2024年4月21日发(作者：堵天赋)

传感器原理设计与应用考试内容

第一课后作业类型题要会做！（

斜体笔迹部份未给出答案

）

第一章：传感器概论

传感器的概念；

能感受规定的被测量并依照必然的规律转换成可用信号的器件或装置

传感器的组成，各组成部份的作用；

传感器=灵敏元件+转换元件（+信号调剂电路）

灵敏元件：传感器中能直接感受被测量的部份。

转换元件：传感器中能将灵敏元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部

份。

信号调剂与转换电路：能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、

处置、和操纵的有效电信号的电路。经常使用的电路有电桥、放大器、变阻器、

振荡器等。

辅助电路通常包括电源等。

传感器分类：有源、无源

⑴ 有源传感器（能量转换型传感器）—— 能将非电量直接转换成电信号，

因此有时被称为“换能器”。如压电式，热电式，磁电式等。有源

⑵ 无源传感器（能量操纵型传感器）—— 自身无能量转换装置，被测量仅

能在传感器中起能量操纵作用，必需有辅助电源供给电能。无源式传感器经常使

用电桥和谐振电路等电路来测量。如电阻式，电容式，和电感式等。无源

第二章：传感器的一样特性分析

传感器的一样特性包括哪两种？各自的含义是什么（什么是静态特性，什

么是动态特性）？ 对应的特性指标有哪些？

两种特性：静态特性、动态特性

静态特性：指在静态信号的作用下，描述传感器的输入、输出之间的一种关

系。

静态特性指标：迟滞（关于同一大小的输入信号x，在x持续增大的行程中，

对应于某一输出量为yi，在x持续减小的进程中，对应于输出量为yd，yi和yd

二者不相等，这种现象称为迟滞现象。迟滞特性能说明传感器在正向输入量增大

行程和反向输入量减小行程期间，输入输出特性曲线不重合的程度）、线性度（传

感器实际的输出—输入关系曲线偏离拟合直线的程度，称为传感器的线性度或非

线性误差）、灵敏度（Sn=输出转变量/输入转变量，注意单位）、重复性、分辨力、

精度、稳固性、漂移、阈值

静态特性的各指标【重点把握迟滞，线性度（非线性误差），灵敏度】的概

念；

动态特性：输入量随时刻转变时传感器的响应特性。

动态特性指标：通常从时域和频域两方面采纳瞬态响应法和频率响应法来分

析传感器的动态特性

一阶传感器的阶跃响应特性：包括单位阶跃响应输出；

t



一阶传感器的单位阶跃响应信号为

y(t)s(1e



0

)

