传感器简答题

PAGE2什么是测量误差？测量误差有几种表达方式？它们通常应用在什么场合？测量误差是测得值减去被测值的真值。测量误差有五种表达方式分别是：:当被测量大小相同时，常用绝对误差来评定准确度。:相对误差常用来表示和比较测量的准确度。:引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法。基本误差:基本误差和附加误差常用于仪表和传感器中。1-6什么是随机误差？系统误差可以分为哪几类？系统误差有哪些检验方法？如何减小和消除系统误差？一定规律变化的误差称为系统误差。（定值统误差又可分为线性系统误差、周期性系统误差和复杂规律系统误差等。检验方法：实验对比法；残余误差观察法；准则检查法系统误差的消除：1.从产生误差根源上消除系统误差；2.用修正方法消除系统误差的影响；在测量系统中采用补偿措施；可用实时反馈修正的办法，来消除复杂的变化系统误差。1-8什么是粗大误差？如何判断监测数据中存在的粗大误差？超出在规定条件下的预期的误差成为粗大误差，粗大误差又称为疏忽误差。判断粗大误差的原则是看测量值是否满足正态分布要对测量数据进行必要的检验通常来判断粗大误差的准则有准则（莱以特准则）；肖维勒准则；格拉布斯准则。什么叫传感器？它由哪几部分组成？他们的作用及相互关系如何？（或响应或装置。调理转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部份。传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出输入关系。传感器的静态特性可以用一组性能指标来描述，有灵敏度、迟滞、线性度、重复性和漂移。①灵敏度是指传感器输出量增量△y与引起输出量增量△y的相应输入量增量△x的之比。用S表示灵敏度，即S=△y/△x②传感器的线性度是指在全量程范围内实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差值Lmax与满量程输出值YFS

之比。线性度也称为非线性误差，用

表示，L即 L

LYmax100%FS（正行程（反行程变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象。即传感器在全量程范围内最大的迟滞差值Hmax

与满量程输出值YFSH

之比称为迟滞误差，用H

表示，即： H

Ymax100%FS得特性曲线不一致的程度。重复性误差属于随机误差，常用标准差计算，也可用正反行程中最大重复差值Rmax

计算， (2~100%R YFS即: R

RYmax100%FS移，即周围环境温度变化而引起的输出变化。3-1什么是应变效应？什么是压阻效应？利用应变效应和压阻效应解释金属电阻应变片和半导体应变片的工作原理。dRRK*工作原理：应变效应表达式为ε，式中K为材料的应变灵敏系数，当应变材料为dRKR与金属材料的轴向应变εε关系的电阻相对变化量，这就是金属电阻应变片的工作原理。dR压阻效应表达式为R

πEε，在外力作用下，被测对象产生应变时，应变片随之发生相4-1说明差动变隙电压传感器的主要组成，工作原理和基本特性答：主要组成：主要由铁芯，衔铁，线圈三部分组成。输出特性：

