《传感器》复习

1、传感器原理及应用复习1、 填空题1、传感器的静态指标：稳定度、影响量。2、传感器的静态输入输出特性：线性度、灵敏度、灵敏度阈（或分辨力）、迟滞和重复性。3、动态标定的目的，是检验测试传感器的_ 动态性能 _指标。4、如果仅仅检测是否与对象物体接触，可使用 ON-OFF型微动开关作为传感器。5、压电式换能器的原理是以压电效应为基础的，作为发射超声波的换能器是利用压电材料的 逆压电 效应，而接受用的换能器则利用其 压电 效应。6.SnO2型半导体气敏器件非常适宜检测浓度较_低_的微量气体。7、热电偶电动势由 温度差 电动势和 接触 电动势两部分组成。8、闪烁计数器的组成：闪烁体、光电倍增管、输出电

2、路。9、热电偶产生的热电势的组成有：接触电势、温差电势。10、电感式传感器的类型：变间隙式、变截面式、螺管式。11、磁场检测方法主要有电磁感应法、磁通门磁强计、霍尔效应法和核磁共振法。12、传感器的频率响应特性，必须在所测信号频率范围内，保持不失真测量条件。13、采用_交流_电源供电的电桥称为交流电桥。14、CCD基本功能：电荷存储、电荷转移。15、若随机信号x(t)、y(t)的均值都为零，当时，它们的互相关函数Rxy()=0。16、传感器的组成：敏感元件、转换元件和转换电路。17、传感器的精确度的指标有：精密度、准确度和精确度。18、导电丝材的截面尺寸发生变化后其电阻会发生变化，用这一原理可

3、制成的传感器称为_电阻应变式 式传感器，利用有料具有磁致伸缩效应可制成的_压磁式 传感器也可用以测量力，而压电式传感器则利用了一些具有离子型晶体电介质的_压电_效应，它敏感的最基本的物理量也是力。19、利用电涡流位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是_金属_。20、热敏电阻按其性能可以分为：负温度系数 NTC 型热敏电阻、正温度系数 PTC 型热敏电阻和临界温度 CTR 型。21、在热电式传感器中， 热电阻 是能将温度变化转换为_电阻_变化的一类的统称，而 热电偶 是能将温度变化转换为电势的统称。22、微波传感器可以分为： 反射式 和 遮断式。为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采

4、用 细分 技术。23、辐射测温的方法24、薄膜应变片中将半导体或金属敏感材料直接镀制于弹性基片上应采用 溅射 或 蒸发 的方法。25、半导体气敏传感器，是利用其同气体接触，造成 半导体性质 发生变化，借此检测特定气体的成分及浓度， 可分为 电阻式 和 非电阻式 两种。电容式压力传感器是变 极距(或间隙) 型的。26、在现有的核辐射检测中，用于检测仪表上常用的探测器有 电离室、闪烁计数器 和 盖格计数器 。27、光电效应的种类2、 选择题1.对压电式加速度传感器，希望其固有频率(C) A.接近零B.尽量低些C.尽量高些D.任意2.(C)传感器可用于医疗上-50150之间的温度测量。A.金属辐射式

5、B.热电偶C.半导体三极管D.比色计4、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是 （C）。A补偿热电偶冷端热电势的损失 B起冷端温度补偿作用C.将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D提高灵敏度6、对于半导体压敏电阻简单的拉伸和压缩来说，当作用应力与电流方向一致时，它的电阻率的相对变化率与（A）。A半导体材料的弹性模量成正比 B半导体材料的弹性模量成反比C半导体材料的压阻系数成反比D作用应力成反比7、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（C）A压力 B力矩 C温度 D厚度8、按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（ A）A光电式传感器B电容式传感器C压电式传感器 D磁电式传感

6、器9结构型传感器是依靠传感器( C )的变化实现信号变换的A材料物理特性B体积大小C结构参数D电阻值10、属于传感器动态特性指标的是（D）A重复性B线性度 C灵敏度 D固有频率11固体半导体摄像元件CCD是一种（ C ）APN结光电二极管电路 BPNP型晶体管集成电CMOS型晶体管开关集成电路DNPN型晶体管集成电路12电阻应变片配用的测量电路中，为了克服分布电容的影响，多采用（ A ）。A直流平衡电桥B直流不平衡电C交流平衡电桥 D交流不平衡电桥13.半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率(B) A.上升B.迅速下降C.保持不变D.归零14.结构型传感器是依靠传感器(C)的变化实现信号变换的A

7、.材料物理特性B.体积大小C.结构参数D.电阻值 15.阻抗头是测量振动系统(D)的拾振器。A.振动位移B.振动加速度C.激振力D.激振力及其响应16、莫尔条纹光栅传感器的输出是(A) 。 A.数字脉冲式B.调幅式 C.调频式D.正弦波17、下列仪器属于采用气敏传感器制成的是（D）。A热导式气体分析仪B热磁式气体分析仪C红外线气体分析仪 DTGS109气体报警器18、下面属于视觉传感器的器件是（ B）。ALCD BCCD CLED DPID19、将电阻应变片贴在(C)上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。A.质量块B.导体C.弹性元件D.机器组件20、利用内光电效应原理制成的光电