二阶传感器的频率响应特性（幅频特性、相频特性）；

其幅频特性、 相频特性分别为

A(



)|H(j



)|

1

2









2











1



















2











nn





2

2



(



)H(j



)arctan





n

2







1













n



时刻常数、固有角频率和阻尼比的取值与阶跃响应及频率响应之间的关系，

传感器一样的工作范围；

令

b

0

s

0

；



n



a

0

a

0

a

1

；





a

2

2a

0

a

2

静态灵敏度 固有角频率 阻尼比

一阶传感器的时域动态性能指标；

①时刻常数

τ

：一阶传感器输出上升到稳态值的%所需的时刻，称为时

刻常数。

②延迟时刻td：传感器输出达到稳态值的50%所需的时刻。

③上升时刻tr： 对有振荡的传感器，它是指从零上升到第一次达到稳态

值所需的时刻。

对无振荡的传感器，它是指从稳态值的10%到90%。

第三章：电阻应变式传感器

金属应变片和半导体应变片是依照什么效应工作的？各自效应的概念？

金属应变片：应变效应（在导体产生机械变形时，它的电阻值相应发生转变）

半导体应变片：压阻效应（所谓压阻效应，是指半导体材料在某一轴向受外

力作历时, 其电阻率ρ发生转变的现象）

轴向应变，径向应变和泊松系数的含义和它们之间的关系；

当电阻丝受到拉力F作历时, 将伸长dL, 横截面积相应减小dS, 电阻率将因

晶格发生变形等因素而改变dρ, 故引发电阻值相对转变量为

dRdLdSd





RLS



dL

式中dL/L是长度相对转变量, 用轴向应变εx表示



x



。εx： dL/L轴

L

向应变

dS2dr

2



y

Sr

dS/S为圆形电阻丝的截面积相对转变量, 即 。εy： dr/r 径

向应变

由材料力学可知, 在弹性范围内, 金属丝受拉力时, 沿轴向伸长, 沿径向缩

短, 那么轴向应变εx和径向应变εy的关系可表示为

drdL



y









x

rL

式中: μ——电阻丝材料的泊松系数, 负号表示应变方向相反。

电阻——应变特性：

R

K



；

R

什么是应变片的灵敏系数（包括哪两方面的内容）？

它和电阻丝的灵敏系

数有何不同，什么缘故？

通常把金属丝产生单位变形所引发的电阻值相对转变量称为电阻丝的灵敏

度系数Ks。其表达式为

dR/Rd



/



K12





s



x



x

金属丝受力后要紧引发两个方面的转变：

材料几何尺寸转变（1+2μ）；

材料电阻率的转变（dρ/ρ）/ε

大量实验证明, 在金属丝拉伸极限内, 电阻的相对转变与应变成正比, 即Ks

为常数。故有：

①Ks≈1+2μ

R

②金属丝应变效应表示式：

K

s



x

R

R

K



x

当金属丝做成灵敏栅后，实验说明应变片一样有

R

它和电阻丝的灵敏系数有何不同，什么缘故？

什么是横向效应 ？如何减小横向效应？

采纳箔式应变片的优势？

将直的电阻丝绕成灵敏栅后，尽管长度不变，但由于应变状态不同,应变片

灵敏栅的电阻转变较小，因此其灵敏系数K较电阻丝的灵敏系数Ks小，这种现

象称为应变片的横向效应。

减小横向效应误差的方法：一样采纳箔式应变片。

直流电桥的平稳条件：其相邻两臂电阻的比值应相等，或相对两臂电阻的乘

积应相等。

应变片传感器的测量电桥（直流电桥）按应变片的工作方式和数量的不同，

一样有哪几种类型？

1/4桥，半桥和全桥

会标出应变片的极性，关于1/4桥，半桥和全桥要明白输出电压表达式，明

白各自电压灵敏度；

哪几种电桥具有温度补偿作用和非线性补偿作用? 半桥和全桥

当桥臂比n为多少时，直流电桥的电压灵敏度最高？ N=1

第四章：电容式传感器

电容式传感器的工作原理与分类（电容的表达式是最大体的）。



A



0



r

A

C＝＝

dd

A——极板相对覆盖面积； d——极板间距离；εr——相对介电常数；ε