2

2 L

2L

1

...1 2 00

0L20L 若忽略上式中的高次项，可得0 0.4-3差动变压器式传感器有几种结构形式？各有什么特点？器二种结构形式。WU - 20 W

U

W1W1特点：变隙式差动变压器传感器的输出特性为W1W

1 0 ，输出电压与 2比值U与成正比，然而 2比值与变压器的体积与零点残余电压有关。应综合考虑；0 0 成反比关系.因此要求0越小越好，但较小的0使测量范围受到约束，通常在0.5mm左右。螺线管式差动变压器式传感器的输出特性是激励电压U和激磁频率f度K与U、ff400Hz～10KHzKU不论在理论上11 1的10到4因此可以测量大位移围。410何谓涡流效应？怎样利用涡流效应进行位移测量？旋涡状的感应电流，此电流叫电涡流，所产生电涡流的现象称为电涡流效应。1 1 2 电涡流式传感器的测试系统由电涡流式传感器和被测金属两部分组成流时,H1 1 2 H H H新的交变磁物2, 2的作用将反抗原磁物1导致线圈阻抗Z发生变化的变化完全取 决于导体中的电涡流效应，而电涡流效应既与导体的电阻率，磁导率，几何尺寸有关，又与线圈的几何参数、线圈中的激磁电流频率f有关，还与线圈和导体间的距离x此，可得等效阻抗Z的函数差系式为 Z=F（、、r、f、x）式中r为线圈与被测体的尺寸因子。 以上分析可知，若保持，，r，f参数不变，而只改变x参数。则Z就仅仅是关于x单值函数。测量出等效阻抗Z，就可实现对位移量x的测量。51 什么场合？答：类型：根据电容式传感器的工作原理，电容式传感器有三种基本类型，即变极距(d)型（又称变间隙型）、变面积(A)型和变介电常数(ε)型。场合：变间隙型可测量位移，变面积型可测量直线位移、角位移、尺寸，变介电常数型可测量液体液位、材料厚度。差；寄生电容影响较大；输出为非线性。6.1什么叫做正压电效应和逆压电效应？什么叫做纵向电压效应和横向电压效应？答：某些电介质在沿一定的方向上受到外力的作用而变形时，内部会产生极化现象，同时在其表面上产生电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电的状态，反之，在电介质的极化方向上施加交变电场或电压，它会产生机械变形，当去掉外加电场时，电介质变形随之消失，这种现象称为“逆压电效应”。在石英晶体中，通常把沿电轴x方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效应”，而把沿机械轴y6.6简述压电式加速度传感器的工作原理。一定的情况下与加速度值成正比。在一定条件下，压电晶体受力后产生的电荷量与所感受到的加速度值成正比。7.1简述变磁通式和恒磁通式传感器的工作原理。答1.通Φ的变化产生感应电动势。变磁通式又称磁阻式常用于角速度的测量。2.恒磁通式传感器工作原理：气隙磁通保持不变，感应线圈与磁铁作相对运动，线圈切割磁力线产生感应电势。7.4什么是霍尔效应？霍尔电势与哪些因素有关？答：1.通电的导体或半导体，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种现象称霍尔效应。该电势称霍尔电势。2.霍尔电势正比于激励电流及磁感应强度，其灵敏度与霍尔系数RH成正比而与霍尔片厚度d成反比。为了提高灵敏度，霍尔元件常制成薄片形状。光电效应有哪几种？相对应的光继电器件各有哪些？答：1.光电效应分为外光电效应和内光电效应两大类。内光电效应又可分为光电导效应和光生伏特效应。2.光电器件基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管、光电摄像管等。基于光电导效应的光电器件有光敏电阻。基于光生伏特效应的光电器件有光电池、光敏二极管、三极管。特点？答：1.光敏电阻的工作原理其工作原理是基于光电导效应，其阻值随光照增强而减小。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。无光照时，光敏电阻值（暗电阻）很大，电路中电流（暗电流）很小。当光敏电阻受到一定波长范围的光照时，它的阻值（亮电阻）急剧减小，电路中电流迅速增大。一般希望暗电阻越大越好，亮电阻越小越好，此时光敏电阻的灵敏度高。实际光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧量级，亮电阻值在几千欧以下。2.光敏二极管的工作原理在无光照时，处于反偏的光敏二极管工作在截止状态，其反向电阻很大，反向电流很小，这种反向电流称为暗电流。当有光照射到光敏二极管的PN时，PN-PN结，形成比无光照时大得多的反向电流，该反向电流称为光电流，此时，光敏二极管的反向电阻下降。若入射光的强度-空穴对数量也随之增加，光电流也响应增大，即光电流与光照度成正比。如果外电路接上负载，便可获得随光照强弱变化的信号。光敏二极管的光电流I等方面的应用。光敏晶体管的工作原理大多数光敏晶体管的基极无引出线，当集电极加上相对于发射极为正的电压而不接基极时，集电结就是反向偏压。当光照射在集电结时，就会在结附近产生β光电池的工作原理硅光电池是在一块N型硅片上用扩散的办法掺入一些P(PN结。当光照到PN-空穴对，在N区聚积正电荷，这样N区和PPN结两端用导线连起来，电路中有电流流过，电流的方向由P区流经外电路至N区。若将外电路断开，就可测出光生电动势。8.6光在光纤中是怎样传输的？对光纤及入射光的入射角有什么要求？答：1.光在光纤内的全内反射进行传输的，实际工作时需要光纤弯曲，但只要满足全反射条件，光线仍然继续前进。可见这里的光线“转弯”实际上是由光的全反射所形成的。应满足i c

