word文檔可自由復制編輯word文檔可自由復制編輯word文檔可自由復制編輯信息技術包括計算機技術、通信技術和傳感器技術，是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱。1．什么是傳感器？廣義：傳感器是一種能把特定的信息按一定規(guī)律轉換成某種可用信號輸出的器件和裝置。狹義：能把外界非電信息轉換成電信號輸出的器件。國家標準：定義：能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。2．傳感器由哪幾個部分組成？分別起到什么作用？傳感器一般由敏感元件、轉換原件和基本電路組成。敏感元件感受被測量，轉換原件將其響應的被測量轉換成電參量，基本電路把電參量接入電路轉換成電量。傳感器的核心部分是轉換原件，轉換原件決定傳感器的工作原理。3．傳感器的總體發(fā)展趨勢是什么？傳感器的應用情況。傳感器正從傳統(tǒng)的分立式朝著集成化、數(shù)字化、多功能化，微型化、智能化、網(wǎng)絡化和光機電一體化的方向發(fā)展，具有高精度、高性能、高靈敏度、高可靠性、高穩(wěn)定性、長壽命、高信噪比、寬量程和無維護等特點。未來還會有更新的材料，如納米材料，更有利于傳感器的小型化。發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在這幾個方面：發(fā)展、利用新效應；開發(fā)新材料；提高傳感器性能和檢測范圍；微型化與微功耗；集成化與多功能化；傳感器的智能化；傳感器的數(shù)字化和網(wǎng)絡化。4．了解傳感器的分類方法。所學的傳感器分別屬于哪一類？按傳感器檢測的范疇分類：物理量傳感器、化學量傳感器、生物量傳感器按傳感器的輸出信號分類：模擬傳感器、數(shù)字傳感器按傳感器的結構分類：結構型傳感器、物性型傳感器、復合型傳感器按傳感器的功能分類：單功能傳感器、多功能傳感器、智能傳感器按傳感器的轉換原理分類：機—電傳感器、光—電傳感器、熱—電電傳感器、磁—電傳感器電化學傳感器按傳感器的能源分類：有源傳感器、無源傳感器國標制定的傳感器分類體系表將傳感器分為：物理量、化學量、生物類傳感器含12個小類：力學量、熱學量、光學量、磁學量、電學量、聲學量、射線、氣體、離子、溫度傳感器以及生化量、生理量傳感器。1．傳感器的性能參數(shù)反映了傳感器的輸入輸出關系2．傳感器的靜態(tài)特性是什么？由哪些性能指標描述？主要性能參數(shù)的意義是什么1線性度：傳感器的輸入-輸出校準曲線與理論擬合直線之間的最大偏離與傳感器滿量程輸出之比，線性度RL是表征實際特性與擬合直線不吻合的參數(shù)擬合方法：理論線性度(理論擬合)、c、端基線性度(端點連線擬合)d、獨立線性度(端點平移)最小二乘法線性度2遲滯：傳感器在正、反行程期間輸入、輸出曲線不重合的現(xiàn)象稱遲滯（遲環(huán)）。3重復性：傳感器輸入量按同一方向作多次測量時輸出特性不一致的程度。4靈敏度:在穩(wěn)定條件下輸出微小增量與輸入微小增量的比值傳感器輸出曲線的斜率就是其靈敏度。靈敏度S反映輸入變量能引起的輸出變化量①純線性傳感器靈敏度為常數(shù)，與輸入量大小無關；②非線性傳感器靈敏度與x有關。5分辨率和閾值：分辨率——傳感器能夠檢測到的最小輸入增量；閾值——輸入小到某種程度輸出不再變化的值6漂移是指傳感器的輸入被測量不變，而其輸出量卻發(fā)生了改變。包括零點漂移與靈敏度漂移，7穩(wěn)定性：傳感器在一較長時間內(nèi)保持性能參數(shù)的能力3．傳遞函數(shù)的定義是什么？初始條件為零時輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換之比。4.電渦流傳感器有較好的線性和靈敏度4．什么是傳感器的動態(tài)特性?其特性參數(shù)有那些？其意義是什么？動態(tài)特性：輸入量隨時間變化時輸出和輸入之間的關系。固有頻率：越大曲線上升越快，時間常數(shù)：達到穩(wěn)定的時間越小，阻尼比：越大過沖現(xiàn)象越小。1．什么是應變效應？什么是壓阻效應？什么是橫向效應？應變效應：導體產(chǎn)生機械形變時電阻值會發(fā)生變化。壓阻效應：某一軸向上的外力會引起扳道器電阻率發(fā)生變化。橫向效應：直線電阻絲繞成敏感柵后，雖然長度相同，但應變不同，圓弧部分使靈敏度下降了，這種現(xiàn)象稱為橫向效應。2．什么是應變片的靈敏系數(shù)？半導體應變片靈敏系數(shù)范圍是多少，金屬應變片靈敏系數(shù)范圍是多少？說明金屬絲電阻應變片與半導體應變片的相同點和不同點。應變片單位變化引起電阻值的改變；50-100；1.5-2；金屬應變片：電阻應變效應，優(yōu)，受溫度影響小、性能穩(wěn)定、精度比半導體高，缺，不易集成；半導體：半導體材料壓阻效應，優(yōu),靈敏度高，體積小，耗電小，動態(tài)響應好，精度高，測量范圍寬，易于微型化和集成化。缺點，受溫度影響較大，制造工藝復雜。4.在傳感器測量電路中，直流電橋與交流電橋有什么不同，如何考慮應用場合？直流電橋的電源穩(wěn)定，結構簡單，但存在零漂和工頻干擾，要求有較高的靈敏度，實際應用中輸出端通常會接入放大電路；交流電橋放大電路簡單，無零漂，不易受干擾，但不易取得高精度，需專用的測量儀器或電路。1．電容傳感器有哪些類型？分別適合檢測什么參數(shù)？敘述變極距型電容傳感器的工作原理、輸出特性。變面積型電容傳感器：測量范圍大，多用于測線位移、角位移；變極距型電容式傳感器：適宜做小位移測量；變介質型電容傳感器：普遍用于液面高度測量、介質厚度測量，可制成料位計等。變極距工作原理，通過改變兩極板間距離引起電容量的變化，因此，只要測得電筒兩的變化量就可測得極板間距變化量。2．為什么電感式和電容式傳感器的結構多采用差動形式，差動結構形式的特點是什么？電感兩端的電壓與通過的電流的變化量成正比，流過電容的位移電流與其兩端電壓的變化量成正比，而差分方式正好放大的是電壓或電流的變化量，故一般采用這種結構。3．電容傳感器的測量電路有哪些？差動脈沖調(diào)寬電路用于電容傳感器測量電路具有什么特點?