0——真空介电常数； ε——电容极板间介质的介电常数

通常维持其中两个参数不变，而只变其中一个参数，把该参数的转变转换成

电容量的转变，通过测量电路转换为电量输出，此即电容式传感器的原理。

每种类型各有什么特点？各适用于什么场合（依照输入与输出之间的关系：

哪个是线性，哪个是非线性）？

变极距( d )型：变极距型电容式传感器只有在Δd/d0很小时, 才有近似的线

性输出。

(1)要提高灵敏度，可用减少初始极距d0的方法。

(2)非线性随着相对位移Δd的增加而增加，为保证线性度应限制相对位移

(3)起始极距与灵敏度、非线性误差相矛盾，适合测量小位移。

(4)在实际应用中，为了提高灵敏度，减小非线性，多数采纳差动式电容结

构。

变面积型( A )型：结论：

输出特性呈线性。因此其量程不受线性范围限制，适合测量较大的直线位移

和角位移。

变面积式电容传感器灵敏度S为常数。

变介电常数(ε)型：

电容的转变与电介质εr2的移动量L呈线性关系。上述原理可用于非导电

流散材料的物位测量。

变极距型电容式传感器的非线性及灵敏度的表达式？

εg=7—云母的相对介电常数



0

A

C

ε1=1—空气的相对介电常数

d

g

d

1



d1—空气隙厚度



g



1

dg—云母片的厚度

故灵敏度S可表示为 其非线性误差可表示为

Δd

C

0



100%

S

d

g

ε

g

d

1

d

g

/



g

d

1

如何改善单极式变极距型电容式传感器的非线性，提高灵敏度？

提高灵敏度，减小非线性，多数采纳差动式电容结构。

关于变极距型电容式传感器，加入云母片关于灵敏度和非线性误差有什么

阻碍？

云母片的插入对灵敏度的阻碍：云母片击穿电压不小于1000 kV/mm，而空

气仅为3 kV/mm。因此有了云母片，极板间起始距离d1可大大减小，可知传感

器的灵敏度能大大提高。

云母片的插入对非线性误差的阻碍：设无云母片时极板间距为d0，其非线

性误差为Δd/d0；插入厚度为dg的云母片时，有d0=d1+dg。现在非线性误差为

Δd/(d1+dg/εg)，由于εg=7>1故(d1+dg/εg)<(d1+dg)=d0，那么对一样的Δd，

其非线性误差将增加，线性度将变坏。

测量电路：双T形电路、电桥电路、运算放大器的工作原理；

二极管双T形交流电桥电路原理图。

e是高频电源，它提供了幅值为E的对称方波

VD一、VD2为特性完全相同的两只二极管

固定电阻R1=R2=R

C一、C2为传感器的两个差动电容

V

D2

V

D1

B

A

R

2

R

1

e

C

1

C

2

R

L

(a)

R

1

R

2

传感器

R

1

R

2

£

«

£«

(b)

£

«

U

C

1

I

1

R

L

I

2

C

2

C

1



I

1

R

L



I

2

C

2

U

£«

(c)

电桥测量电路

运算放大器式电路（完全解决非线性误差）

运算放大器的电路原理

图。图中

C

x为电容式传感

器电容；

U

i是交流电源电

压；

U

o是输出信号电压；

Σ是虚地点。



I

cx



I

cb



U

i

C

x

C



I

i

¡Æ

A



U

o

图4.3.1 运算放大器式电路原理图

第五章：电感式传感器

变气隙式自感传感器的电感值的表达式；

W——线圈的匝数；

W



0

S

0

W

μ0——空气的磁导率；

L

S0——气隙的截面积；

R

m

2



δ——气隙的厚度。

差动变压器式互感传感器和电涡流传感器的工作原理；

变隙式差动变压器工作原理：在A、B两个铁芯上绕有W1a=W1b=W1的两

个低级绕组和W2a=W2b=W2两个次级绕组。两个低级绕组的同名端顺向串联，

而两个次级绕组的同名端那么反向串联。

A



1



I

i

e

2a

W

1a

W

2a



U

C

o



a



U

i



b

W

1b

W

2b

e

2b



2

B

(a)

