用于期末复习，知识点大部分来自PPT与书本《传感与测试技术》，王昌明。如有疑惑欢迎指正。课程知识图谱，摘自谢海芬老师《现代传感技术与应用》教学大纲
1绪论
2传感器基本特性
3工程信号分析
4应变式传感器
5电感式传感器
6电容式传感器
7压电传感器
7.1压电传感器基础
7.1.1原理
对于某些电介质，当沿着一定方向施加力变形时，电介质内部会发生极化现象，对应地，其表面会产生符号相反的极化电荷；去掉外力后，该电介质又重新恢复不带电的状态，且若作用力的方向改变，电荷的极性也会随之改变。此效应称为（正）压电效应。压电传感器通过检测电介质表面的电荷量来检测外界物理量。
压电效应是可逆的。在介质极化的方向上施加电场，电介质会发生变形（将电能转换成了机械能），这种现象称为逆压电效应。
7.1.2压电材料分类
①压电晶体：以石英晶体为例，在其电轴或机械轴上施加力是，其电轴上会发生正压电效应。
②压电陶瓷：压电陶瓷极化后才具有压电特性。
7.2等效电路与测量电路
7.2.1压电晶体（石英）压电效应电学分析
沿电轴x轴施加一应力时，极化强度 有
根据极化强度定义，有
以上两式中，b与c分别为极化面的长度量，d为压电系数，则可知
同理，当施加的作用力沿机械轴时
7.2.2石英逆压电效应电学分析
沿电轴x施加一电场，在电轴和机械轴上会产生形变
将压电晶体看作一电容器，有
加电场后的相对应变表示
对应地
7.2.3压电元件等效电路
①等效电流源
②等效电压源
③电路串并联（双片连接）
电路串联
电路并联
7.2.4前置电路
①电压放大器：Ⅰ放大微弱的信号 Ⅱ阻抗变换
电压放大器等效电路
注：压电元件固有电容压电元件漏电阻连线电容放大器输入电阻与电容
令R=，
若压电元件在点轴方向受一正弦力，记为
则放大器电动势E（图上为）为
根据电路串并联关系，可得运放输入端电压
则幅频特性
②电荷放大器：包含电压放大器的功能，且能克服电缆分布电容对传感器灵敏度的影响
电荷放大器等效电路
运算放大器是理想的，则
电荷放大器的缺点是价格比较昂贵，电路较为负责
7.3压电传感器应用
8磁电传感器
8.1 磁电传感器及霍尔效应原理
8.1.1 概述
磁电式传感器是利用电磁感应原理，将运动速度、位移等物理量转换成线圈中的感应电动势输出。磁电式传感器是典型的有源传感器（换能器）。
霍尔元件属于磁敏元件，磁敏元件也是基于磁电转换原理，磁敏传感器把磁学物理量转换成电信号。
8.1.2 工作原理
根据电磁感应原理，磁电式传感器可分为电动式与感生式。其原理都是闭合线圈在变换的磁场（磁通量）中将自发激励出感生磁场来阻碍原磁场在该闭合线圈中磁通量的变化，对应地，产生了感应电动势。
霍尔传感器就是基于霍尔效应。把一个导体（半导体薄片）两端通以控制电流I，在薄片垂直方向施加磁感应强度B的磁场，在薄片的另外两侧会产生一个与控制电流I和磁场强度B的乘积成比例的霍尔电动势
分别称为霍尔系数与霍尔灵敏度，分别与材料以及薄片尺寸有关
8.2 霍尔传感器的误差补偿
8.2.1 不等位电势
产生原因：①霍尔电极安装不对成②霍尔元件半导体材料不均匀③激励电极或霍尔电极与霍尔元件接触不良
补偿方法：通过改变霍尔元件各部分的电阻使得霍尔传感器的不等位电势消失，如图
霍尔传感器不等位电势补偿
8.2.2 温度误差补偿
①并联电阻法：在霍尔元件激励电极两端并联一合适阻值的电阻做负反馈元件
的阻值应为
以下为并联电阻法电阻阻值推导
令在初始温度时，元件灵敏度系数为，输入电阻为
当温度发生变化，变为T时
分别为霍尔灵敏度与霍尔元件输入电阻的温度系数
又有
综合（3）（4）式即可解得（1）式
②热敏电阻补偿
Ⅰ输入回路补偿
Ⅱ.1输出回路直接补偿
Ⅱ.2输出回路电桥补偿