交流電橋、二極管雙T型電路、差動脈沖調(diào)寬電路、運算放大器電路，適用于任何差動電容傳感器，并有理論線性度，與雙T型相似，該電路不需加解調(diào)、檢波，由濾波器直接獲得直流輸出，而且對矩形波純度要求不高，只需穩(wěn)定的電源即可。4．為什么高頻工作時的電容式傳感器連接電纜的長度不能任意變化？低頻時容抗XC較大，傳輸線的等效電感電阻可忽略，高頻時容抗減小，不可忽略。等效電感接在傳感器輸出端相當于串聯(lián)諧振電路，當工作頻率等于諧振頻率時，串聯(lián)諧振阻抗最小，電流最大，諧振對傳感器的輸出起破壞作用，使電路不能正常工作。變磁阻式傳感器的工作原理和主要應用。傳感器運動部分與銜鐵部分相連接，銜鐵移動時間隙厚度發(fā)生變化，儀器磁路的磁阻Rm變化，使電感線圈的電感量發(fā)生變化。應用于壓力傳感器和測量工具中。什么是零點殘余電壓？說明差動變壓器式傳感器產(chǎn)生零點殘余電壓的原因及減少此電壓的有效措施。差動變壓器傳感器的鐵心處于中間位置是輸出電壓并不等于零，在零點附近總有一個最小輸出電壓ΔUo，將這個鐵心處于中間位置是最小不為零電壓稱為零點殘余電壓。原因，兩個次級線圈繞組的電氣系數(shù)不完全相同，幾何尺寸也不完全相同，工藝上很難保持完全一致。措施，除工藝補償外，一般要進行電路補償：串聯(lián)電阻，并聯(lián)電阻、電容，加反饋支路，相敏檢波。差動自感傳感器和差動變壓器有什么區(qū)別？采用哪種轉換電路既能直接輸出與位移成正比的電壓，又能根據(jù)電壓的正負區(qū)別位移的方向？自感的線圈必須相同，但不繞在同一鐵心上，而差動變壓器必須要繞在同一鐵心上，線圈可以不同。什么是電渦流效應？渦流的分布范圍。電渦流傳感器可以進行哪些非電量參數(shù)測量？一個塊狀金屬導體置于變化的磁場中或在磁場中切割磁力線運動時，導體內(nèi)部會產(chǎn)生閉合的電流，這種現(xiàn)象稱為渦流效應。范圍，徑向，線圈外徑金屬渦流密度最大；線圈中心為零。軸向，只在表面薄層。非接觸式測量，位移、振動、轉速、厚度、材料、溫度、電渦流探傷。電渦流傳感器是由哪種電參量轉換實現(xiàn)電量輸出的？電渦流傳感器可以檢測金屬材料，也可以檢測非金屬材料嗎？電流、不可以檢測非金屬1．為什么說磁電感應式傳感器是一種有源傳感器？常用的結構形式有哪些？工作時不需外加電源，導體和磁場發(fā)生相對運動是會在導體兩端輸出感應電動勢。恒磁通式、變磁通式。2．磁電式傳感器是速度傳感器，它如何通過測量電路獲得相對應的位移和加速度信號？前置放大器分別接積分電路或微分電路，接入積分電路時，感應電動勢輸出正比于位移信號；接入微分電路時，感應電動勢輸出正比于加速度信號。3．什么是霍爾效應？霍爾電勢的大小與方向和哪些因素有關？霍爾元件不等位電勢產(chǎn)生的原因有哪些？通電的導體放在磁場中，電流方向與磁場方向垂直，在導體另外兩側會產(chǎn)生感應電動勢，這種現(xiàn)象稱為，原因：霍爾引出電極安裝不對稱，不在同一等位面上；激勵電極接觸不良，半導體材料不均勻造成電阻率不均勻。4．霍爾元件的溫度補償方法有哪些？霍爾元件的常見應用。外界溫度敏感元件進行補償：兩種連接方式，恒流源激勵，恒壓源激勵。測位移：極性相反磁極共同作用，形成梯度磁場；磁電編碼器：金屬齒輪計算脈沖數(shù)測轉速；測壓力壓差；交流直流鉗形數(shù)字電流表。5．半導體磁敏元件有哪些？它們有哪些相同之處和不同之處？它們的電路符號怎樣?磁敏電阻：只能測大小不能測方向，磁敏二極管、磁敏三極管：既大小又方向1．什么是壓電效應？壓電傳感器能否用于靜態(tài)測量？為什么？某些晶體，當沿著一定方向施加力時，內(nèi)部產(chǎn)生極化現(xiàn)象，兩個表面會產(chǎn)生符號相反地電荷，外力去掉后又恢復不帶電狀態(tài)。作用力方向改變電荷極性也改變。2．壓電陶瓷極化過程是怎樣的？若施加一個與極化方向相同的拉力，壓電現(xiàn)象是怎樣的？給壓電陶瓷施加外加電場使電疇規(guī)則排列。3.石英晶體和壓電陶瓷的壓電效應有何不同之處？比較幾種常用壓電材料的優(yōu)缺點，說出它們各自適用的場合。壓電陶瓷的縱向壓電常數(shù)要比石英晶體大得多。壓電晶體適用于傳感器不用維修的場合，穩(wěn)定性好，但靈敏度低；壓電陶瓷靈敏度高，穩(wěn)定性差，適用于環(huán)境穩(wěn)定，便于校準修正的場合。4．壓電元件在使用時常采用多片串聯(lián)或并聯(lián)的結構形式。試述在不同接法下輸出電壓、電荷、電容的關系，它們分別適用于何種應用場合？并聯(lián)粘貼，引線電極輸出電容為單電容的兩倍，極板上電荷是單片的兩倍，輸出電壓與單片相等，適合測變化緩慢的信號，接電荷放大器。串聯(lián)黏貼：C'=C/2，Q'=Q,U'=2U，適合測量頻率較高變化快的信號，電壓放大。5.壓電傳感器的等效電路怎樣？前置放大器起什么作用？電壓放大器和電荷放大器各有什么特點？作用，放大微弱信號，阻抗變換；電壓放大器是阻抗變換器，輸入量是電壓；電荷放大器是有深度反饋的高增益放大器，輸入量是電荷。1．什么是外光電效應？內(nèi)光電效應？（光生伏特效應、光電導效應）。光電器件中的光照特性、光譜特性分別描述的是光電器件的什么性能？在光線作用下，物體內(nèi)的點子溢出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象稱為外光電效應。光線照在物體上使物體電導率發(fā)生變化或產(chǎn)生光生電動勢的現(xiàn)象叫內(nèi)光電效應。入射光強改變物質電導率的現(xiàn)象稱為光電導效應；光照時物體能產(chǎn)生一定方向電動勢的現(xiàn)象叫光生伏特效應。照度與光電流光電壓的關系；波長與靈敏度的關系。簡述光電倍增管的工作原理。說明它有何特點？高速電子撞擊固體表面，再發(fā)出二次電子，將光電信號在管內(nèi)進行放大。靈敏度比普通光電管高得多。3．試述光敏電阻、光敏二極管、光電池的工作原理，各基于哪種光電效應?其電路符號怎樣?光敏電阻的工作原理基于光電導效應，光照導電性增加，電阻下降電流增加，光照越強電流越大，無光照恢復。