电涡流传感器的工作原理：由传感器线圈和被测导体组成线圈—导体系统。

依照法拉第定律，当传感器线圈通以正弦交变电流I1时，线圈周围空间必

然产生正弦交变磁场H1，使置于此磁场中的金属导体中感应电涡流I2，I2又产

生新的交变磁场H2。依照楞次定律，H2的作用将反作用于原磁场H1，致使传

感器线圈的等效阻抗发生转变。

零点残余电压产生的缘故是什么？如何减小和排除它的阻碍？

零点残余误差产生的缘故：

①传感器的两个次级绕组的电气参数与几何尺寸不对称，致使它们产生的感

应电动势幅值不等、相位不同，组成了零点残余电压的基波；

②由于磁性材料磁化曲线的非线性（磁饱和、磁滞），产生了零点残余电压

的高次谐波（主若是三次谐波）；

③励磁电压本身含高次谐波。

排除零点残余电压一样可用以下方式：

(1)从设计和工艺上尽可能保证结构对称性。尽可能保证传感器的几何尺寸、

绕组线圈电气参数和磁路的对称；

2

2



1

(2)选用适合的测量线路。采纳相敏检波电路不仅能够辨别铁芯移动方向，

而且能够排除零点残余电压中的高次谐波成份。

差动整流电路和相敏检波电路的作用；

差动整流电路

这种电路是把差动变压器的两个次级输出电压别离整流, 然后将整流的电

压或电流的差值作为输出。

以下图给出了几种典型电路形式。 图中(a)、(c)适用于交流负载阻抗,(b)、(d)

适用于低负载阻抗, 电阻R0用于调整零点残余电压。

T

T



R

0

U





U

U



U

x

x

相敏检波电路**

相敏检波电路如下图。图中

(b)

(a)

VD一、VD二、VD3、VD4为四个性能相同的

二极管，以同一方向串联接成一个闭合回路，形成环形电桥。

（a

加到环形电桥的一个对角线上。参考信号

） 半波电压输出； （b） 半波电流输出

输入信号

差动整流电路

u2通过变压器T1us通

过变压器T2加到环形电桥的另一个对角线上。 输出信号uo从变压器T1与T2

的中心抽头引出。

1

2

1

2

R

0

电涡流式传感器能够测量哪些物理量？电涡流传感器的测量对象材料是什

么？

物理量：电阻率ρ、磁导率μ和几何形状 材料：金属导体

什么叫

电涡流效应

?电涡流的形成范围包括哪些内容，其中贯穿深度的概念

式必然要明白；

电涡流效应：

电涡流的径向形成范围

电涡流密度既是线圈与导体间距离x的函数，又是沿线圈半径r的函数，即

2024年4月21日发(作者：堵天赋)