arcsin( n )n2n2n21 2一般光纤所处环境为空气，则n0=1，这样上式可表示为arcsin( n2n2)i c 1 29-1简述气敏传元件的工作原理。半导体气敏传感器的敏感部分是金属氧化物半导体微结晶粒子烧结体电阻值随被测气体的浓度而改变。这种反应是可逆的，因而是可重复使用的。当氧化型气体吸附到N型半导体上，还原型气体吸附到P型半导体上时，将使半导体载流子减少，而使半导体电阻值增大。当还原型气体吸附到N型半导体上，氧化型气体吸附到P型半导体上时，则半导体载流子增多，使半导体电阻值下降。9-3什么叫湿敏电阻？湿敏电阻有哪些类型？各有什么特点?湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化的电阻。氯化锂湿敏电阻半导体陶瓷湿敏电阻）5于露点以下测量，器件性能重复性不理想，使用寿命短。后者可分为负特性湿敏半导体陶瓷和正特性湿敏半导体陶瓷。前者电阻率随湿度的增加而下降，后者的表面电阻随湿度的增加而加大10-1超声波在介质中传播具有哪些特性？不同。通常有：纵波、横波和表面波。超声波的传播速度：在固体中，纵波、横波及其表面波三者的声速有一定的关系常可认为横波声速为纵波的一半，表面波声速为横波声速的 90%；气体中纵波声速为344。；液体中纵波声速在900～1900m/s。超声波的反射和折射：声波从一种介质传播到另一种介质，在两个介质的分界面上一,另一部分透射过界面，在另一种介质内部继续传播。这样的两种情况称之为声波的反射和折射。（4）能量逐渐衰减，其衰减的程度与声波的扩散、散射及吸收等因素有关。10-3超声波物位测量有几种方式？各有什么特点？传感器可分为单换能器和双换能器能器，而双换能器的传感器发射和接收各由一个换能器担任。简述微波传感器的测量机理。过信号调理电路，即可以显示出被测量，实现了微波检测。微波传感器有哪些特点？微波传感器如何分类？1、微波传感器作为一种新型的非接触传感器具有如下特点：（1）有极宽的频谱（=1.0mm～1.0m）可供选用，可根据被测对象的特点选择不同的测量频率；在烟雾、粉尘、水汽、化学气氛以及高、低温环境中对检测信号的传播影响极小，因此可以在恶劣环境下工作；（3）介质对微波的吸收与介质的介电常数成比例，水对微波的吸收作用最强；（4）时间常数小，反应速度快，可以进行动态检测与实时处理，便于自动控制；（5）器与微处理器间的接口，便于实现遥测和遥控；（6）微波无显著辐射公害。因素影响较多，如温度、气压、取样位置等。12-1红外探测器有哪些类型？说明它们的工作原理。红外探测器的种类很多，按探测机理的不同，分为热探测器和光子探测器两大类。13-1数字式传感器有什么特点？可分为哪几种类型？能够直接将非电量转换位数字量，不需要A/D转换，直接用数字显示。;②输出记数型的离散脉冲信号13-5码盘式转角—数字传感器的工作原理是什么？其基本组成部分有哪些？答：1）、接触式编码器由码盘和电刷组成。8421码制的编码器的码盘为例。用四个同心圆码道和四个“；绝缘区连到低电平。四个电刷沿某一径向安装，四位二进制码盘上有四圈码道，每16种不同的四位二进制数码。后续电路通过判别输出数据就可以知道转到什么角度了。2）、光电式码盘主要由安装在旋转轴上的编码圆盘（码盘）、窄缝以及安装在圆盘两边的光源律编码的数字量，代表了码盘轴的角位移大小。3）、电磁式编码器主要由磁鼓与磁阻探头组成。（导磁率高）和非磁化区（导磁率低），13-8感应同步器有哪几种？试述它们的工作原理。90°相角，故又称为正弦、余弦绕组。工作时如果在便可测量出直线或转角的位移量14-1什么是智能传感器？它包含哪几种主要形式？应从哪些方面研究开发智能传感器一是采用微处理机或微型计算机系统以强化和提高传统传感器的功能，即传感器与微处理机,又称传感器的智能化。制作在同一块芯片上，即成为大规模集成电路智能传感器，简称集成智能传感器。（3）1.物理转化机理数据融合理论CMOS工艺兼容的传感器制造与集成封装技术15-1简述热电偶与热电阻的测温原理。11都能测温度