導(dǎo)體后顯示氣敏特性。電阻型氣敏傳感器是目前使用較廣泛的一種氣敏元件。按半導(dǎo)體的物理特性，氣敏傳感器可分為電阻型和非電阻型。 當(dāng)氧化型氣體吸附到N型半導(dǎo)體上，半導(dǎo)體的載流子減少，電阻率上升；當(dāng)氧化型氣體吸附到P型半導(dǎo)體上，半導(dǎo)體的載流子增多，電阻率下降；當(dāng)還原型氣體吸附到N型半導(dǎo)體上，半導(dǎo)體的載流子增多，電阻率下降；當(dāng)還原型氣體吸附到P型半導(dǎo)體上，半導(dǎo)體的載流子減少，電阻率上升；露點(diǎn)溫度：在一定的空氣壓力下，逐漸降低空氣的溫度，當(dāng)空氣中所含水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)，開始凝結(jié)形成水滴時(shí)的溫度叫做該空氣在空氣壓力下的露點(diǎn)溫度。絕對濕度的最大限度是飽和狀態(tài)下的最高濕度。濕度的定義ZnOCr2O3系陶瓷濕度傳感器用于室內(nèi)空調(diào)，可精密控制濕度，與微機(jī)結(jié)合能自動去濕,節(jié)省電能。利用這種半導(dǎo)體電阻的變化可檢測氣體或濕度。這可用來測量一點(diǎn)的溫度，如測溫度分布，則需進(jìn)行掃描。非接觸型半導(dǎo)體溫度傳感器原理：非接觸型溫度傳感器可檢出被測物體發(fā)射電磁波的能量。4. 半導(dǎo)體光纖溫度傳感器（了解）PN結(jié)作測溫器件的半導(dǎo)體傳感器具有靈敏度高、線性好、熱響應(yīng)快和體積小等特點(diǎn)，特別在溫度測量數(shù)字化、控溫應(yīng)用以及用計(jì)算機(jī)進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)采集和處理等方面，具有其他溫度傳感器所不能相比的優(yōu)越性．因此PN結(jié)的測溫器件正逐步成為現(xiàn)代溫度測量數(shù)字化的新型測溫元件。熱敏電阻測溫的基本電路：掌握P171,圖 熱敏電阻的基本聯(lián)接法，并能計(jì)算橋路的輸出電壓。特性——電阻值與溫度變化成反比關(guān)系，即當(dāng)溫度升高時(shí)，電阻值隨之減小。作用與應(yīng)用——廣泛應(yīng)用于彩色電視機(jī)消磁電路、電冰箱壓縮機(jī)啟動電路及過熱或過電流保護(hù)等電路中、還可用于電驅(qū)蚊器和卷發(fā)器、電熱墊、暖器等小家電中。特性——電阻值與溫度變化成正比關(guān)系，即當(dāng)溫度升高時(shí)電阻值隨之增大?！裾郎囟认禂?shù)熱敏電阻器結(jié)構(gòu)——用鈦酸鋇（BaTiO3）、鍶（Sr）、鋯（Zr）等材料制成的。第二類為突變型，又稱臨界溫度型（CTR）。熱敏電阻一般指NTC熱敏電阻。隨著溫度的變化，半導(dǎo)體感溫器件電阻會發(fā)生較大的變化，這種器件稱為熱敏電阻。類型： 半導(dǎo)體溫度傳感器分為兩類：接觸型和非接觸型。 5）散熱系數(shù)：指熱敏電阻器的溫度每增加1℃所耗散的功率。即在無功功率狀態(tài)下，當(dāng)環(huán)境溫度突變時(shí)，％所需的時(shí)間。熱敏電阻的電阻值與溫度的關(guān)系為：A，B是與半導(dǎo)體材料有關(guān)的常數(shù)，T為絕對溫度，根據(jù)定義，電阻溫度系數(shù)為： Rt是在溫度為t時(shí)的電阻值。1）標(biāo)稱阻值2）材料常數(shù)：是反應(yīng)熱敏電阻器熱靈敏度的指標(biāo)。主要參數(shù)： 接觸型半導(dǎo)體傳感器1. 