传感器原理设计与应用考试内容

第一课后作业类型题要会做！（

斜体笔迹部份未给出答案

）

第一章：传感器概论

传感器的概念；

能感受规定的被测量并依照必然的规律转换成可用信号的器件或装置

传感器的组成，各组成部份的作用；

传感器=灵敏元件+转换元件（+信号调剂电路）

灵敏元件：传感器中能直接感受被测量的部份。

转换元件：传感器中能将灵敏元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部

份。

信号调剂与转换电路：能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、

处置、和操纵的有效电信号的电路。经常使用的电路有电桥、放大器、变阻器、

振荡器等。

辅助电路通常包括电源等。

传感器分类：有源、无源

⑴ 有源传感器（能量转换型传感器）—— 能将非电量直接转换成电信号，

因此有时被称为“换能器”。如压电式，热电式，磁电式等。有源

⑵ 无源传感器（能量操纵型传感器）—— 自身无能量转换装置，被测量仅

能在传感器中起能量操纵作用，必需有辅助电源供给电能。无源式传感器经常使

用电桥和谐振电路等电路来测量。如电阻式，电容式，和电感式等。无源

第二章：传感器的一样特性分析

传感器的一样特性包括哪两种？各自的含义是什么（什么是静态特性，什

么是动态特性）？ 对应的特性指标有哪些？

两种特性：静态特性、动态特性

静态特性：指在静态信号的作用下，描述传感器的输入、输出之间的一种关

系。

静态特性指标：迟滞（关于同一大小的输入信号x，在x持续增大的行程中，

对应于某一输出量为yi，在x持续减小的进程中，对应于输出量为yd，yi和yd

二者不相等，这种现象称为迟滞现象。迟滞特性能说明传感器在正向输入量增大

行程和反向输入量减小行程期间，输入输出特性曲线不重合的程度）、线性度（传

感器实际的输出—输入关系曲线偏离拟合直线的程度，称为传感器的线性度或非

线性误差）、灵敏度（Sn=输出转变量/输入转变量，注意单位）、重复性、分辨力、

精度、稳固性、漂移、阈值

静态特性的各指标【重点把握迟滞，线性度（非线性误差），灵敏度】的概

念；

动态特性：输入量随时刻转变时传感器的响应特性。

动态特性指标：通常从时域和频域两方面采纳瞬态响应法和频率响应法来分

析传感器的动态特性

一阶传感器的阶跃响应特性：包括单位阶跃响应输出；

t



一阶传感器的单位阶跃响应信号为

y(t)s(1e



0

)