8、元件是（ D）。A光电管B光电倍增管C光电池 D光敏电阻21、莫尔条纹光栅传感器的输出是(A) A.数字脉冲式B.调幅式C.调频式D.正弦波22、半导体应变片具有(A)等优点。A.灵敏度高B.温度稳定性好 C.可靠性高D.接口电路复杂23、一阶系统的动态表征参数是(D) A.线性度B.固有频率C.阻尼比D.时间常数24、常用于测量大位移的传感器有(A) A.感应同步器B.应变电阻式C.霍尔式D.涡流式 3、 名称解释：1、传感器：是一种以一定的精确度把被测量转换位于只有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成。2、迟滞：由于仪表内部的某些元件

9、具有储能效应例如弹性变形、磁滞现象等其作用使得仪表检验所得的实际上升曲线和实际下降曲线常出现不重合的情况，从而使得仪表的特性曲线形成环状，称这种现象为迟滞。3、莫尔条纹指当指示光栅与主光栅的线纹相交一个微小的夹角，由于挡光效应或光的衍射，这时在与光栅线纹大致垂直的方向上，即两刻线交角的二等分线处，产生明暗相间的条纹。4、涡流效应：金属导体置于变化的磁场中，导体内就会产生感应电流，这种电流像水中漩涡那样在导体内转圈，称之为电涡流或涡流。这种现象称为涡流效应。5、感应同步器：是利用两个平面形印刷电路绕组的互感随其位置变化的原理制成的。按其用途可分为直线感应同步器和圆感应同步器两大类，前者用于直线位

10、移的测量，后者用于角位移的测量。6、灵敏度阈：是指传感器能够区别的最小读数变化量。对于一般传感器，灵敏度应该大而灵敏度阈应该小，但也不是越小越好，灵敏度阈越小，干扰的影响也就越显著。4、 简答题：1、 简要说明热电偶传感器的冷端温度补偿的方法。答：在工业生产使用时，要使冷端的温度保持为是比较困难的，通常采用如下方法加以补偿：（1） 补偿导线法。一般采用一种导线将热电偶的冷端伸出来，这种导线具有和所连接的热电偶相同的热电性能。（2）计算法。（3）补偿电桥法。（4）冰浴法。这是实验室中经常采用的一种方法。（5）软件处理法。对于经常波动的情况，可利用热敏电阻或其它传感器把输入计算机把输入计算机，按照

11、运算公式设计一些程序，便能自动修正。2、简述光敏电阻的工作原理。答：光敏电阻上可以加直流电压，也可以加交流电压。加上电压后，无光照射时，由于光敏电阻的阻值很高，电路中只有很小的电流，称为暗电流；当有入射光能量大于半导体材料的禁带宽度，其价带中的电子激发出来形成电子空穴对，使材料导电性能增加，阻值降低，电路中电流也就变大，称为亮电流。3、简述压磁式扭矩仪的工作原理。答：压磁式扭矩仪的轴是强导磁材料。根据磁弹效应，当轴受扭矩作用时，轴的磁导率发生变化，从而引起线圈感抗变化，通过测量电路即可确定被测扭矩大小。4、简述应变片在弹性元件上的布置原则，及哪几种电桥接法具有温度补偿作用。(1)贴在应变最敏感

12、部位，使其灵敏度最佳；(2)在复合载荷下测量，能消除相互干扰；(3)考虑温度补偿作用；。单臂电桥无温度补偿作用，差动和全桥方式具有温度补偿作用。5、简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点。答：传感器与电压放大器连接的电路,其输出电压与压电元件的输出电压成正比,但容易受电缆电容的影响。传感器与电荷放大器连接的电路,其输出电压与压电元件的输出电荷成正比,电缆电容的影响小。6、涡流式传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么?涡流传感器能否测量大位移量?为什么? 优点：能实现非接触测量，结构简单，不怕油等介质污染。涡流传感器不能测量大位移量，只有当测量范围较小时，才能

13、保证一定的线性度。5、 计算题：1、 测得某检测装置的一组输入输出数据如下：x0.92.53.34.55.76.7y1.11.62.63.24.05.0试用最小二乘法原理拟合直线，求其线性度和灵敏度。1、解: ， 代入数据求得 ,拟合直线灵敏度,线性度±7%。 2、已知：圆盘形电容极板直径，间距，在电极间置一块厚的云母片（），空气（）。求：无云母片及有云母片两种情况下电容值及是多少？当间距变化时，电容相对变化量及是多少？解：1） 2）令，则 3. 某一霍尔元件尺寸为，,，沿方向通以电流，在垂直于和的方向加有均匀磁场，灵敏度为，试求输出霍尔电势及载流子浓度。解：4、已知测量齿轮齿数Z=18，采用变磁通感应式传感器测量工作轴转速(如图所示)。若测得输出电动势的交变频率为24(Hz)，求：被测轴的转速n(r/min)为多少?当分辨误差为±1齿时，转速测量误差是多少?解：(1)测量时，齿轮随