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第一章1.11.测量不确定度表征测量值的分散程度。2.测量结果的完整表述：估计值，测量单位，测量不确定度3.根据测量数据中的误差所呈现的规律及产生的原因可将其分为：系统误差，随机误差，粗大误差4.随机误差：多次测量求平均值5.系统误差：恒值系统误差，变值系统误差。恒值系统误差：在同一测量条件时，多次测量，绝对值和符号保持不变变值系统误差：在条件改变前，安一定规律（线性，多项式，周期性等）变化6.了解四大类测量方法及内容P2-37.绝对误差公式：∆=x−L实际相对误差公式：δ=Δ𝐿×100%引用误差公式：δ=Δ𝑋×100%8.了解基本误差，附加误差9.粗大误差是坏值应当去除。1.2一、随机误差1、概念：在同一测量条件下，多次测量被测量时……….的误差成为随机误差。（7页）2、性质：对称性、有界性、单峰性、抵偿性.（9页）抵偿性由对称性推导出来的，因为绝对值相等的正误差和负误差之和可以相互抵消。有限次数测量，随机误差的平均值是一个有限小的量；当次数无限多时，它趋于零。3、置信概率Pa：理解——随机变量落在任意区间（a，b）内的概率。还有一个表达式（11页）4、权：概念：各组测量结果相对的可信赖程度。(13页)表达式1-295、加权算术平均值：理解其含义、表达式。（13页）二、系统误差1、概念：在同一测量条件下，多次测量被测量时，绝对值和符号保持不变，或在条件改变时，按一定（如线性、多项式、周期性等函数规律）变化的误差。（8页）分恒值系统误差：在同一测量条件下，多次测量被测量时，绝对值和符号保持不变。变值系统误差：在条件改变时，按一定（如线性、多项式、周期性等函数规律）变化的误差。理解和区分恒值系统误差和变值系统误差，2、引起其原因：测量方法不完善、零点没有调零、采用近似公式、测量者经验不足等。(8页)3、从误差根源上消除系统误差的考虑方面：五点，理解就可以。（14页和15页）三、粗大误差（疏忽误差）1、概念：超出在规定条件下预期的误差。（8页）2、产生原因：测量者的疏忽大意，测错、读错或环境突变变化等引起的。3、坏只或异常值：含有粗大误差的测量值明显地歪了曲客观现象，故含有粗大误差的测量值。4、用准则介绍粗大误差：三种（16页）（1）-----------（又称莱以达准则）看书打不出来（2）肖维勒准则（3）格拉布斯准则看一看这三种准则的残余误差。第二章1.传感器：是能感受（或响应）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，通常由敏感元件和转换元件组成。(理解)2.传感器作用是可将非电量转换成电量。3.传感器组成框图：被测量———————→敏感元件————→转换元件———→信号调理转换电路↑↑辅助电源4..传感器的静态特性:灵敏度，线性度，迟滞，重复性，漂移。（p28-p30理解区分）5.传感器的动态特性:了解动态误差产生过程（p30-p31）第三章应变式传感器1.电阻应变效应：导体在外界作用下产生机械变形（拉伸或压缩）时，其电阻值发生相应变化，这种现称为电阻应变效应。2.灵敏系数，物理意义是单位应变引起的电阻相对变化量。K=𝑑𝑅𝑅⁄𝜀=1+2μ+𝑑𝜌𝜌⁄𝜀3.半导体电阻工作原理：基于半导体材料的压阻效应。4.压阻效应：半导体材料的电阻率ρ随作用应力的变化而发生变化的现象称为压阻效应。5.半导体应变片的灵敏系数比金属丝式的高，但半导体材料的温度系数大。6.（理解）金属电阻应变片材料要求（1）灵敏系数大，且在相当大的应变范围内保持常数（2）ρ值大，即在同样长度同样横截面积的额电阻丝中具有较大的电阻值（3）电阻温度系数小，否则因环境温度变化也会改变其阻值（4）与铜线的焊接性能好，与其他金属接触电势小（5）机械强度高，具有优良的机械加工性能3.3（P44-49）1、弹性敏感元件及其基本特性刚度C：弹性元件受外力作用产生变形的量度定义为弹性元件单位变形下所需的力C=dF/dx(仅需要理解)弹性元件灵敏度S：单位力作用下弹性元件产生变形的大小S=1/C=dx/dF(仅需要理解)2、电阻应变片静态特性：金属电阻应变片电阻值为120欧最为常用灵敏系数K公式：K=（△R/R）/ε(P45)应变片的横向效应：直的电阻丝绕成敏感栅后，虽然长度不变，但应变状态不同，应变片敏感栅电阻变化减小，所以灵敏系数K较整长电阻丝的灵敏系数K0小。