二阶传感器的频率响应特性（幅频特性、相频特性）；

其幅频特性、 相频特性分别为

A(



)|H(j



)|

1

2









2











1



















2











nn





2

2



(



)H(j



)arctan





n

2







1













n



时刻常数、固有角频率和阻尼比的取值与阶跃响应及频率响应之间的关系，

传感器一样的工作范围；

令

b

0

s

0

；



n



a

0

a

0

a

1

；





a

2

2a

0

a

2

静态灵敏度 固有角频率 阻尼比

一阶传感器的时域动态性能指标；

①时刻常数

τ

：一阶传感器输出上升到稳态值的%所需的时刻，称为时

刻常数。

②延迟时刻td：传感器输出达到稳态值的50%所需的时刻。

③上升时刻tr： 对有振荡的传感器，它是指从零上升到第一次达到稳态

值所需的时刻。

对无振荡的传感器，它是指从稳态值的10%到90%。

第三章：电阻应变式传感器

金属应变片和半导体应变片是依照什么效应工作的？各自效应的概念？

金属应变片：应变效应（在导体产生机械变形时，它的电阻值相应发生转变）

半导体应变片：压阻效应（所谓压阻效应，是指半导体材料在某一轴向受外

力作历时, 其电阻率ρ发生转变的现象）

轴向应变，径向应变和泊松系数的含义和它们之间的关系；

当电阻丝受到拉力F作历时, 将伸长dL, 横截面积相应减小dS, 电阻率将因

晶格发生变形等因素而改变dρ, 故引发电阻值相对转变量为

dRdLdSd





RLS



dL

式中dL/L是长度相对转变量, 用轴向应变εx表示



x



。εx： dL/L轴

L

向应变

dS2dr

2



y

Sr

dS/S为圆形电阻丝的截面积相对转变量, 即 。εy： dr/r 径

向应变

由材料力学可知, 在弹性范围内, 金属丝受拉力时, 沿轴向伸长, 沿径向缩

短, 那么轴向应变εx和径向应变εy的关系可表示为

drdL



y









x

rL

式中: μ——电阻丝材料的泊松系数, 负号表示应变方向相反。

电阻——应变特性：

R

K



；

R

什么是应变片的灵敏系数（包括哪两方面的内容）？

它和电阻丝的灵敏系

数有何不同，什么缘故？

通常把金属丝产生单位变形所引发的电阻值相对转变量称为电阻丝的灵敏

度系数Ks。其表达式为

dR/Rd



/



K12





s



x



x

金属丝受力后要紧引发两个方面的转变：

材料几何尺寸转变（1+2μ）；

材料电阻率的转变（dρ/ρ）/ε

大量实验证明, 在金属丝拉伸极限内, 电阻的相对转变与应变成正比, 即Ks

为常数。故有：

①Ks≈1+2μ

R

②金属丝应变效应表示式：

K

s



x

R

R

K



x

当金属丝做成灵敏栅后，实验说明应变片一样有

R

它和电阻丝的灵敏系数有何不同，什么缘故？

什么是横向效应 ？如何减小横向效应？

采纳箔式应变片的优势？

将直的电阻丝绕成灵敏栅后，尽管长度不变，但由于应变状态不同,应变片

灵敏栅的电阻转变较小，因此其灵敏系数K较电阻丝的灵敏系数Ks小，这种现

象称为应变片的横向效应。

减小横向效应误差的方法：一样采纳箔式应变片。

直流电桥的平稳条件：其相邻两臂电阻的比值应相等，或相对两臂电阻的乘

积应相等。

应变片传感器的测量电桥（直流电桥）按应变片的工作方式和数量的不同，

一样有哪几种类型？

1/4桥，半桥和全桥

会标出应变片的极性，关于1/4桥，半桥和全桥要明白输出电压表达式，明

白各自电压灵敏度；

哪几种电桥具有温度补偿作用和非线性补偿作用? 半桥和全桥

当桥臂比n为多少时，直流电桥的电压灵敏度最高？ N=1

第四章：电容式传感器

电容式传感器的工作原理与分类（电容的表达式是最大体的）。



A



0



r

A

C＝＝

dd

A——极板相对覆盖面积； d——极板间距离；εr——相对介电常数；ε

0——真空介电常数； ε——电容极板间介质的介电常数

通常维持其中两个参数不变，而只变其中一个参数，把该参数的转变转换成

电容量的转变，通过测量电路转换为电量输出，此即电容式传感器的原理。

每种类型各有什么特点？各适用于什么场合（依照输入与输出之间的关系：

哪个是线性，哪个是非线性）？

变极距( d )型：变极距型电容式传感器只有在Δd/d0很小时, 才有近似的线

性输出。

(1)要提高灵敏度，可用减少初始极距d0的方法。

(2)非线性随着相对位移Δd的增加而增加，为保证线性度应限制相对位移

(3)起始极距与灵敏度、非线性误差相矛盾，适合测量小位移。

(4)在实际应用中，为了提高灵敏度，减小非线性，多数采纳差动式电容结

构。

变面积型( A )型：结论：

输出特性呈线性。因此其量程不受线性范围限制，适合测量较大的直线位移

和角位移。

变面积式电容传感器灵敏度S为常数。

变介电常数(ε)型：

电容的转变与电介质εr2的移动量L呈线性关系。上述原理可用于非导电

流散材料的物位测量。

变极距型电容式传感器的非线性及灵敏度的表达式？

εg=7—云母的相对介电常数



0

A

C

ε1=1—空气的相对介电常数

d

g

d

1



d1—空气隙厚度



g



1

dg—云母片的厚度

故灵敏度S可表示为 其非线性误差可表示为

Δd

C

0



100%

S

d

g

ε

g

d

1

d

g

/



g

d

1

如何改善单极式变极距型电容式传感器的非线性，提高灵敏度？

提高灵敏度，减小非线性，多数采纳差动式电容结构。

关于变极距型电容式传感器，加入云母片关于灵敏度和非线性误差有什么

阻碍？

云母片的插入对灵敏度的阻碍：云母片击穿电压不小于1000 kV/mm，而空

气仅为3 kV/mm。因此有了云母片，极板间起始距离d1可大大减小，可知传感

器的灵敏度能大大提高。

云母片的插入对非线性误差的阻碍：设无云母片时极板间距为d0，其非线

性误差为Δd/d0；插入厚度为dg的云母片时，有d0=d1+dg。现在非线性误差为

Δd/(d1+dg/εg)，由于εg=7>1故(d1+dg/εg)<(d1+dg)=d0，那么对一样的Δd，

其非线性误差将增加，线性度将变坏。

测量电路：双T形电路、电桥电路、运算放大器的工作原理；

二极管双T形交流电桥电路原理图。

e是高频电源，它提供了幅值为E的对称方波

VD一、VD2为特性完全相同的两只二极管

固定电阻R1=R2=R

C一、C2为传感器的两个差动电容

V

D2

V

D1

B

A

R

2

R

1

e

C

1

C

2

R

L

(a)

R

1

R

2

传感器

R

1

R

2

£

«

£«

(b)