光敏二極管基于光生伏特效應，工作時加反向電壓，無光照時處于截止狀態(tài)，光強與電流成正比。光敏三極管把二極管產(chǎn)生電流進一步放大。光電池：光生伏特效應。什么是光敏電阻的亮電阻和暗電阻？暗電阻電阻值通常在什么范圍？無光照時的電阻，0.4-500M歐，光照時電阻，0.5-200K歐。說明光敏二極管與光電池的結構有什么不同？它們是如何工作的？光電池有一個大的PN結，上電極為柵裝受光電極，下電極是一層鋁襯底，光照時電子空穴對迅速擴散，在PN結電場作用下產(chǎn)生電動勢。1．PSD、CCD等英文縮寫是什么傳感器？各有什么用途？光電位置傳感器圖像傳感器應用于激光光束對準、位移、振動測量、平面度檢測、坐標、平面度檢測、二維坐標檢測系統(tǒng)2.CCD器件主要由哪兩個部分組成？CCD器件可分為哪幾類？MOS光敏元陣列；讀出移位寄存器。CD器件分為線陣CCD和面陣CCD；結構上有多種不同形式，如單溝道CCD、雙溝道CCD、幀轉移結構CCD、行間轉移結構CCD。光纖的結構和傳光原理。光纖的性能和分類。光纖的光導材料基本采用石英玻璃，其中有不同摻雜a.光纖的傳播基于光的全反射原理。當光線以不同角度入射到光纖端面時，在端面發(fā)生折射后進入光纖；b.光線在光纖端面入射角θ減小到某一角度θc時，光線全部反射。光線全部被反射時的入射角θc稱臨界角;c.因此只要滿足全反射條件即θ＜θc，光在纖芯和包層界面上經(jīng)若干次全反射向前傳播，最后從另一端面射出。性能：①數(shù)值孔徑（NA）②光纖模式（V）③傳播損耗（A）光纖傳感器由哪幾部分組成？光纖傳感器可分為哪兩大類？各有何特點？組成：光源、透鏡、入射光纖、調(diào)制器、出射光纖、光敏器件等。光纖的類型較多致可分為功能型和非功能型兩大類。功能性：對外界被測對象具有敏感能力和檢測功能，光纖不僅起到傳光作用，而且有傳感能力。非功能性：只當作傳播光的媒介，待測對象的調(diào)制功能是由其它光電轉換元件實現(xiàn)的；1．溫度傳感器有哪些類型？了解不同溫度傳感器的工作原理和結構特征以及測溫范圍。熱電偶：兩種不同類型金屬導體兩端分別接在儀器構成閉合回路，兩節(jié)點有溫差時，導體回路有電流流動，產(chǎn)生熱電勢。普通熱電偶、薄膜熱電偶、鎧裝熱電偶。最高鉑銠，1600.耐高溫，精度高。熱電阻：電阻值隨溫度變化成呈函數(shù)關系，-200至+850，將金屬芯線繞制在云母板、玻璃或陶瓷上。中溫熱敏電阻：半導體阻值與溫度呈函數(shù)關系，結構簡單，圓片、薄膜、管、平板、珠…體積小，熱慣性小，可進行點溫測量，40-1000K。2．什么是熱電效應，產(chǎn)生熱電勢的必要條件是什么？熱電偶測溫回路的熱電動勢由哪兩部分組成?兩種不同類型金屬導體兩端分別接在儀器構成閉合回路，兩節(jié)點有溫差時，導體回路有電流流動，產(chǎn)生熱電勢。溫差。接觸電勢和溫差電勢。3．熱電偶的基本定律和分類。中間導體定律，參考電極定律；貴金屬熱電偶，普通熱電偶。4.常用熱電阻都有哪些？阻值規(guī)格如何？熱電阻在電橋中采用三線制接線法的目的是什么？鉑熱電阻，10歐和100歐，5．試比較說明金屬熱電阻和半導體熱敏電阻的異同。熱敏電阻一般是半導體材料，半導體材料的導電性能也就是電阻率受光、熱等因素的影響一般很劇烈的，專業(yè)點的說法就是，光和熱可以作為半導體的激發(fā)源，半導體受光，或者熱的作用，其載流子的濃度也能會增加好幾個數(shù)量級，導電性能或者阻抗發(fā)生很大變化。反過來可以用這些效應來確定光或者溫度的參數(shù)。金屬當熱電阻的意思是，金屬的電阻會隨溫度的增加而變大，主要是溫度使得金屬原子的振動增加，對電子的散射作用增加。2．有一溫度傳感器，微分方程為30dy/dt+3y=0.15x，其中y為輸出電壓（mV),x為輸入溫度（℃）。試求該傳感器的時間常數(shù)和靜態(tài)靈敏度。對微分方程兩邊進行拉氏變換，Y(s)(30s+3)=0.15X(s)則該傳感器系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：H(s)Y(s)0.150.05X(s)30s310s1該傳感器的時間常數(shù)τ=10，靈敏度k=0.053.一應變片的電阻R=120Ω，靈敏系數(shù)k=2.05，用作應變?yōu)?00m/m的傳感元件。求：①R和R/R；②若電源電壓U=3V，初始平衡時電橋的輸出電壓U0。解：k2.05;800m/mR/Rk0.0164;應變引起的電阻變化R0.23R當電源電壓U3V時，電橋輸出電壓U1.23mV04R集成溫度傳感器的原理及分類輸出信號的模式,可大致劃分為三大類：數(shù)字式溫度傳感器、邏輯輸出溫度傳感器、模擬式溫度傳感器。word文檔可自由復制編輯word文檔可自由復制編輯word文檔可自由復制編輯4.有一吊車的拉力傳感器如圖所示，其中電阻應變片R1、R2、R3、R4貼在等截面軸上。已知R1、R2、R3、R4標稱阻值均為120Ω，橋路電壓為2V，物重M引起R1、R2變化增量為1.2Ω。畫出應變片組成的電橋電路，標出各應變片；計算電橋輸出電壓和電橋的輸出靈敏度；③說明R3、R4起到什么作用？應變片組成半橋電路，如下圖所示；②計算出測得的輸出電壓和電橋輸出靈敏度。③說明R3、R4起到什么作用？R3、R4可以進行溫度補償。壓差傳感器結構如圖4-30a所示，傳感器接入二極管雙T型電路，電路原理示意圖如圖4-30b所示。已知電源電壓UE=10V，頻率f=1MHz，R1=R2kΩ=40，壓差電容C1C=2=10pF，RL=20kΩ。試分析，當壓力傳感器有壓差PH＞PL使電容變化ΔC=1pF時，一個周期內(nèi)負載電阻上產(chǎn)生的輸出電壓URL平均值的大小與方向。