传感器的应用复习 (1)

1、题型：题型：填空题填空题 1010题，题，2020分分选择题选择题 2020题，题，2020分分简答题简答题 4 4题，题，2020分分综合题综合题 4 4题，题，4040分分一、什么是传感器一、什么是传感器（1 1）什么是传感器？）什么是传感器？（2 2）传感器的作用是什么？）传感器的作用是什么？传感器是指这样一类元件：它能够感知诸传感器是指这样一类元件：它能够感知诸如如力、温度、光、声、化学成分力、温度、光、声、化学成分等非电学量，等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成并把它们按照一定的规律转化成电压、电流电压、电流等等电学量，或转化为电学量，或转化为电路的通断电路的通断传感器的作用是把

2、非电学量转化为电学量传感器的作用是把非电学量转化为电学量或电路的通断，从而实现很方便地或电路的通断，从而实现很方便地测量、传输、测量、传输、处理和控制处理和控制（3)3)、传感器的共性：利用物理定律和物质、传感器的共性：利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性，将非电量的物理、化学或生物特性，将非电量( (如位移、如位移、速度、加速度、力等速度、加速度、力等) )转换为电量转换为电量( (电压、电电压、电流、电容、电阻等流、电容、电阻等) )；（4 4）、传感器的组成：传感器主要由敏感元）、传感器的组成：传感器主要由敏感元件和转换元件组成。件和转换元件组成。 非 电 学 量非 电 学 量 传

3、感 器传 感 器 电 学 量电 学 量 角度角度位移位移速度速度压力压力温度温度湿度湿度声强声强光照光照传 感 器传 感 器电压电压电流电流电阻电阻电容电容一、什么是传感器一、什么是传感器导体或半导体材料在外力作用下，产生机械导体或半导体材料在外力作用下，产生机械变形时变形时, ,其阻值发生相应变化其阻值发生相应变化, ,这种现象称为这种现象称为应变效应应变效应 对电阻应变式传感器常用温补方法有单丝自对电阻应变式传感器常用温补方法有单丝自补偿、双丝组合式自补偿、电路补偿法这几补偿、双丝组合式自补偿、电路补偿法这几种。种。为了消除温度误差可以采用半差动电桥和全为了消除温度误差可以采用半差动电桥和

4、全差动电桥方法。差动电桥方法。电感式传感器主要分为变磁阻式（自感式）电感式传感器主要分为变磁阻式（自感式） 、 变压器式（互感式）变压器式（互感式） 、 电涡流式电涡流式 三种类三种类型。型。电涡流传感器的测量电路主要有调频式和调电涡流传感器的测量电路主要有调频式和调幅式两种幅式两种。变磁阻式传感器由线圈、铁芯、衔铁变磁阻式传感器由线圈、铁芯、衔铁 3 3部分部分组成组成电涡流式传感器的特点电涡流式传感器的特点 涡流式传感器测量范围大，灵敏度高，结涡流式传感器测量范围大，灵敏度高，结构简单，抗干扰能力强以及可以非接触测量构简单，抗干扰能力强以及可以非接触测量等特点等特点自感式传感器与差动变压器

5、式传感器有何异自感式传感器与差动变压器式传感器有何异同同(1)(1)不同点：不同点： 1 ) 1 )自感式传感器把被测非电量的变化转换自感式传感器把被测非电量的变化转换成自感系数的变化；成自感系数的变化； 2) 2)差动变压器式传感器把被测非电量的变差动变压器式传感器把被测非电量的变化转换成互感系数的变化。化转换成互感系数的变化。 (2)(2)相同点：两者都属于电感式传感器，都可相同点：两者都属于电感式传感器，都可以分为气隙型、气隙截面型和螺管型。以分为气隙型、气隙截面型和螺管型。根据电容式传感器工作原理，可将其分为3种：变极板间距的变极距型、变极板覆盖面积的变面积型和变介质介电常数的变介质型