£

«

U

C

1

I

1

R

L

I

2

C

2

C

1



I

1

R

L



I

2

C

2

U

£«

(c)

电桥测量电路

运算放大器式电路（完全解决非线性误差）

运算放大器的电路原理

图。图中

C

x为电容式传感

器电容；

U

i是交流电源电

压；

U

o是输出信号电压；

Σ是虚地点。



I

cx



I

cb



U

i

C

x

C



I

i

¡Æ

A



U

o

图4.3.1 运算放大器式电路原理图

第五章：电感式传感器

变气隙式自感传感器的电感值的表达式；

W——线圈的匝数；

W



0

S

0

W

μ0——空气的磁导率；

L

S0——气隙的截面积；

R

m

2



δ——气隙的厚度。

差动变压器式互感传感器和电涡流传感器的工作原理；

变隙式差动变压器工作原理：在A、B两个铁芯上绕有W1a=W1b=W1的两

个低级绕组和W2a=W2b=W2两个次级绕组。两个低级绕组的同名端顺向串联，

而两个次级绕组的同名端那么反向串联。

A



1



I

i

e

2a

W

1a

W

2a



U

C

o



a



U

i



b

W

1b

W

2b

e

2b



2

B

(a)

电涡流传感器的工作原理：由传感器线圈和被测导体组成线圈—导体系统。

依照法拉第定律，当传感器线圈通以正弦交变电流I1时，线圈周围空间必

然产生正弦交变磁场H1，使置于此磁场中的金属导体中感应电涡流I2，I2又产

生新的交变磁场H2。依照楞次定律，H2的作用将反作用于原磁场H1，致使传

感器线圈的等效阻抗发生转变。

零点残余电压产生的缘故是什么？如何减小和排除它的阻碍？

零点残余误差产生的缘故：

①传感器的两个次级绕组的电气参数与几何尺寸不对称，致使它们产生的感

应电动势幅值不等、相位不同，组成了零点残余电压的基波；

②由于磁性材料磁化曲线的非线性（磁饱和、磁滞），产生了零点残余电压

的高次谐波（主若是三次谐波）；

③励磁电压本身含高次谐波。

排除零点残余电压一样可用以下方式：

(1)从设计和工艺上尽可能保证结构对称性。尽可能保证传感器的几何尺寸、

绕组线圈电气参数和磁路的对称；

2

2



1

(2)选用适合的测量线路。采纳相敏检波电路不仅能够辨别铁芯移动方向，

而且能够排除零点残余电压中的高次谐波成份。

差动整流电路和相敏检波电路的作用；

差动整流电路

这种电路是把差动变压器的两个次级输出电压别离整流, 然后将整流的电

压或电流的差值作为输出。

以下图给出了几种典型电路形式。 图中(a)、(c)适用于交流负载阻抗,(b)、(d)

适用于低负载阻抗, 电阻R0用于调整零点残余电压。

T

T



R

0

U





U

U



U

x

x

相敏检波电路**

相敏检波电路如下图。图中

(b)

(a)

VD一、VD二、VD3、VD4为四个性能相同的

二极管，以同一方向串联接成一个闭合回路，形成环形电桥。

（a

加到环形电桥的一个对角线上。参考信号

） 半波电压输出； （b） 半波电流输出

输入信号

差动整流电路

u2通过变压器T1us通

过变压器T2加到环形电桥的另一个对角线上。 输出信号uo从变压器T1与T2

的中心抽头引出。

1

2

1

2

R

0

电涡流式传感器能够测量哪些物理量？电涡流传感器的测量对象材料是什

么？

物理量：电阻率ρ、磁导率μ和几何形状 材料：金属导体

什么叫

电涡流效应

?电涡流的形成范围包括哪些内容，其中贯穿深度的概念

式必然要明白；

电涡流效应：

电涡流的径向形成范围

电涡流密度既是线圈与导体间距离x的函数，又是沿线圈半径r的函数，即