半導(dǎo)體熱敏電阻半導(dǎo)體溫度傳感器熱敏電阻是根據(jù)半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率與溫度有很強(qiáng)的依賴關(guān)系而制成的一種器件。 教學(xué)內(nèi)容3．了解半導(dǎo)體傳感器的應(yīng)用現(xiàn)狀。 教學(xué)要求1．掌握半導(dǎo)體溫度﹑濕度﹑氣體和磁敏傳感器的基本原理。按照轉(zhuǎn)換原理可將換能器分為電動式換能器﹑電磁式換能器﹑電容式換能器﹑壓電式換能器﹑磁致伸縮換能器和電致伸縮換能器等。壓電聲傳感器SAW流量傳感器（了解）第七章 壓電聲傳感器第七章SAW加速度傳感器（了解）SAW電力傳感器（了解）聲表面波氣敏傳感器就是利用這種性能在壓電晶體表面涂 覆一層選擇性吸附氣體的氣敏薄膜，當(dāng)該氣敏薄膜與待測氣體相互作用（化學(xué)作用或生物作用，或者是物理吸附），使得氣敏薄膜的膜層質(zhì)量和導(dǎo)電率發(fā)生變化時(shí)，引起壓電晶體的聲表面波頻率發(fā)生漂移；氣體濃度不同，膜層質(zhì)量和導(dǎo)電率變化程度亦不同，即引起聲表面波頻率的變化也不同。利用SAW振蕩器振蕩頻率隨溫度變化的原理構(gòu)成的溫度傳感器，稱為SAW熱敏傳感器。通過檢測SAW壓力傳感器的中心諧振頻率變化，就能得到壓力變化的數(shù)據(jù)。SAW壓力傳感器聲表面波傳感器——將被測量的變化轉(zhuǎn)換為聲表面波振蕩器振蕩頻率的變化，這樣就構(gòu)成了相應(yīng)用途的聲表面波傳感器，它是一種新型的頻率式傳感器。SAW傳感器的基本原理這種傳感器的優(yōu)點(diǎn)是對溫度、振動、加速度等 外界干擾不敏感、穩(wěn)定性好、品質(zhì)因數(shù)高、動態(tài)響應(yīng)特性好等。當(dāng)振梁受拉伸力時(shí),其諧振頻率提高,反之則頻率降低。振梁式：壓力傳感器的諧振器還有振梁式，也是由AT切型石英晶體制成，振梁橫跨于諧振器中央。特點(diǎn)：分離式結(jié)構(gòu)相比整體式結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是滯后小、頻率穩(wěn)定性極佳。當(dāng)石英振子受靜態(tài)壓力作用時(shí)，振動頻率發(fā)生變化，并且與所加壓力成線性關(guān)系。石英圓筒能有效地傳遞周圍的壓力。原理：振子和圓筒由一整塊石英晶體加工而成，諧振器的空腔被抽成真空，振動兩側(cè)上各有一對電極。諧振器可制成包括圓片形振子和受力機(jī)構(gòu)的整體式或分離式結(jié)構(gòu)。應(yīng)用：線性石英晶體－頻率傳感器可用于熱過程流動速度不高、間隔時(shí)間較長的各種高精度溫度測量的場合以及多路遙控系統(tǒng)、水底探測等方面，還可用它制成高分辨率的直讀式數(shù)字自動溫度計(jì)。兩個(gè)振蕩器的輸出經(jīng)門電路相加送往混頻器得到差頻輸出信號，它是被測溫度與基準(zhǔn)溫度（即基準(zhǔn)振蕩器的溫度）之差與 1000赫／℃（溫度系數(shù)）的乘積，因此該差頻輸出信號記錄了被測溫度的變化。原理：諧振器封裝于充氦氣的管殼內(nèi),在傳感器電路中利用它的壓電效應(yīng)和固有振動頻率隨溫度變化的特性構(gòu)成熱敏振蕩器，它的基本諧振頻率為28兆赫。特點(diǎn)：石英晶體諧振式傳感器的精度高，響應(yīng)速度較快，常用于測量溫度和壓力。 （b） 等效電路 壓電諧振式傳感器原理：以石英晶體諧振器作為敏感元件的諧振式傳感器。5﹑壓電傳感器接放大器的等效電路 電壓放大器（阻抗變換器） （a） 放大器電路。 前置放大器電路有兩種形式：