解：當PHPL時，C1C2；C2C12C已知壓電加速度計電纜長度為1.2m,電纜電容C=100pF,傳感器電容C=1000pF; c a電壓靈敏度為K100V/gu d d電壓靈敏度K 100V/g uCCC 100pF1000pFC c a i i因C較小忽略前置電路輸入電容i d d電壓靈敏度為：K 100V/guCC 100pF1000pF c a求出：d0.11106更換2.9m電纜，電容C=300pFc d 0.11106電壓靈敏度為：K 84.62V/guCC 300pF1000pF c aR(R2R) 4080URL(RR)2LRLUEf(C1C2)6060210410106210120.36VL由于CC，電壓UE的負半周占優(yōu)勢，故URL的方向下正上負。 1 2一壓電加速度計，供它專用電纜的長度為1.2m，電纜電容為100pF，壓電片本身電容為1000pF。出廠標定電壓靈敏度為100V/g，若使用中改用另一根長2.9m電纜，其電容量為300pF，問其電壓靈敏度如何改變？解：可見電纜加長后電壓靈敏度下降。式EAB(t、tn)＝EAB(t、0℃)-EAB(tn、0℃)=27.338mV-0.798mV=26.54mV查分度號為K的對應數(shù)值為26.54mV的溫度約為：639℃，故儀表顯示639℃一、填空題（每題3分）傳感器通常由直接響應于被測量的敏感元件、產(chǎn)生可用信號輸出的轉換元件、以及相應的信號調(diào)節(jié)轉換電路組成。金屬材料的應變效應是指金屬材料在受到外力作用時，產(chǎn)生機械變形，導致其阻值發(fā)生變化的現(xiàn)象叫金屬材料的應變效應。半導體材料的壓阻效應是半導體材料在受到應力作用后，其電阻率發(fā)生明顯變化，這種現(xiàn)象稱為壓阻效應。金屬絲應變片和半導體應變片比較其相同點是它們都是在外界力作用下產(chǎn)生機械變形，從而導致材料的電阻發(fā)生變化。金屬絲應變片和半導體應變片比較其不同點是金屬材料的應變效應以機械形變?yōu)橹鳎牧系碾娮杪氏鄬ψ兓癁檩o；而半導體材料則正好相反，其應變效應以機械形變導致的電阻率的相對變化為主，而機械形變?yōu)檩o。金屬應變片的靈敏度系數(shù)是指金屬應變片單位應變引起的應變片電阻的相對變化叫金屬應變片的靈敏度系數(shù)。固體受到作用力后電阻率要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱壓阻效應。應變式傳感器是利用電阻應變片將應變轉換為電阻變化的傳感器。應變式傳感器是利用電阻應變片將應變轉換為電阻變化的傳感器。應變式傳感器是利用電阻應變片將應變轉換為電阻變化的傳感器，傳感器由在彈性元件上粘貼電阻敏感元件構成，彈性元件用來感知應變，電阻敏感元件用來將應變的轉換為電阻的變化。應變式傳感器是利用電阻應變片將應變轉換為電阻變化的傳感器，傳感器由在彈性元件上粘貼電阻敏感元件構成，彈性元件用來感知應變，電阻敏感元件用來將應變的轉換為電阻的變化。應變式傳感器是利用電阻應變片將應變轉換為電阻變化的傳感器，傳感器由在彈性元件上粘貼電阻敏感元件構成，彈性元件用來感知應變，電阻敏感元件用來將應變的轉換為電阻的變化。應變式傳感器是利用電阻應變片將應變轉換為電阻變化的傳感器，傳感器由在彈性元件上粘貼電阻敏感元件構成，彈性元件用來感知應變，電阻敏感元件用來將應變的轉換為電阻的變化。要把微小應變引起的微小電阻變化精確地測量出來，需采用特別設計的測量電路，通常采用電橋電路。電容式傳感器利用了將非電量的變化轉換為電容的變化來實現(xiàn)對物理量的測量。變極距型電容傳感器做成差動結構后，靈敏度提高原來的2倍。電容式傳感器的優(yōu)點主要有測量范圍大、靈敏度高、動態(tài)響應時間短、機械損失小、結構簡單、適應性強。電容式傳感器主要缺點有寄生電容影響較大、當電容式傳感器用于變間隙原理進行測量時具有非線性輸出特性。電感式傳感器是建立在電磁感應基礎上的一種傳感器。word文檔可自由復制編輯word文檔可自由復制編輯word文檔可自由復制編輯電感式傳感器可以把輸入的物理量轉換為線圈的自感系數(shù)或線圈的互感系數(shù)的變化，并通過測量電路進一步轉換為電量的變化，進而實現(xiàn)對非電量的測量。電感式傳感器可以把輸入的物理量轉換為線圈的自感系數(shù)或線圈的互感系數(shù)的變化，并通過測量電路進一步轉換為電量的變化，進而實現(xiàn)對非電量的測量。電渦流傳感器可用于位移測量、振幅測量、轉速測量和無損探傷。電渦流傳感器可用于位移測量、振幅測量、轉速測量和無損探傷。電渦流傳感器可用于位移測量、振幅測量、轉速測量和無損探傷。電渦流傳感器可用于位移測量、振幅測量、轉速測量和無損探傷。電渦流傳感器從測量原理來分，可以分為高頻掃射式和低頻透射式兩大類。電感式傳感器可以分為自感式、互感式、渦流式三大類。壓電式傳感器可等效為一個電荷源和一個電容并聯(lián)，也可等效為一個與電容相串聯(lián)的電壓源。壓電式傳感器是一種典型的自發(fā)電型傳感器(或發(fā)電型傳感器)，其以某些電介質的壓電效應為基礎，來實現(xiàn)非電量檢測的目的。某些電介質當沿一定方向對其施力而變形時內(nèi)部產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的表面產(chǎn)生符號相反的電荷，當外力去掉后又恢復不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為極化效應；在介質極化方向施加電場時電介質會產(chǎn)生形變，這種效應又稱電致伸縮效應。壓電式電壓放大器特點是把壓電器件的高輸出阻抗變換為傳感器的低輸出阻抗，并保持輸出電壓與輸入電壓成正比。電荷放大器的特點是能把壓電器件的高內(nèi)阻的電荷源變換為傳感器低內(nèi)阻的電壓源，以實現(xiàn)阻抗匹配，并使其輸出電壓與輸入電壓成正比，且其靈敏度不受電纜變化的影響。熱電動勢來源于兩個方面，一部分由兩種導體的接觸電勢構成，另一部分是單一導體的溫差電勢。補償導線法常用作熱電偶的冷端溫度補償，它的理論依據(jù)是中間溫度定律。常用的熱電式傳感元件有熱電偶和熱敏電阻。熱電偶是將溫度變化轉換為電勢的測溫元件，熱電阻和熱敏電阻是將溫度轉換為電阻變化的測溫元件。熱電偶是將溫度變化轉換為電勢的測溫元件，熱電阻和熱敏電阻是將溫度轉換為電阻變化的測溫元件。熱電阻最常用的材料是鉑和銅，工業(yè)上被廣泛用來測量中低溫區(qū)的溫度，在測量溫度要求不高且溫度較低的場合，銅熱電阻得到了廣泛應用。