6、。 变极板间距型电容式传感器的特点是电容量与极板间距成反比，适合测量位移量。 变极板覆盖面积型电容传感器的特点是电容量与面积改变量成正比，适合测量线位移和角位移。 介质型电容传感器的特点是利用不同介质的介电常数各不相同，通过改变介质的介电常数实现对被测量的检测，并通过电容式传感器的电容量的变化反映出来。适合于介质的介 电常数发生改变的场合。电容式传感器有优点主要有测量范围大、灵敏度高 、动态响应时间短、机械损失小、结构简单 ，适应性强变极距型电容传感器做成差动结构后，灵敏度提高原来的2倍。压电效应：什么是正压电效应压电效应：什么是正压电效应? ?什么是逆压电什么是逆压电效应效应? ?正压电效应

7、就是对某些电介质沿一定方向施以外力使其变形时，其内部将产生极化现象而使其出现电荷集聚的现象。 当在片状压电材料的两个电极面上加上交流电压，那么压电片将产生机械振动，即压电片在电极方向上产生伸缩变形，压电材料的这种现象称为电致伸缩效应，也称为逆压电 效应。压电式传感器不能用于静态测量,只适用于动态 测量。制作霍尔元件应采用的材料是半导体材料，因为半导体材料能使截流子的迁移率与电阻率的乘积最大，而使两个端面出现电势差最大。按照测量光路组成，光电式传感器可以分为透射式、反射式 、辐射式和开关式光电传感器。什么是光电效应和光电器件?常用的光电器件有哪几大类? 所谓光电效应，是指物体吸收了具有一定能量的

8、光子后所产生的电效应。根据光电效应原理工作的光电转换器件称为光电器件。 常用的光电器件主要有外光电效应器件和内光电效应器件两大类。CCD的电荷转移原理是什么? CCD器件基本结构是一系列彼此非常靠近的MOS光敏元，这些光敏元使用同一半导体衬底；氧化层均匀、连续；相邻金属电极间隔极小。任何可移动的电荷都将力图向表面势大的位置移动。为了保证信号电荷按确定的方向和路线转移，在MOS光敏元阵列上所加的各路电压脉冲要求严格满足相位要求。（1 1）光敏电阻的电阻率与什么有关？）光敏电阻的电阻率与什么有关？（2 2）光敏电阻受到光照时会发生什么变化？怎样）光敏电阻受到光照时会发生什么变化？怎样解释？解释？（

9、3 3）光敏电阻能够将什么量转化为什么量？）光敏电阻能够将什么量转化为什么量？光敏电阻的光敏电阻的电阻率与光照强度有关电阻率与光照强度有关。光敏电阻受到光敏电阻受到光照时电阻会变小光照时电阻会变小. .硫化镉是一硫化镉是一种半导体材料种半导体材料, ,无光照时无光照时, ,载流子极少载流子极少, ,导电性能不导电性能不好好; ;随着随着光照增强光照增强, ,载流子增多载流子增多, ,导电性能变好导电性能变好光敏电阻能够将光敏电阻能够将光学量光学量转化为转化为电阻电阻这个电学量这个电学量二、光敏电阻二、光敏电阻三热敏电阻和金属热电阻三热敏电阻和金属热电阻（1 1）金属导体与半导体材料的导电性能与

10、温度）金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化关系是否相同？的变化关系是否相同？（2 2）热敏电阻和金属热电阻各有哪些优缺点？）热敏电阻和金属热电阻各有哪些优缺点？（3 3）热敏电阻和金属热电阻能够将什么量转化为）热敏电阻和金属热电阻能够将什么量转化为什么量？什么量？不相同不相同金属导体的导电性能随温度升高而降低金属导体的导电性能随温度升高而降低半导体材料的导电性能随温度升高而变好半导体材料的导电性能随温度升高而变好热敏电阻热敏电阻灵敏度高灵敏度高, ,但但化学稳定性较差化学稳定性较差, ,测测量范围较小量范围较小; ;金属热电阻的化学稳定性较好金属热电阻的化学稳定性较好, ,测测量范围较大

11、量范围较大, ,但灵敏度较差但灵敏度较差将将热学量热学量( (温度温度) )转化为转化为电阻电阻这个电学量这个电学量有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图所示电路中的三只元件分别接入如图所示电路中的A A、B B两点后，用黑两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（ ）课堂练习课堂练习A A置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻较大，这只元件一定是热敏电阻B B置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻化，这只元件一定是定值电阻C C用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较小，这只元件一定是光敏电阻示数变化较小，这只元件一定是光敏电阻D D用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻示数相同，这只元件一定是定值电阻 光电传感器光