（为减小横向误差的产生，现多采用箔式应变片）3、电阻应变片的温度误差及补偿电阻应变片温度误差的影响因素：（1）电阻温度系数的影响（2）试件材料与电阻丝材料的线膨胀系数的影响电阻应变片的温度补偿方法（即令温度发生变化时对电阻的影响为0）主要分为：线路补偿法和应变片自补偿法测量应变时：工作应变片R1粘贴在被测试件表面，补偿应变片RB粘贴在与被测试件材料完全相同的补偿块上，仅工作应变片承受应变（受力），补偿应变片不受力。完全补偿实现条件：（1）应变片工作过程中，R3=R4（2）R1，RB两应变片具有相同电阻温度系数α、线性膨胀系数β、应变灵敏系数K和初始电阻值R0（3）补偿块材料与被测试件材料必须一样，两者线膨胀系数相同（4）两应变片应处于同一温度场3.4.1单臂电桥P50图3-9单臂直流电桥1.原始公式：Uo=𝑛(1+𝑛)2∆𝑅1𝑅1电桥电压灵敏度：Ku=𝑈𝑜∆𝑅1𝑅1=𝑛(1+𝑛)2𝐸桥臂比：n=𝑅2𝑅12.当n=1时即R1=R2=R3=R4，电压灵敏度最高此时有Uo=𝐸4∆𝑅1𝑅1Ku=𝐸4（四个桥臂都相等，电桥灵敏度最高）3．电桥输出Uo=0时，就叫做电桥平衡。4.存在非线性误差，无温度补偿。5.为了提高灵敏度，减小和克服非线性误差常常采用差动电桥。半桥差动电桥P51图3-101.若∆R1=∆R2,R1=R2，R3=R4电压灵敏度最高此时有Uo=𝐸2∆𝑅1𝑅1Ku=𝐸22.是单臂时的2倍，同时还具有温度补偿作用。全桥差动电桥P51图3-101.若∆R1=∆R2,∆R3=∆R4，R1=R2，R3=R4电压灵敏度最高此时有Uo=E∆𝑅1𝑅1Ku=E2.不仅没有非线性误差而且还具有温度补偿作用。3.5应变式传感器的应用P56图3-15图3-16要掌握以上两种粘贴方式.第四章1.自感式电感传感器是利用线圈自感量的变化来实现先测量的。2．电感量=线圈总磁链/通过线圈的电流=线圈的匝数*穿过线圈的磁通/通过线圈的电流3．差动变隙式电感传感器的灵敏度是单线圈式的两倍。4．零点残余电压主要由基波分量和高次谐波分量组成。5．由于电感线圈的电气参数及导磁体几何尺寸不完全对称，因此在两电感线圈上的电压幅值和相位不同，从而形成了零点残余电压的基波分量。6．由于传感器导磁材料磁化曲线的非线性使得激励电流与磁通波形不一致，从而形成了零点残余电压的高磁谐波分量。7．把被测的非电量变化转化为线圈互感变化的传感器称为互感式传感器。这种传感器根据变压器的基本原理制成的，并且次级绕组用的差动形式连接，故称差动变压器式传感器。第五章5.1电容式传感器：由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的平板电容器电容量：C=εA/dε----是两极板间的介电常数A----两平行板所覆盖的面积d----两平行班间的距离电容式传感器可分为变极距型、变面积型、变介电常数型1.变极距型极板间一般采用高介电常数的材料如云母、塑料膜等电容量：详见公式P845-5公式下面各个字母所代表的意思也看看云母片的相对介电常数是空气的7倍2.变面积型电容量C和水平位移△x呈线性关系（公式5-9）电容量：p855-83.变介电常数型1．根据公式（5-10）电容量正比于被测液体高度h2.公式（5-11）3.公式（5-12）电容量的变化与电介质εr2的移动量L呈线性关系。5.21.公式（5-16）2.为了减小非线性误差，大都采用差动式。3.公式（5-25,5-26）第六章压电式传感器1、压电效应：某些电介质，当沿一定方向对其施力而使它形变时，内部就产生极化现象，同时在它两个表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复到不带电的状态。