熱電阻引線方式有三種，其中三線制適用于工業(yè)測量，一般精度要求場合；二線制適用于引線不長，精度要求較低的場合；四線制適用于實驗室測量，精度要求高的場合。霍爾效應是指在垂直于電流方向加上磁場，由于載流子受洛侖茲力的作用，則在平行于電流和磁場的兩端平面內(nèi)分別出現(xiàn)正負電荷的堆積，從而使這兩個端面出現(xiàn)電勢差的現(xiàn)象。制作霍爾元件應采用的材料是半導體材料，因為半導體材料能使截流子的遷移率與電阻率的乘積最大，而使兩個端面出現(xiàn)電勢差最大。應該根據(jù)元件的輸入電阻、輸出電阻、靈敏度等合理地選擇霍爾元件的尺寸。按照工作原理的不同，可將光電式傳感器分為光電效應傳感器、紅外熱釋電傳感器、固體圖像傳感器和光纖傳感器。按照測量光路組成，光電式傳感器可以分為透射式、反射式、輻射式和開關式光電傳感器。光電傳感器的理論基礎是光電效應。用石英晶體制作的壓電式傳感器中，晶面上產(chǎn)生的電荷與作用在晶面上的壓強成正比，而與晶片幾何尺寸和面積無關。把被測非電量的變化轉換成線圈互感變化的互感式傳感器是根據(jù)變壓器的基本原理制成的，其次級繞組都用同名端反向形式連接，所以又叫差動變壓器式傳感器。48．電阻應變片是將被測試件上的應變轉換成電阻的傳感元件。49．影響金屬導電材料應變靈敏系數(shù)K。的主要因素是導電材料幾何尺寸的變化。傳感器的基本特性通常指的是傳感器的輸入和輸出之間的關系特性。在傳感器領域，應用比較廣泛的基本電量傳感器有電阻式傳感器電容式傳感器、電感式傳感器和電渦流式傳感器。物質的光電效應通常分為外光電效應、內(nèi)光電效應和光生伏打效應三類。壓電式傳感器的工作原理是以晶體的壓電效應為理論依據(jù)。電阻應變片的工作原理是基于金屬的應變效應。.傳感器的動態(tài)特性包括瞬態(tài)響應特性和頻率響應特性。霍爾電勢與半導體薄片的厚度成正比。溫度傳感器主要用來檢測物體的溫度。傳感器是由敏感元件與轉換元件組成的。紅外測溫儀是利用熱輻射體在紅外波段的輻射通量來測量溫度的。霍爾傳感器是利用霍爾效應原理將被測物理量轉化為電勢的傳感器。壓電傳感器的工作原理是以晶體的壓電效應為理論依據(jù)。熱電偶屬于溫度傳感器，常用來測量物體的溫度。電磁波譜中紫光攜帶的能量比紅光攜帶的能量要大或多。光纖按其傳輸模式多少分為單模光纖和多模光纖。濕敏元件除對環(huán)境濕度敏感外，對溫度亦十分敏感。熱敏電阻按溫度系數(shù)可分為PTC（或正溫度系數(shù)型）、NTC或負溫度系數(shù)型以及在某一溫度下電阻值會發(fā)生突變的臨界溫度電阻器CTR的傳感器。霍爾傳感器是利用霍爾效應原理將被測量轉換為電勢的傳感器。彈性滯后和彈性后效及蠕變是彈性敏感元件的兩個基本特性。金屬應變片的彎曲半徑越大，其橫向效應也越大。固體受到作用力后電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為固體的壓阻效應。熱電阻傳感器分為金屬熱電阻和半導體熱電阻兩大類。光纖模式指的是光波沿光纖傳播的途徑和方式。光敏二極管是一種利用PN結單向導電性的結型光電器件。電感式傳感器以電和磁為媒介，利用磁場變換引起線圈的自感量或者互感量的變化，把非電量轉換為電量的裝置。熱電偶回路產(chǎn)生的電勢由接觸電勢傳和溫差電勢兩部分組成。光電管是利用外光電效應制成的光電元件。應變片的敏感元件是敏感柵。壓電式傳感器的工作原理是以晶體的壓電效應為理論基礎。磁敏二極管是利用磁阻效應進行磁電轉換的。熱敏電阻利用半導體電阻隨溫度變化的特性制成的測溫元件。光電效應通常分為外光電效應、內(nèi)光電效應和光生伏特效應。金屬應變片的工作原理是基于金屬的應變效應。霍爾傳感器的誤差主要包括零位誤差和溫度誤差。85、傳感器的頻率響應特性通常由幅頻特性和相頻特性組成。壓電式傳感器的工作原理是以晶體的壓電效應為理論依據(jù)。紅外傳感器按工作原理可分為量子型及熱型兩類。常用的基本電量傳感器包括電阻式、電感式和電容式傳感器。傳感器按能量變換關系分為有源型和無源型。光電池是基于光生伏打效應。傳感器的核心部分是轉換元件；二、選擇題（將正確的選擇項填入括號內(nèi)，每題2分，15題共30分）金屬絲應變片在測量構件的應變時，電阻的相對變化主要由(B)來決定的。貼片位置的溫度變化B、電阻絲幾何尺寸的變化C、電阻絲材料的電阻率變化D、外接導線的變化不能用渦流式傳感器進行測量的是(D)。位移B材質鑒別C探傷D非金屬材料不能采用非接觸方式測量的傳感器是：（C）。霍爾傳感器；B、光電傳感器；C、熱電偶；D、渦流傳感器通常所說的傳感器核心組成部分是指：（B）敏感元件和傳感元件B、敏感元件和轉換元件C、轉換元件和調(diào)理電路D、敏感元件、調(diào)理電路和電源下列四種光電元件中，基于外光電效應的元件是：（C） 光敏二極管B、硅光電池C、光電管D、光導管為提高電橋的靈敏度，可采取的方法是：（C）。半橋雙臂各串聯(lián)一片電阻應變片；半橋雙臂各并聯(lián)一片電阻應變片；適當提高電橋的電源電壓；增大應變片的初始電阻值。一階傳感器輸出達到穩(wěn)態(tài)值的10%到90%所需的時間是(B)。延遲時間B、上升時間C、峰值時間D、響應時間傳感器的下列指標全部屬于靜態(tài)特性的是(C)。線性度、靈敏度、阻尼系數(shù)幅頻特性、相頻特性、穩(wěn)態(tài)誤差遲滯、重復性、漂移精度、時間常數(shù)、重復性8、（本題為多選題）利用霍爾片，我們可以測量一步到位哪些物理量（ABCD）。A、磁場；B、電功率；C、載流子濃度；D、載流子類型。8、屬于傳感器動態(tài)特性指標的是(B)。A、重復性B、固有頻率C、靈敏度D、漂移8、影響金屬導電材料應變靈敏度系數(shù)K的主要因素是(B)。A、導電材料電阻率的變化B、導電材料幾何尺寸的變化C、導電材料物理性質的變化D、導電材料化學性質的變化8、電阻應變片的線路溫度補償方法有(B)。A、差動電橋補償法B、補償塊粘貼補償應變片電橋補償法C、補償線圈補償法D、恒流源溫度補償電路法8、如將變面積型電容式傳感器接成差動形式，其靈敏度將(B)。A、保持不變B、增大為原來的一倍C、減小一倍D、增大為原來的兩倍8、試題關鍵字：變間隙式。當變間隙式電容傳感器兩極板間的初始距離d增加時，將引起傳感器的(B)。A、靈敏度增加B、靈敏度減小C、非線性誤差增加D、非線性誤差不變8、（本題為多選題）電容式傳感器中輸入量與輸出量的關系為線性的有（AB）。A、變面積型電容傳感器B、變介質型電容傳感器C、變電荷型電容傳感器D、變極距型電容傳感器8、試題關鍵字：平衡條件。交流電橋的平衡條件為(B)。A、相鄰橋臂阻抗值乘積相等B、相對橋臂阻抗值乘積相等C、相對橋臂阻抗值比值相等D、相鄰橋臂阻抗值之和相等8、下列說法正確的是(D)。差動整流電路可以消除零點殘余電壓，但不能判斷銜鐵的位置。差動整流電路可以判斷銜鐵的位置和運動方向。相敏檢波電路可以判斷位移的大小，但不能判斷位移的方向。相敏檢波電路可以判斷位移的大小和位移的方向。8、試題關鍵字：測量（本題為多選題）電感式傳感器可以對(ABCD)等物理量進行測量。A、位移B、振動C、壓力D、流量8、試題關鍵字：壓電式傳感器。石英晶體和壓電陶瓷的壓電效應對比正確的是(B)。壓電陶瓷比石英晶體的壓電效應明顯，穩(wěn)定性也比石英晶體好壓電陶瓷比石英晶體的壓電效應明顯，穩(wěn)定性不如石英晶體好石英晶體比壓電陶瓷的壓電效應明顯，穩(wěn)定性也比壓電陶瓷好石英晶體比壓電陶瓷的壓電效應明顯，穩(wěn)定性不如壓電陶瓷好7、試題關鍵字：石英晶體。石英晶體在沿電軸X方向的力作用下會(D)。A、不產(chǎn)生壓電效應B、產(chǎn)生逆向壓電效應C、產(chǎn)生橫向壓電效應D、產(chǎn)生縱向壓電效應7、試題關鍵字：石英晶體的結構。關于石英晶體的結構下列說法正確的是（C）。石英晶體具有完全各向異性的特性；石英晶體具有完全各向同性的特性；石英晶體是介于各向異性和石英晶體具有完全各向異性的晶體；以上說法都不對。熱電偶的最基本組成部分是(A)。熱電極B、保護管C、絕緣管D、接線盒為了減小熱電偶測溫時的測量誤差，需要進行的溫度補償方法不包括(D)。補償導線法B、電橋補償法C、冷端恒溫法D、差動放大法熱電偶測量溫度時(D)。需加正向電壓B、需加反向電壓C、加正向、反向電壓都可以D、不需加電壓在實際的熱電偶測溫應用中，引用測量儀表而不影響測量結果是利用了熱電偶的哪個基本定律(A)。中間導體定律B、中間溫度定律C、標準電極定律D、均質導體定律將一支靈敏度為0.08mV/°C的熱電偶與電壓表相連，電壓表接線端處溫度為50°C。電壓表上讀數(shù)為60mV，則熱電偶熱端溫度為（D）°C。600；B、750；C、850；D、800鎳鉻-鎳硅熱電偶靈敏度為0.04mV/°C，把它放在溫度為1200℃處，若以指示儀表作為冷端，此處溫度為50°C，則熱電勢大小（B）mV。60；B、46；C、56；D、66。已知在某特定條件下材料A與鉑配對的熱電勢為13.967mV，材料B與鉑配對的熱電勢是8.345mV，則在此特定條件下，材料A與材料B配對后的熱電勢為（A）mV。A、5.622；B、6.622；C、7.622；D、8.622。1．電阻應變片的線路溫度補償方法有（ABD）。A．差動電橋補償法B．補償塊粘貼補償應變片電橋補償法C．補償線圈補償法D．恒流源溫度補償電路法4．當變間隙式電容傳感器兩極板間的初始距離d增加時，將引起傳感器的（BD）。A．靈敏度增加B．靈敏度減小C．非統(tǒng)性誤差增加D．非線性誤差減小5．在光線作用下，半導體的電導率增加的現(xiàn)象屬于（BD）。A．外光電效應B．內(nèi)光電效應C．光電發(fā)射D．光導效應利用物質的光電效應制成的傳感器稱為（B）A．壓電傳感器Ｂ．光電傳感器Ｃ．磁電傳感器Ｄ．溫度傳感器將力學量轉換成電壓、電流等電信號形式的傳感器稱為（A）A．力敏傳感器Ｂ．光電傳感器Ｃ．智能傳感器Ｄ．電阻傳感器磁敏傳感器中將被測物理量轉換為電勢的霍爾傳感器是利用（D）A．壓電效應原理Ｂ．力學效應原理Ｃ．光電效應原理Ｄ．霍爾效應原理超聲波傳感器的聲波頻率（D）A．低于16HzＢ．低于10kHzＣ．高于10kHzＤ．高于20kHz熱電偶在溫度測量中應用非常廣泛，其工作原理是（A）A．熱電效應Ｂ．光電效應Ｃ．磁電效應Ｄ．熱敏效應能夠測量大氣濕度的傳感器稱為（B）A．溫度傳感器Ｂ．濕度傳感器Ｃ．光電器件Ｄ．熱敏元件為了檢測我們生活環(huán)境周圍的有害的氣體的濃度，常采用（C）A．濕度傳感器Ｂ．溫度傳感器Ｃ．氣敏傳感器Ｄ．力敏傳感器以下屬于無源型傳感器是（D）A．發(fā)電型Ｂ．熱電偶Ｃ．氣敏傳感器Ｄ．電阻式傳感器光電傳感器的基本原理是物質的（B）A．壓電效應Ｂ．光電效應Ｃ．磁電效應Ｄ．熱電效應傳感器的輸出對隨時間變化的輸入量的響應稱為傳感器的（A）A．動態(tài)響應Ｂ．線性度Ｃ．重復性Ｄ．穩(wěn)定性壓磁式傳感器的原理是利用鐵磁材料的（B）A．壓電效應Ｂ．壓磁效應Ｃ．光電效應Ｄ．霍爾效應超聲波在以下介質中傳播時強度會發(fā)生衰減，其中衰減最大的是（C）A．半導體Ｂ．石油Ｃ．空氣Ｄ．水下列可實現(xiàn)非接觸測量的溫度傳感器是（D）A．熱膨脹式Ｂ．壓力式Ｃ．熱電偶Ｄ．比色高溫計電阻式濕度傳感器最能夠測量大氣的（B）A．溫度Ｂ．濕度Ｃ．成分Ｄ．密度用來測量一氧化碳、二氧化硫等氣體的固體電介質屬于（D）A．濕度傳感器Ｂ．溫度傳感器Ｃ．力敏傳感器Ｄ．氣敏傳感器17.差動變壓器的零點殘余電壓太大時會使其靈敏度（C）A．較大增加Ｂ．不變Ｃ．下降Ｄ．略有增加以下不屬于電容式傳感器測量電路的是（B）A．調(diào)頻電路Ｂ．放大器Ｃ．交流電橋Ｄ．脈沖電路光敏電阻的工作原理是基于（D）A．磁電效應Ｂ．光生伏打效應Ｃ．外光電效應Ｄ．內(nèi)光電效應微應變式傳感器依據(jù)的基本效應是（C）A．磁電效應Ｂ．壓電效應Ｃ．壓阻效應Ｄ．光電效應通常能夠產(chǎn)生壓磁效應的物質是（C）A．金屬Ｂ．陶瓷Ｃ．鐵磁材料Ｄ．高分子以下不屬于超聲波傳感器主要性能指標的是（A）A．工作壓力Ｂ．工作溫度Ｃ．靈敏度Ｄ．工作頻率利用半導體的電阻隨溫度變化的特性制成的測溫元件是（B）A．光敏電阻Ｂ．熱敏電阻Ｃ．磁敏電阻Ｄ．力敏電阻11.SnO2和ZnO半導體材料常用于（A）A．