2、正压电效应：当作用力方向改变时，电荷的极性也随之改变。逆压电效应：当在电介质极化方向施加电场时，这些电解质产生形变。3、压电材料的主要特性参数：（重点98页：1、4、5、6理解定义）（1）压电常数（4）机械耦合系数（5）、电阻（6）、居里点温度4、纵向压电效应：纵向轴z轴称为光轴，经过六面体棱线并垂直于光轴的轴x称为电轴，与x和z轴同时垂直的轴y称为机械轴。通常把沿电轴x方向的力作用下产生电荷的压电效应。5、公式：P99（6-1）6.11、压电陶瓷的压电系数比石英晶体的大得多，多以采用压电陶瓷制作的压电式传感器的灵敏度较高。极化处理后的压电陶瓷材料的剩余极化强度和特性也温度有关。2压电传感器的基本原理就是利用压电材料的压电效应这个特性，即当有力作用在压电材料上时，传感器就有电荷（或电压）输出。3压电式传感器可以看做一个电荷发生器，同时它也是一个电容器，其电容量为：公式（6-4）P106。4压电传感器可以等效为一个与电容相串联的电压源。电容器上的电压Ua，电荷量q和电容量Ca三者关系为Ua=q/Ca。5.公式（6-10）及下面一段文字分析部分第七章磁电式传感器1、掌握霍尔元件基本机构的外形结构的示意图a和图形符号b（P115）2、霍尔元件基本特性：（1）、额定激励电流和最大激励允许电流（2）、输入电阻和输出电阻（3）、不等位电势和不等位电阻及产生不等位电势的原因：①、霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位面上。②、半导体材料不均匀，造成了电阻率不均匀或是几何尺寸不均匀。③、激励电极接触不良造成激励电流不均匀分布。（4）、寄生直流电势及其产生原因：①、激励电极与霍尔电极接触不良，形成非欧姆接触，造成整流效果。②、两个霍尔电极大小不对称则两个电极点的热容不同，散热状态不同，而形成极间温差电势。（5）、霍尔电势温度系数3、为了减小霍尔元件的温度误差的措施：①、选用温度系数小的原件②、采用恒温③、采用恒流供电4、灵敏度系数与温度关系式：(p117公式：7-20)第八章1.光电传感器是将被测量的变化转换成光信号的变化，在通过光电器件把光信号的变化转换成电信号的一种传感器。2.内光电效应:在光线作用下，物体的导电性能发上变化或产生光生电动势的效应称为内光电效应。3.内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应。光敏电阻的主要参数:（1）暗电阻与暗电流光敏电阻在不受光照射时的阻值称为暗电阻。此时流过的电流称为暗电流。（2）亮电阻与亮电流光敏电阻在受光照射时的电阻称为亮电阻，此时流过的电流称为亮电流。（3）光电流亮电流与暗电流之差称为光电流光敏电阻的基本特性:（1）伏安特性（2）光照特性（3）光谱特性（4）频率特性（5）温度特性。4.光敏二极管在电路中一般都处于反向工作状态。5.光电池的工作原理基于光生伏特效应；光电耦合器运用的是小信号第九章9.1半导体气敏传感器（理解）：当氧化型气体吸附到N型半导体上，还原型气体吸附到P型半导体上时，将使半导体载流子减少，而使电阻值增大。当还原型气体吸附到N型半导体上，氧化型气体吸附到P型半导体上时，将使半导体载流子增多，而使电阻值下降。（电子是多子，是多数载流子）1、电阻型半导体气敏传感器附有加热器，他的作用是将附着在敏感元器件表面上的尘埃、油雾等烧掉，加速气体的吸附，从而提高器件的灵敏度和响应速度。加热方式一般有直热式和旁热式。2.半导体气敏传感器是利用待测气体与半导体表面接触时，产生的电导率等物理性质变化来检测气体3.气敏传感器是暴露在各种成分的气体中使用的4.气敏元件的要求：能长期稳定工作，重复性好，响应速度快，共存物质产生的影响小5当氧化型气体吸附到N型半导体上，还原型气体吸附到P型半导体上是，将使半导体载流子减少，而使电阻值增大。当还原型气体吸附到N型半导体上，氧化型气体吸附到P型半导体上，则载流子增多，使半导体电阻值下降。1.器件全部附有加热器，它的作用：将附着在敏感元件表面上的尘埃、油雾等烧掉，加速气体的吸附，从而提高器件的灵敏度和响应速度。