氣敏傳感器Ｂ．電感式傳感器Ｃ．光電傳感器Ｄ．電阻式傳感器18.光敏二極管在光照射時產(chǎn)生的電流稱為（C）A．暗電流Ｂ．截止電流Ｃ．光電流Ｄ．放大電流固體受到作用力后電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為（B）A．電壓效應Ｂ．壓阻效應Ｃ．磁阻效應Ｄ．力阻效應當超聲波從液體垂直入射到氣體時，反射系數(shù)接近1，此時超聲波會（D）A．幾乎全部透射Ｂ．幾乎全部吸收Ｃ．幾乎全部折射Ｄ．幾乎全部反射19.電渦流傳感器常用的材料為（D）A．玻璃Ｂ．陶瓷Ｃ．高分子Ｄ．金屬4.以下特性屬于傳感器動態(tài)特性的是（A）A．瞬態(tài)響應Ｂ．線性度Ｃ．靈敏度Ｄ．穩(wěn)定性7.據(jù)光生伏打效應制成的光電器件是（B）A．光敏電阻Ｂ．光電池Ｃ．光敏二極管Ｄ．光敏晶閘管利用霍爾效應制成的傳感器是（C）A．磁敏傳感器Ｂ．溫度傳感器Ｃ．霍爾傳感器Ｄ．氣敏傳感器影響超聲波的衰減程度的因素有介質和（B）A．溫度Ｂ．頻率Ｃ．濕度Ｄ．濃度17.電容式濕度傳感器主要包括陶瓷電容式和（B）A．金屬電容式Ｂ．高分子電容式Ｃ．半導體電容式Ｄ．單晶電容式6.利用外光電效應原理制成的光電元件是（B）A．光敏電阻Ｂ．光電管Ｃ．光電池Ｄ．光敏晶體管11.熱電偶回路電動勢主要包括接觸電勢和（D）A．輻射電勢Ｂ．溫度電勢Ｃ．熱電勢Ｄ．溫差電勢傳感器按輸出量可分為數(shù)字傳感器和（A）A．模擬傳感器Ｂ．溫度傳感器Ｃ．生物量傳感器Ｄ．化學量傳感器互感式電感傳感器又稱為（B）A．電流式傳感器Ｂ．變壓器式傳感器Ｃ．差動傳感器Ｄ．渦流傳感器19.具有壓電效應的物體稱為（D）A．磁電材料Ｂ．光電材料Ｃ．壓電效應Ｄ．壓電材料4.電位器式電阻傳感器和應變片式電阻傳感器相比，后者的靈敏度（C）A．低Ｂ．與前者相等Ｃ．高Ｄ．無法確定7.光敏二極管在沒有光照時產(chǎn)生的電流稱為（A）A．暗電流Ｂ．亮電流Ｃ．光電流Ｄ．導通電流12.超聲波傳播速度最快的介質是（D）A．水Ｂ．空氣Ｃ．氧氣Ｄ．鋼鐵從氣敏元件與被測氣體接觸到氣敏元件參數(shù)達到新的穩(wěn)定狀態(tài)所需要時間稱為（C）A．靈敏度Ｂ．穩(wěn)定性Ｃ．響應時間Ｄ．選擇性具有壓磁效應的磁彈性體叫做（B）A．壓電元件Ｂ．壓磁元件Ｃ．壓阻元件Ｄ．霍爾元件最適合制作霍爾傳感器的物質是（D）A．絕緣體Ｂ．金屬Ｃ．P型半導體Ｄ．N型半導體20.光電傳感器的基本原理是基于物質的（B）A．壓電效應Ｂ．光電效應Ｃ．磁電效應Ｄ．熱電效應三、判斷題（在你認為對的判斷后打，錯的判斷后打，每題1分，10題共10分）1，壓電式傳感器具有體積小、結構簡單等優(yōu)點，適合于頻率較低的被測量的測量，甚至是靜態(tài)量的測量。（）2，光敏電阻的暗阻越大越好，而亮阻越小越好，也就是說暗電流要小，亮電流要大。這樣光敏電阻的靈敏度就高。（）3，真值是指一定的時間及空間條件下，某物理量體現(xiàn)的真實數(shù)值。真值是客觀存在的，而且是可以測量的。（）21.線性度是傳感器的靜態(tài)特性之一。（√）改正:22.電渦流式傳感器可以進行無接觸測量和探傷。（√）改正:23.光電三極管不是根據(jù)光電效應原理制成的。（×）改正:光電三極管是根據(jù)光電效應原理制成的。24.應變片式壓力傳感器僅能對壓力進行測量。（×）改正:應變片式壓力傳感器可以對壓力進行測量。25.熱敏電阻除了用于溫度傳感器外，還可用于濕度傳感器。（√）改正:21.時間響應特性為傳感器的靜態(tài)特性之一。（×）改正:時間響應特性為傳感器的動態(tài)特性之一22.變壓器式傳感器可以進行無接觸測量。（√）改正:23.光敏二極管是根據(jù)壓電效應原理制成的。（×）改正:光敏二極管是根據(jù)內(nèi)光電效應原理制成的。24.電阻應變片式傳感器可以對位移、加速度、壓力等進行測量。（√）改正:25.石英音叉諧振傳感器是利用石英晶體的壓電效應和諧振特性制成的。（√）改正:21.在傳感器的基本特性中，瞬態(tài)響應特性是其動態(tài)特性之一。（√）改正:22.電渦流式傳感器不可以進行無接觸測量。（×）改正:電渦流式傳感器可以進行無接觸測量。23.鈦酸鋇壓電陶瓷可用于制備光電傳感器。（×）改正:鈦酸鋇壓電陶瓷可用于制備壓電傳感器。24.電容式傳感器可以對位移、加速度、壓力等進行測量。（√）改正:25.接觸燃燒式氣體傳感器屬于氣敏傳感器。（√）改正:21.傳感器的穩(wěn)態(tài)響應指的是輸入信號為正弦信號的頻率響應。（√）改正:22.電容式傳感器不可實現(xiàn)非接觸測量。（×）改正:電容式傳感器可實現(xiàn)非接觸測量。23.在電磁波譜的可見光范圍內(nèi)，紫光攜帶的能量最大。（√）改正:24光電耦合器件僅是光敏元件的組合。（×）改正:光電耦合器件是發(fā)光元件和光敏元件的組合。25.超聲波測流速的機理是它在靜止流體和流動流體中的傳播速度不同。（√）改正:21.線性度描述的是傳感器的動態(tài)特性之一。（×）改正:線性度描述的是傳感器的靜態(tài)特性之一。22.磁敏傳感器可以進行無接觸測量。（√）改正:23.壓電式壓力傳感器是根據(jù)壓電效應原理制成的。（√）改正:24.力敏傳感器可以對力、力矩、壓力等進行測量。（√）改正:熱電偶屬于溫度傳感器。25.熱電偶不屬于溫度傳感器。（×）改正:智能傳感比普通傳感器性能優(yōu)越，它輸出的信號一定為數(shù)字信號。（×）改正:智能傳感比普通傳感器性能優(yōu)越，它輸出的信號可以為數(shù)字信號。電渦流式傳感器可以進行無接觸測量位移、振幅、板材厚度等參量。（√）改正:磁敏二極管是根據(jù)光生伏打效應制成的。（×）改正:磁敏二極管是根據(jù)內(nèi)光電效應制成的。霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應制成的傳感器。（√）改正:諧振傳感器可以測量壓力、頻率等參量。（√）改正:21.傳感器按輸入量分為模擬式和數(shù)字式傳感器。（×）改正:傳感器按輸出量分為模擬式和數(shù)字式傳感器。22.電渦流式傳感器屬于電容式傳感器，可以用于無損探傷。（×）改正:電渦流式傳感器屬于電感式傳感器，可以用于無損探傷。23.光譜特性是光電元件的特性之一。（√）改正:24.壓磁式傳感器和磁阻式傳感器都屬于磁敏傳感器。（√）改正:25.電阻傳感器和電容傳感器都可以用于濕度的測量。（√）改正:四、簡答題（4題，共18分）試述傳感器的定義、共性及組成。答：①傳感器的定義：能感受被測量并按照一定規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置；②傳感器的共性：利用物理定律和物質的物理、化學或生物特性，將非電量(如位移、速度、加速度、力等)轉換為電量(電壓、電流、電容、電阻等)；③傳感器的組成：傳感器主要由敏感元件和轉換元件組成。什么是傳感器動態(tài)特性和靜態(tài)特性?簡述在什么條件下只研究靜態(tài)特性就能夠滿足通常的需要。答：傳感器的動態(tài)特性是指傳感器對動態(tài)激勵(輸入)的響應(輸出)特性，即其輸出對隨時間變化的輸入量的響應特性。傳感器的靜態(tài)特性是指它在穩(wěn)態(tài)(靜態(tài)或準靜態(tài))信號作用下的輸入－輸出關系。靜態(tài)特性所描述的傳感器的輸入、輸出關系式中不含有時間變量。當輸入量為常量或變化極慢時只研究靜態(tài)特性就能夠滿足通常的需要。304、什么叫應變效應？利用應變效應解釋金屬電阻應變片的工作原理。答：材料的電阻變化是由尺寸變化引起的，稱為應變效應。應變式傳感器的基本工作原理：當被測物理量作用在彈性元件上，彈性元件在力、力矩或壓力等作用下發(fā)生形變，變換成相應的應變或位移，然后傳遞給與之相連的應變片，將引起應變敏感元件的電阻值發(fā)生變化，通過轉換電路變成電量輸出。輸出的電量大小反映了被測物理量的大小。306、在傳感器測量電路中，直流電橋與交流電橋有什么不同，如何考慮應用場合?用電阻應變片組成的半橋、全橋電word文檔可自由復制編輯word文檔可自由復制編輯word文檔可自由復制編輯路與單橋相比有哪些改善?答：直流電橋適合供電電源是直流電的場合，交流電橋適合供電電源是交流的場合。半橋電路比單橋電路靈敏度提高一倍，全橋電路比單橋電路靈敏度提高4倍，且二者均無非線性誤差。311、根據(jù)電容式傳感器工作原理，可將其分為幾種類型?每種類型各有什么特點?各適用于什么場合?答：根據(jù)電容式傳感器的工作原理，可將其分為3種：變極板間距的變極距型、變極板覆蓋面積的變面積型和變介質介電常數(shù)的變介質型。變極板間距型電容式傳感器的特點是電容量與極板間距成反比，適合測量位移量。變極板覆蓋面積型電容傳感器的特點是電容量與面積改變量成正比，適合測量線位移和角位移。變介質型電容傳感器的特點是利用不同介質的介電常數(shù)各不相同，通過改變介質的介電常數(shù)實現(xiàn)對被測量的檢測，并通過電容式傳感器的電容量的變化反映出來。適合于介質的介電常數(shù)發(fā)生改變的場合。何謂電渦流效應?怎樣利用電渦流效應進行位移測量?答：:電渦流效應指的是這樣一種現(xiàn)象：根據(jù)法拉第電磁感應定律，塊狀金屬導體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運動時，通過導體的磁通將發(fā)生變化，產(chǎn)生感應電動勢，該電動勢在導體內(nèi)產(chǎn)生電流，并形成閉合曲線，狀似水中的渦流，通常稱為電渦流。利用電渦流效應測量位移時，可使被測物的電阻率、磁導率、線圈與被測物的尺寸因子、線圈中激磁電流的頻率保持不變，而只改變線圈與導體間的距離，這樣測出的傳感器線圈的阻抗變化，可以反應被測物位移的變化。試比較自感式傳感器與差動變壓器式傳感器的異同。答：(1)不同點：1)自感式傳感器把被測非電量的變化轉換成自感系數(shù)的變化；2)差動變壓器式傳感器把被測非電量的變化轉換成互感系數(shù)的變化。(2)相同點：兩者都屬于電感式傳感器，都可以分為氣隙型、氣隙截面型和螺管型。323、什么是正壓電效應?什么是逆壓電效應?什么是縱向壓電效應?什么是橫向壓電效應?答：正壓電效應就是對某些電介質沿一定方向施以外力使其變形時，其內(nèi)部將產(chǎn)生極化現(xiàn)象而使其出現(xiàn)電荷集聚的現(xiàn)象。當在片狀壓電材料的兩個電極面上加上交流電壓，那么壓電片將產(chǎn)生機械振動，即壓電片在電極方向上產(chǎn)生伸縮變形，壓電材料的這種現(xiàn)象稱為電致伸縮效應，也稱為逆壓電效應。沿石英晶體的x軸(電軸)方向受力產(chǎn)生的壓電效應稱為"縱向壓電效應"。沿石英晶體的y軸(機械軸)方向受力產(chǎn)生的壓電效應稱為"橫向壓電效應"。簡述熱電偶的幾個重要定律，并分別說明其實用價值。答：1、中間導體定律；2、標準電極定律；3、連接導體定律與中間溫度定律實用價值：略。熱電偶測溫時，為什么要進行冷端溫度補償？常用的補償方法有哪些？答（1）因為熱電偶的熱電勢只有當冷端的溫度恒定時才是溫度的單值函數(shù)，而熱電偶的標定時是在冷端溫度特定的溫度下進行的，為了使熱電勢能反映所測量的真實溫度，所以要進行冷端補償。（2）A：補償導線法B：冷端溫度計算校正法C：冰浴法D：補償電橋法。333、試說明如圖所示的熱電偶三線制測溫時，是如何消除連接導線電阻r帶來的測溫誤差的。答：當電橋平衡時，可寫出下列關系式，即由此可以得出設計電橋時如滿足R1=R2則圖中右邊含有r的項完全消去，這種情況下第333題圖連線阻r對橋路平衡毫無影響，即可以消除熱電阻測量過程中r的影響。但必須注意，只有在對稱電橋(R1=R2的電橋)，且只有在平衡狀態(tài)下才如此。熱電阻傳感器主要分為哪兩種類型?它們分別應用在什么場合?答:(l鉑電阻傳感器：特點是精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠。主要作為標準電阻溫度計使用，也常被用在工業(yè)測量中。)此外，還被廣泛地應用于溫度的基準、標準的傳遞，是目前測溫復現(xiàn)性最好的一種。(2)銅電阻傳感器：價錢較鉛金屬便宜。在測溫范圍比較小的情況下，有很好的穩(wěn)定性。溫度